一种蛋液复配组合物及其制备方法与流程

1.本发明涉及海洋微生物酶技术领域，具体的是一种蛋液复配组合物及其制备方法。


背景技术：

2.鸡蛋中蛋清蛋白受热易凝固的性质，限制了它在食品加工中的广泛应用，而利用蛋白酶水解鸡蛋可以很好的解决这一问题。水解后的鸡蛋溶液与鸡蛋蛋白相比，不但在溶解性、乳化性、气泡性、持水性等功能特性上得到了改善，而且具有抗氧化、降血压、降血脂等生理活性，同时也保持了鸡蛋的特有风味，还可以减小蛋白质的致敏性，生成的多肽混合物更有利于人体吸收。
3.蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称，蛋白质经蛋白酶水解后产物为寡肽和氨基酸的混合物，比蛋白质本身更加具有优越的加工性能和营养特性，具有更广阔的发展与应用前景。目前，常用于蛋液水解的蛋白酶包括中性蛋白酶、碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶，尤以碱性蛋白酶对鸡蛋全蛋液水解效果最佳。碱性蛋白酶是一种碱性蛋白质，催化部位在丝氨酸，在较高的温度和中等的碱度下具有优良的性能，但是在制备蛋液组合物时通常会采用低温发酵或低温水解工艺，以保持蛋液的较佳风味，当温度低于40℃是常规碱性蛋白酶的酶活性会大大降低，无法满足蛋液组合物低温生产工艺的要求。
4.海洋生物由于长期生活在低温海水环境中，为适应这种环境而生产的海洋酶，大多数具有低温催化的特性，其活性的最适温度移向低温或在低温时（如4c甚至0℃）仍保持较高比例的活性，这种酶被称之为低温酶（psychrophilic enzyme）或低温适应酶（coldadapted enzyme）。这种酶具有较低的最适反应温度，低温条件下与底物的很强的结合能力和较高的催化活性等特点。海洋低温碱性蛋白酶由海洋杆菌所产生，如美国atcc867、黄海黄杆菌等，由于海洋生物所处的环境，使这种细菌产生的海洋碱性蛋白酶也具有与其它碱性蛋白酶不同的性质，主要表现在低温时任具有较高的酶活性。
5.因此可以利用海洋碱性蛋白酶对蛋液进行水解，以改进现有的蛋液生产方式。但是在利用海洋碱性蛋白酶进行低温水解时需要精确的控制水解温度，而目前的设备换热效率低，无法将水解过程中产生的热量快速除去，易导致水解罐中温度过高，导致蛋白质变性，影响蛋液组合物的生产。


