一种对大豆分离蛋白进行酶水解的方法
【专利摘要】一种对大豆分离蛋白进行酶水解的方法，属于大豆蛋白加工领域。本发明按照以下步骤改性大豆分离蛋白：（1）大豆分离蛋白热处理；（2）大豆分离蛋白进行有限酶水解；（3）有限酶水解后的大豆分离蛋白加热钝化蛋白酶；（4）喷雾干燥，制得产品酶解大豆蛋白干粉。本发明通过酶制剂的筛选，控制酶解条件，采用天野蛋白酶PC10F和/或SDNY10酶解得到的酶解大豆蛋白干粉粘度和凝胶强度较弱，苦味较小，而其它功能性质良好。
【专利说明】一种对大豆分离蛋白进行酶水解的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种筛选酶制剂控制酶解条件水解大豆蛋白，控制生产低粘度、弱凝胶性、且苦味小的植物蛋白的方法，属于大豆蛋白加工领域。
【背景技术】
[0002]食品工业的飞速发展迫切需要具有各种专门功能性的大豆分离蛋白作为食品的原料成分或添加基料，蛋白质改性技术是实现该目标的重要手段。蛋白质改性是人为地对蛋白质结构进行修饰，从而改善产品的相容性和功能性。目前蛋白质改性技术主要有物理改性、化学改性、酶法改性和基因工程改性。蛋白质的理化性质，取决于它的氨基酸组成、分子大小及形态结构等，所以，一切能改变蛋白质氨基酸组成、分子大小和形态结构的因素必将影响其功能特性。研究提高大豆分离蛋白的功能性，就要从大豆分离蛋白的组成和结构入手，再进一步探索加工工艺对产品功能性的影响。酶法改性通常是蛋白酶的有限水解。酶法改性的程度取决于所用的酶、处理的时间以及人们所需要的功能性质。蛋白经酶解后，其功能性质的变化十分显著，并且同化学改性相比，酶法改性还具有以下几个方面优点:(I)酶解过程十分温和，很少或没有不受欢迎的副反应或副产品；(2)最终水解产物经平衡后，含盐极少且最终产品的功能性质可通过选择特定的酶和反应因素加以控制；(3)蛋白水解产物可直接为消化不良者提供营养。
[0003]大豆蛋白制品越来越广泛地用于食品加工的各个领域，这与其营养丰富且在食品加工、储藏和消费过程中体现出的良好的功能性质有很大关系。大豆蛋白质经过蛋白酶处理后，溶解性、粘度、乳 化力、起泡力、抗氧化性等功能特性均有所改善。大豆分离蛋白对于所应用食品体系的黏度和凝胶性有显著影响。高分子的蛋白溶液有很大的黏性，酶改性可以显著降低大豆分离蛋白的黏度，酶解同时会导致凝胶性的降低甚至达到无凝胶性的程度。低黏度的大豆分离蛋白可作为乳化剂应用于浓汤、高蛋白饮料、酸化饮料、婴儿食品、成人保健品、高蛋白的点心中。然而，酶水解的蛋白质产物有苦味，水解物的口感对其应用以及产品的可接受性影响重大。
[0004]酶水解的各种蛋白质经常表现苦味的原因是形成了苦味肽.大部分苦味肽的苦味是其中的疏水性氨基酸引起的。在完整的球蛋白分子中.大部分疏水性侧链藏在内部，它们不接触味蕾，感觉不到苦味。当蛋白质水解时，肽链含有的疏水性氨基酸充分暴露出来，接触味蕾产生苦味。随水解进程的继续，越来越多的疏水性氨基酸侧链暴露出来使苦味增加。按照Ney提出的Q规则理论，认为可以从蛋白质的一级结构上判断其水解物苦味生成的倾向，如果蛋白质本身的疏水性较强的话，那么它们的水解物中疏水性多肽出现的机会就较多，则水解物较苦。蛋白质的疏水性强弱可以根据它们Q值(平均疏水度)的大小加以判断。闻Q值的蛋白质如酿蛋白、大?蛋白和玉米醇溶蛋白就极易广生苦味，而像肉类蛋白和胶原蛋白的Q值较低，就不易产生苦味。此外，大豆制品的苦涩味和收敛性也与大豆异黄酮有关，游离的苷元型较之结合的糖苷具有更强的不愉快的风味。异黄酮在大豆中多以糖苷型存在，糖苷经酸水解或葡萄糖苷酶催化分解能转化为游离型的苷元。而苦味的有无及大小限制了大豆蛋白酶解物的应用范围。所以，在运用酶水解大豆分离蛋白提高功能性质的同时，控制苦味的产生引起广泛关注。
