本发明涉及食品加工领域，尤其涉及一种全小麦拉丝蛋白及其工业化制备方法。
背景技术：
随着人们对食品安全的关注和营养需求的不断变化，以及素食主义者和部分宗教信仰的特殊需要，植物蛋白的开发受到人们越来越多的关注，通过植物蛋白生产仿肉食品进入人们的视野。由于欧盟严格限制转基因产品的进入，其他发达国家对转基因产品也十分排斥，因此，寻找一种安全、健康的植物原料以满足人们生理健康的正常需求，是科研工作者一直关注的课题。小麦蛋白与其它蛋白相比较，具有原料成本低、无豆腥味，特别是小麦蛋白的非转基因、零胆固醇及低脂肪等特点，生产出来的拉丝蛋白纤维结构更细腻、纤维更柔韧，具有更嫩的肉质感，符合安全、健康食品的要求。因此如何研究一种生产过程更为简单，并能保证全小麦拉丝蛋白具有更好结构和口感的制备方法已成为目前研究的热点。
目前，市场上拉丝蛋白主要是低温脱脂豆粉为原料进行挤压膨化生产，例如cn103271218a公开了一种采用65％以上的低温脱脂豆粉为原料生产植物拉丝蛋白的方法以及cn104054894a公开了一种小麦拉丝蛋白的制造方法，小麦蛋白不是主要原料，产品存在豆腥味，口感偏软；cn102640838a公开了一种小麦组织化蛋白的制备方法以及cn105901281a公开了双螺杆高湿挤压制备小麦拉丝蛋白的方法，均以小麦蛋白粉、淀粉及调制剂为原料，和本发明以湿面筋为主要原料有本质差别；cn105410329a公开了一种利用小麦谷朊粉原浆进行高水份组织化的方法以及cn105639050a公开了一种高水分组织化蛋白加工方法，以湿面筋为主要原料，但产品水分高，需要加装出口冷却装置，和本发明得到的产品结构和口感有较大差别。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种全小麦拉丝蛋白及其工业化制备方法，所述制备方法首先以面粉为原料，通过在面粉的淀粉乳和小麦蛋白的分离过程中加入谷氨酰胺转氨酶，提高小麦蛋白的凝胶性能，并以湿面筋为原料，减少干燥步骤，在调质的情况下，采用导热油代替蒸汽和水对双螺杆挤压机进行准确温度控制，生产层状结构明显的全小麦拉丝蛋白。与其它方法相比较，该方法省却了干燥步骤，降低了能源消耗；同时，本发明在湿面筋的形成过程中，加入了谷氨酰胺转氨酶改善了小麦蛋白的凝胶特性，使其形成的全小麦拉丝蛋白具有更好的层状结构；此外，本发明和传统方法相比，不添加其它蛋白，产品的口感更佳。
为达此目的，本发明采用了如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种全麦拉丝蛋白的工业化制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)和面、熟化和调浆
将面粉和水加入和面机，同时加入谷氨酰胺转氨酶，进入调浆罐调浆，加水并搅拌，使糊状面粉浆液浓度达到20～25％；
(2)湿面筋获得
将糊状面粉浆液进行分离，分离为重相和轻相；将轻相中的碎面筋收集后的液相即为淀粉乳，碎面筋进入调浆罐，重相进一步逐级清洗、脱水，固体部分即为湿面筋；
(3)挤压组织化
将湿面筋直接泵入搅拌机和面粉进行混合均匀，再进入双螺杆挤压机，从而挤压出所述全小麦拉丝蛋白。
本发明首先以面粉为原料，不需要将湿面筋进行干燥生产出谷朊粉，即可用于挤压机的生产，省却了中间步骤，节省了成本和能源；同时，本发明在面粉和面初期加入了谷氨酰胺转氨酶，由于面粉熟化的中温、中性偏酸和较长的持续时间，不仅保证了熟化的顺利完成，也保证了酶促反应的较好进行；经过谷氨酰胺转氨酶处理后的湿面筋具有更好的交联结构和凝胶性能，使其形成的全小麦拉丝蛋白具有更好的层状结构。
优选地，步骤(1)中所述面粉和水的重量比为(0.8～1.2):1，例如0.8:1、0.85:1、0.9:1、0.95:1、1.0:1、1.1:1或1.2:1，优选为0.8:1。
优选地，步骤(1)中所述谷氨酰胺转氨酶的加入量为面粉中蛋白含量的0.1～0.25％，例如0.1％、0.15％、0.18％、0.2％、0.22％或0.25％，优选为0.1～0.2％，进一步优选为0.1％。