技术实现要素：

6.为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种蛋液复配组合物及其制备方法，利用海洋碱性蛋白酶对全蛋液进行低温水解后再加入纯牛奶、白糖和益生菌进行发酵，达到了高钙、脂肪含量低、胆固醇含量低的目的，采用的制备方法可以实现蛋液复配组合物的连续生产，对水解液或发酵液温度控制效果好，酶溶液和菌种液能够快速均匀分散。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种蛋液复配组合物的制备方法，包括以下步骤：s1、将全蛋液加入第一混合罐m1中，再加入纯净水，200~300转/min搅拌5~10min将全蛋液稀释；s2、将海洋碱性蛋白酶、转谷氨酰胺酶通过纯净水溶解后加入第一水解罐t1的预混罐中，通过第一送料泵p1将稀释后的全蛋液送至第一水解罐t1的预混罐处，经过预混罐将稀释后的全蛋液与酶溶液混合后进入第一水解罐t1的主罐体进行水解反应，反应一端时间后通过第一水解罐t1底部的废水管取样检测水解度，达到所需水解度后通过第二送料泵p2将水解后的混合液送至第一发酵罐t1的预混罐中；s3、将纯牛奶、白糖、保加利亚乳杆菌、酵母菌、嗜热链球菌通过纯净水溶解后加入第一发酵罐t3的预混罐中，经过预混罐将水解后的混合液与菌种液混合后进入第一发酵罐罐t3的主罐体进行发酵反应；s4、待第一水解罐t1的主罐体内部的混合液排空后通过第二水泵p4向第一水解罐t1的主罐体通入自来水，对主罐体内壁及回流冷却管内外壁的冲洗，在对第一发酵罐t1进行冲洗的同时在第二水解罐t2处重复步骤s2中水解步骤；s5、待第一发酵罐t3发酵完成后将发酵后的混合液由第三送料泵p5输送至第二搅拌罐m2中，加入明胶、麦芽糊精和植物提取物，300~500转/min搅拌10~20min，得到所述蛋液复配组合物；s6、待第一发酵罐t3主罐体内部的混合液排空后重复步骤s4中的主罐体冲洗步骤，同时将第二水解罐t2水解完成后的混合液通过第二送料泵p2输送至第二发酵罐t4处重复步骤s3中的发酵步骤；s7、循环步骤s2~s6，实现第一水解罐t1和第二水解罐t2的轮流水解和冲洗步骤，同时实现第一发酵罐t3和第二发酵罐t4的轮流发酵和冲洗步骤，实现蛋液复配组合物的连续生产。
8.优选地，水解和发酵步骤中通过第一水泵p3向冷却夹套和回流冷却管内输送经过换热器e1冷却后的冷却液，通过驱动电机带动搅拌轴上的第一涡轮（11）转动，从而将主罐体内部混合液由回流冷却管上下输送，实现主罐体内部混合液的纵向环流，提高混合液与冷却夹套和回流冷却管内冷却液的换热效果，从而将主罐体内液体温度稳定控制在5~20℃。
9.优选地，预混罐中酶溶液或菌种液由上罐体顶部的进粉口进入预混罐，稀释后的全蛋液或水解后的混合液通过上罐体侧壁的进液口进入预混罐，稀释后的全蛋液或水解后的混合液在上罐体的上段形成螺旋状的涡流与酶溶液或菌种液混合，下罐体底部第二涡轮在流动液体的带动下使转动轴转动，从而带动预混杆对下罐体上段的液体混合。
10.优选地，冲洗步骤中通过第二水泵p4向第一水解罐t1的旋转接头通入自来水，自来水经过搅拌轴及搅拌杆内部管道后由喷水孔喷出，完成对主罐体内壁及回流冷却管内外壁的冲洗。
11.一种蛋液复配组合物，包括以下重量份原料：全蛋液90~100份、海洋碱性蛋白酶0.1~2份、转谷氨酰胺酶0.1~1份、明胶1~5份、麦芽糊精5~8份、纯牛奶20~30份、白糖5~10份、保加利亚乳杆菌0.1~0.5份、酵母菌0.1~0.5份、嗜热链球菌0.1~0.5份、植物提取物5~10份和纯净水40~50份。
12.优选地，全蛋液中蛋白液的质量百分含量为70~80%，全蛋液中蛋黄液的质量百分含量为20~30%。
13.优选地，植物提取物由啤酒花提取物、罗布麻叶提取物和槟榔提取物按质量比2:3:1.5混合。
14.优选地，啤酒花提取物、罗布麻叶提取物中黄酮甙元的质量百分含量≥55%，所述槟榔提取物中槟榔碱的质量百分含量≥70%。
15.本发明的有益效果：本发明利用海洋碱性蛋白酶、转谷氨酰胺酶先进行蛋白水解，再加入纯牛奶、白糖和益生菌进行发酵，可以很好地提高肽的含量，更易于人体的吸收。其中海洋碱性蛋白酶在低温条件下具有较高的催化活性，适用于全蛋液的低温水解和发酵，同时其酶解时间短、对蛋白质的水解率高，可以有效提高蛋液复配组合物的生产效率。本发明蛋液复配组合物中，钙离子含量较高，粗脂肪含量较低，达到了高钙、脂肪含量低、胆固醇含量低的目的。将经过水解和发酵的全蛋液中加明胶、麦芽糊精对蛋液中的腥味加以掩蔽，使蛋液在不丧失其营养物质的前提下，消除其蛋腥味，加入啤酒花提取物、罗布麻叶提取物和槟榔提取物以提高蛋液组合物的保健功能。