[0005]本发明以脱脂豆柏为原料，通过碱溶酸沉制备大豆分离蛋白。大豆分离蛋白本身无苦味等不良风味，但是粘度高，溶解性、分散性等功能性较差。通过选择合适的酶，在合适的条件下进行酶水解，达到合适的水解度，最终实现了在不产生明显苦味情况下蛋白质功能性质的明显改善。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种对大豆分离蛋白进行酶水解的方法，通过酶制剂的筛选和酶解条件的控制得到低粘度、弱凝胶性、苦味值小的大豆分离蛋白。
[0007]本发明的技术方案:一种对大豆分离蛋白进行酶水解的方法，按照以下步骤改性大豆分离蛋白:
(O大豆分离蛋白热处理:取大豆分离蛋白加入去离子水中，配制成质量浓度5%~?5%的溶液；将此溶液倒入酶解反应器中，在5(T85°C处理l(T30min ；
(2)大豆分离蛋白进行有限酶水解:用0.5 mol/L NaOH溶液将步骤(1)所得蛋白溶液调pH 6.5~8.5，待pH稳定15min后，按照E: S=0.01%~0.1%酶底比加入天野PClOF蛋白酶或天野SDNYlO蛋白酶之一种(若底物为IOg则加入酶制剂I~IOmg)，或天野PClOF蛋白酶和天野SDNYlO蛋白酶按照质量比5: f 1:5的混合酶后酶解(若底物为10g，如加入混合酶制剂总共6mg，则天野PClOF蛋白酶为5~lmg，天野SDNYlO蛋白酶为I~5mg)，将单一酶或混合酶加入蛋白溶液中并开始酶解计时，维持pH保持恒定,反应5~30min ；
(3)有限酶水解后的大豆分离蛋白加热钝化蛋白酶:迅速将有限酶水解后的蛋白溶液在高于酶失活的温度下加热15飞Omin后冷却至室温；
(4)喷雾干燥:将钝化后的蛋白溶液喷`雾干燥,控制进风温度为11(T130°C,出风温度为8(T90°C，得酶解大豆蛋白干粉。
[0008]所述的对大豆分离蛋白进行酶水解的方法，所得产物酶解大豆蛋白干粉的水悬浮液具有如下物理特征:
(1)室温下，固形物含量为10%悬浮液的IOOiT1剪切速率下粘度不大于IOmPa.s ；
(2)12%固形物含量悬浮液在95°C加热30min，并冷却至室温后，凝胶强度不大于3g ；
(3)室温下，固形物含量为3%悬浮液的离心沉淀率不大于3%；
(4)室温下,配制成固形物含量为5%悬浮液的分散时间不大于40s。
[0009]所得产物酶解大豆蛋白干粉具有如下成分特征:
(O苷元型异黄酮与总异黄酮之比不大于25% ；
(2)在70%乙醇中可溶性氮与总氮之比不大于23%；
(3)70%乙醇可溶性氮在C18柱上的峰面积加权平均保留时间不大于56min。
[0010]所得产物酶解大豆蛋白干粉具有如下风味特征:
(1)以3%固形物含量分散于去离子水中所得悬浮液的苦味值不大于2；
(2)以3%固形物含量分散于5%蔗糖溶液中所得悬浮液的苦味值不大于I;
(3)以3%固形物含量分散于牛奶中所得悬浮液的苦味值不大于I。
[0011]分析方法:1、氮含量的测定:半微量凯氏定氮法(GB 5009.5—1985)。
[0012]2、粘度的测定:将得到的酶解大豆蛋白干粉溶于去离子水中，配制成10%浓度的溶液，于磁力搅拌器上搅拌30min后，用MCR301旋转流变仪测定粘度变化。测定参数:测试类型Stead State Flow，夹具60mm 2°椎板，样品间隙1mm，温度25 °C，剪切速率从0.1s ^2508 1O
[0013]3、凝胶强度的测定:将得到的酶解大豆蛋白干粉溶于去离子水中，于烧杯中配制成12%浓度的溶液。将此烧杯置于90°C的水浴中加热保温30 min，然后用冰浴冷却至室温，在4°C的冰箱中保存24 h，从冰箱中取出陈化30 min即可测定。用TA_XT2i质构仪测定凝胶强度，选用直径为12 mm的圆柱状平头冲头。设定前进速度:2mm/s,,冲压速度:1 mm/s ；后撤速度:2 mm/s，冲压深度:10 mm，则形变为40% ;每个样品重复测定3次取平均值得到凝胶质构参数。记录探头下压过程中感应的最大应力为凝胶强度。