优选地，步骤(1)中所述搅拌的时间为0.5～2小时，例如0.5小时、0.8小时、1小时、1.2小时、1.5小时或2小时，优选为0.5小时。
优选地，步骤(1)中所述调浆的过程为连续式，即进入和泵出的糊状面粉浆液处于连续过程。
优选地，步骤(2)中所述分离是在一组串联旋液分离器中进行的。
优选地，步骤(2)中将轻相中的碎面筋收集后的液相即为淀粉乳，可用于干燥生产淀粉或用于酒精发酵等。
优选地，步骤(2)中所述重相经过二级洗涤筛，将湿面筋蛋白(氮×6.25，干基)控制在65％以上。
优选地，步骤(3)中所述湿面筋的水分含量≤61％，例如水分含量为45％、46％、48％、50％、52％、55％或61％等；所述湿面筋和面粉混合的质量比≤2:3，例如湿面筋和面粉混合的质量比为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或0.6等
优选地，步骤(3)中优选对双螺杆挤压机四个温区控温方式进行改造，采用导热油代替蒸汽和水进行控温，实现对温度精确控制，挤压机一区、二区、三区、四区的温度分别为40±5℃、100±2℃、120±1℃和125±1℃。
优选地，步骤(3)所述双螺杆挤压机的螺杆长径比≥22:1，例如23:1、24:1、25:1、26:1、27:1或28:1等。
具体地，本发明所述全小麦拉丝蛋白的工业化制备方法，包括以下步骤：
(1)和面、熟化和调浆
将面粉和水按(0.8～1.2):1的重量比加入和面机，同时加入谷氨酰胺转氨酶，所述谷氨酰胺转氨酶的加入量为面粉中蛋白含量的0.1～0.25％，进入调浆罐调浆，加水并搅拌0.5～2小时，使糊状面粉浆液浓度达到20～25％；
(2)湿面筋的获得
将糊状面粉浆液进行分离，逐级清洗，分离为重相和轻相；将轻相中的碎面筋收集后的液相即为淀粉乳，用于干燥生产淀粉或用于酒精发酵，碎面筋进入调浆罐；重相通过脱水，液体部分用于调浆，固体部分即为湿面筋；
(3)挤压组织化
将湿面筋直接泵入搅拌机和面粉进行混合均匀，再进入双螺杆挤压机，从而挤压出所述全小麦拉丝蛋白；
所述湿面筋的水分含量≤61％，湿面筋和面粉混合比例为2:3；
对双螺杆挤压机四个温区控温方式进行改造，采用导热油代替蒸汽和水进行控温，实现对温度精确控制，挤压机一区、二区、三区、四区的温度分别为40±5℃、100±2℃、120±1℃和125±1℃；所述双螺杆挤压机的螺杆长径比≥22:1。
本发明还提供了如前所述的工业化制备方法制得的全小麦拉丝蛋白。
本发明制得的全小麦拉丝蛋白具有优异的凝胶性能，其层状结构明显，口感好。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明以面粉为原料，不需要将湿面筋进行干燥生产出谷朊粉，即可用于挤压机的生产，省却了中间步骤，节省了成本和能源；
(2)本发明在面粉和面初期加入了谷氨酰胺转氨酶，由于面粉熟化的中温、中性偏酸和较长的持续时间，不仅保证了熟化的顺利完成，也保证了酶促反应的较好进行；经过谷氨酰胺转氨酶处理后的湿面筋具有更好的交联结构和凝胶性能，其中该全小麦拉丝蛋白的组织化程度在3.5以上，弹性大于0.9；
(3)本发明对螺杆挤压机四个温区控温方式进行改造，采用导热油代替蒸汽和水进行控温，实现了对温度的精确控制；
(4)本发明以湿面筋搭配小麦粉生产了具有明显层状结构和口感好的全小麦拉丝蛋白。
附图说明
图1是实施例1中制备得到的具有明显层状结构的全小麦拉丝蛋白。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种小麦拉丝蛋白的工业化制备方法，其包括以下步骤：
(1)和面、熟化和调浆
将面粉和水按0.8:1的重量比加入和面机，同时加入谷氨酰胺转氨酶，其加入量为面粉中蛋白含量的0.1％，进入调浆罐调浆，加水并搅拌0.5小时，使糊状面粉浆液浓度达到20％；
(2)湿面筋的获得
将糊状面粉浆液进行分离，分离为重相和轻相；将轻相中的碎面筋收集后的液相即为淀粉乳，碎面筋进入调浆罐，重相进一步逐级清洗、脱水，固体部分即为湿面筋，需将湿面筋蛋白(氮×6.25，干基)控制在65％以上；