[0014]4、离心沉淀率的测定:将得到的酶解大豆蛋白干粉溶于去离子水中，配制成3%浓度的溶液10mL，搅拌均匀后，4000r/min离心15min。离心沉淀率=(沉淀重量/离心样品重量)X 100%。
[0015]5、分散时间的测定:取2g蛋白粉，加入38mL去离子水中，记录从搅拌开始到粉块全部散去所需的时间，重复3次取平均值。
[0016]6、异黄酮的提取与测定:准确称取酶解大豆分离蛋白粉lg，加入4mL 0.1M HCl和20mL乙腈，室温下搅拌2h，滤纸过滤后，取滤液真空旋转蒸干，用80%甲醇定容至10mL，通过孔径0.45 μ m的醋酸纤维素膜，上清液以A液[乙腈(含0.05%三氟乙酸)]和B液[水(含0.05%三氟乙酸)]为流动相，色谱柱C18梯度洗脱。对照标准样品测定异黄酮的含量，即通过保留时间找到对应的某种异黄酮标样，由标样峰面积、浓度和样品峰面积求出样品中该种异黄酮的浓度。采用的梯度和流速如下:
【权利要求】
1.一种对大豆分离蛋白进行酶水解的方法，其特征在于按照以下步骤改性大豆分离蛋白: (O大豆分离蛋白热处理:取大豆分离蛋白加入去离子水中，配制成质量浓度5%~?5%的溶液；将此溶液倒入酶解反应器中，在5(T85°C处理l(T30min ； (2)大豆分离蛋白进行有限酶水解:用0.5mol/L NaOH溶液将步骤(1)所得蛋白溶液调pH 6.5~8.5，待pH稳定15min后，按照E:S=0.01%~0.1%酶底比加入天野PClOF蛋白酶或天野SDNYlO蛋白酶之一种，或加入天野PClOF蛋白酶和天野SDNYlO蛋白酶按照质量比5:1~1:5的混合酶，将单一酶或混合酶加入蛋白溶液中并开始酶解计时，维持pH保持恒定，反应5~30min ； (3)有限酶水解后的大豆分离蛋白加热钝化蛋白酶:迅速将有限酶水解后的蛋白溶液在高于酶失活的温度下加热15飞Omin后冷却至室温； (4)喷雾干燥:将钝化后的蛋白溶液喷雾干燥,控制进风温度为11(T130°C,出风温度为8(T90°C，得酶解大豆蛋白干粉。
2.根据权利要求1所述的对大豆分离蛋白进行酶水解的方法，其特征在于所得产物酶解大豆蛋白干粉的水悬浮液具有如下物理特征: Cl)室温下，固形物含量为10%悬浮液在IOOiT1剪切速率下的粘度不大于IOmPa.s ； (2)12%固形物含量悬浮液在95°C加热30min，并冷却至室温后，凝胶强度不大于3g ； (3)室温下，固形物含量为3%悬浮液的离心沉淀率不大于3%； (4)室温下,配制成固形物含量为5%悬浮液的分散时间不大于40s。
3.根据权利要求1所述的对大豆分离蛋白进行酶水解的方法，其特征在于所得产物酶解大豆蛋白干粉具有如下成分特征: (O苷元型异黄酮与总异黄酮之比不大于25% ； (2)在70%乙醇中可溶性氮与总氮之比不大于23%； (3)70%乙醇可溶性氮在C18柱上的峰面积加权平均保留时间不大于56min。
4.根据权利要求1所述的对大豆分离蛋白进行酶水解的方法，其特征在于所得产物酶解大豆蛋白干粉具有如下风味特征: (1)以3%固形物含量分散于去离子水中所得悬浮液的苦味值不大于2； (2)以3%固形物含量分散于5%蔗糖溶液中所得悬浮液的苦味值不大于I; (3)以3%固形物含量分散于牛奶中所得悬浮液的苦味值不大于I。
【文档编号】A23J3/16GK103719534SQ201310715130
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】华欲飞, 葛文静, 孔祥珍, 张彩猛, 陈业明 申请人:江南大学