(3)挤压组织化
将湿面筋直接泵入搅拌机和面粉按2:3的质量比进行混合均匀，再进入双螺杆挤压机，从而挤压出所述全小麦拉丝蛋白。
采用导热油代替蒸汽和水控温，实现对温度更准确的控制，挤压机一区、二区、三区和四区的温度分别为40±5℃、100±2℃、120±1℃和125±1℃；螺杆长径比≥22:1；双螺杆挤压机喂料速度为200kg/h、螺杆转速为400rpm；出口模具的出口为一字型，从而使得挤压出的小麦拉丝蛋白为长条状，再通过挤压机配套的切刀切成合适的大小。
通过上述方法制备得到的全小麦拉丝蛋白具有如下性能：
小麦拉丝蛋白的组织化度≥3.5；弹性＞0.90。
如图1所示，该实施例1制备得到的全小麦拉丝蛋白具有明显的层状结构。
实施例2
一种小麦拉丝蛋白的工业化制备方法，其包括以下步骤：
(1)和面、熟化和调浆
将面粉和水按0.9:1的重量比加入和面机，同时加入谷氨酰胺转氨酶，其加入量为面粉中蛋白含量的0.15％，进入调浆罐调浆，加水并搅拌1小时，使糊状面粉浆液浓度达到22％；
(2)湿面筋的获得
将糊状面粉浆液进行分离，分离为重相和轻相；将轻相中的碎面筋收集后的液相即为淀粉乳，碎面筋进入调浆罐，重相进一步逐级清洗、脱水，固体部分即为湿面筋，需将湿面筋蛋白(氮×6.25，干基)控制在65％以上；
(3)挤压组织化
将湿面筋直接泵入搅拌机和面粉按1:3的质量比进行混合均匀，再进入双螺杆挤压机，从而挤压出所述全小麦拉丝蛋白。
采用导热油代替蒸汽和水控温，实现对温度更准确的控制，挤压机一区、二区、三区和四区的温度分别为40±1℃、100±1℃、120±1℃和125±1℃；螺杆长径比≥22:1；双螺杆挤压机喂料速度为200kg/h、螺杆转速为400rpm；出口模具的出口为圆柱型，从而使得挤压出的小麦拉丝蛋白为圆柱状，再通过挤压机配套的切刀切成合适的长度。
通过上述方法制备得到的全小麦拉丝蛋白具有如下性能：
小麦拉丝蛋白的组织化度≥3.5；弹性＞0.93。
实施例3
一种小麦拉丝蛋白的工业化制备方法，其包括以下步骤：
(1)和面、熟化和调浆
将面粉和水按1:1的重量比加入和面机，同时加入谷氨酰胺转氨酶，其加入量为面粉中蛋白含量的0.25％，进入调浆罐调浆，加水并搅拌1小时，使糊状面粉浆液浓度达到25％；
(2)湿面筋的获得
将糊状面粉浆液进行分离，分离为重相和轻相；将轻相中的碎面筋收集后的液相即为淀粉乳，碎面筋进入调浆罐，重相进一步逐级清洗、脱水，固体部分即为湿面筋，需将湿面筋蛋白(氮×6.25，干基)控制在65％以上；
(3)挤压组织化
将湿面筋直接泵入搅拌机和面粉按1:2的质量比进行混合均匀，再进入双螺杆挤压机，从而挤压出所述全小麦拉丝蛋白。
采用导热油代替蒸汽和水控温，实现对温度更准确的控制，挤压机一区、二区、三区和四区的温度分别为40±1℃、100±1℃、120±1℃和125±1℃；螺杆长径比≥22:1；双螺杆挤压机喂料速度为200kg/h、螺杆转速为400rpm；出口模具的出口为一字型，从而使得挤压出的小麦拉丝蛋白为长条状，再通过挤压机配套的切刀切成合适的大小。
通过上述方法制备得到的全小麦拉丝蛋白具有如下性能：
小麦拉丝蛋白的组织化度≥3.5；弹性＞0.95。
对比例1
与实施例1相比，除在步骤(1)中不加入谷氨酰胺转氨酶外，其它与实施例1相同。
通过该对比例的方法制备得到的全小麦拉丝蛋白具有如下性能：
小麦拉丝蛋白的组织化度≥1.87；弹性＞0.83。
通过将实施例1与对比例1进行比较可以看出，实施例1中的小麦拉丝蛋白组织化度明显高于对比例1中的小麦拉丝蛋白组织化度，而且，其弹性也更好，表现出更好的产品性能。
综合上述结果可以看出，本发明通过以湿面筋为原料，省却了湿面筋干燥过程；同时，本发明在湿面筋的形成过程中，加入谷氨酰胺转氨酶可以催化面筋蛋白质分子内或分子间的交联聚合，促使水分与面筋蛋白质、淀粉、戊聚糖等大分子物质的结合，改善了小麦蛋白的凝胶性能，并对双螺杆挤压控温方式进行了创新，温度控制更精确，产品层状结构明显，口感好。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。