16.本发明蛋液复配组合物的制备方法采用连续化生产设备，水解罐轮流水解和冲洗步骤，发酵罐轮流发酵和冲洗步骤，实现蛋液复配组合物的连续生产。其中水解罐和发酵罐采用冷却夹套和回流冷却管进行换热，罐体内的混合液可以由回流冷却管上下输送，实现在罐体内部的纵向环流，提高了换热效果的同时也提高了酶及益生菌在混合液中分散效果，从而提高水解和发酵效率。
17.本发明水解罐和发酵罐的进料管处还设有预混罐，通过上罐体侧壁的进液口进入预混罐的液体贴着上罐体内壁螺旋状高速流动，带动酶溶液或菌种液快速混合，同时下罐体底部第二涡轮在流动液体的带动下使转动轴转动，从而带动预混杆对下罐体上段的液体混合，能够快速实现在加料的同时实现各种原料的混合。
18.本发明水解罐和发酵罐还设有反冲洗的结构，通过第二水泵向旋转接头1通入自来水，自来水经过搅拌轴及搅拌杆内部管道后由喷水孔喷出，完成对主罐体内壁及回流冷却管内外壁的冲洗。
附图说明
19.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
20.图1是本发明蛋液复配组合物的生产设备的整体结构示意图；图2是本发明第一水解罐t1的结构示意图；图3是本发明第一水解罐t1的主罐体剖视图；图4是本发明第一水解罐t1的冷却回流管剖视图；图5是本发明第一水解罐t1预混罐剖视图；图6是本发明实施例施例1-实施例3及对比例1中全蛋液水解度测试结果。
21.图中：1-主罐体，2-预混罐，3-冷却夹套，4-支撑腿，5-搅拌机构，6-搅拌轴，7-驱动盒，8-驱动电机，9-回流冷却管，10-搅拌杆，11-第一涡轮，13-旋转接头，14-连接杆，15-冷却液管
道，16-冷却液进液管，17-冷却液出液管，18-进料管，19-上罐体，20-下罐体，21-粉料管，22-锥形均料台，23-转动轴，24-预混杆，25-第二涡轮，26-出料管，27-人孔。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.在本发明实施例中采用的海洋碱性蛋白酶采购自中国水产科学研究院黄海水产研究所，木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和转谷氨酰胺酶采购自南宁庞博生物工程有限公司，保加利亚乳杆菌、酵母菌、嗜热链球菌采购自山东中科嘉亿生物工程有限公司。
25.实施例1本发明公开了一种蛋液复配组合物，包括全蛋液90份、海洋碱性蛋白酶0.1份、转谷氨酰胺酶0.1份、明胶1份、麦芽糊精5份、纯牛奶20份、白糖5份、保加利亚乳杆菌0.1份、酵母菌0.1份、嗜热链球菌0.1份、植物提取物5份和纯净水40份。
26.其中，全蛋液中蛋白液的质量百分含量为70%，全蛋液中蛋黄液的质量百分含量为30%；植物提取物由啤酒花提取物、罗布麻叶提取物和槟榔提取物按质量比2:3:1.5混合；啤酒花提取物、罗布麻叶提取物中黄酮甙元的质量百分含量≥55%，所述槟榔提取物中槟榔碱的质量百分含量≥70%。
27.如图1所示，一种蛋液复配组合物的生产设备，包括第一搅拌罐m1、第一水解罐t1、第二水解罐t2、第一发酵罐t3、第二发酵罐t4、换热器e1以及第二搅拌罐m2，第一搅拌罐m1的出料口通过第一送料泵p1分别与第一水解罐t1、第二水解罐t2的进料口连接，第一水解罐t1和第二水解罐t2的出料口通过三通阀分别连接第二送料泵p2和废水管，第二送料泵p2的出料端分别与第一发酵罐t3和第二发酵罐t4的进料口连接，第一发酵罐t3和第二发酵罐t4的出料口通过三通阀分别连接第二搅拌罐m2和废水管，换热器e1的出水端通过第一水泵p3分别与第一水解罐t1、第二水解罐t2、第一发酵罐t3、第二发酵罐t4冷却水进口相连，第一水解罐t1、第二水解罐t2、第一发酵罐t3、第二发酵罐t4的冷取水出口与换热器e1的回水端相连，第一水解罐t1、第二水解罐t2、第一发酵罐t3、第二发酵罐t4顶端的进水口通过第二水泵p4外接水源。
28.如图2、图3所示第一水解罐t1、第二水解罐t2、第一发酵罐t3和第二发酵罐t4的结构相同，第一水解罐t1包括主罐体1和预混罐2，主罐体1下侧外壁固定安装冷却夹套3，冷却夹套3底部固定安装支撑腿4，主罐体1顶部灌装搅拌机构5，搅拌机构5包括搅拌轴6，搅拌轴6上端贯穿主罐体1顶部，主罐体1顶部对应搅拌轴6处固定安装驱动盒7，搅拌轴6与主罐体1和驱动盒7密封转动连接，搅拌轴6通过齿轮与驱动电机8的输出轴啮合，驱动电机8固定安装在驱动盒7外壁，主罐体1内部中间固定安装回流冷却管9，搅拌轴7下端贯穿回流冷却管
9，回流冷却管9上下两端的搅拌轴7表面堆成固定安装搅拌杆10，搅拌杆10呈u形，回流冷却管9内部的搅拌轴7表面固定安装第一涡轮11。通过驱动电机8带动搅拌轴7上的第一涡轮11转动，从而将主罐体1内部混合液由回流冷却管9上下输送，实现主罐体1内部混合液的纵向环流，提高混合液与冷却夹套3和回流冷却管9内冷却液的换热效果。
29.搅拌轴7为空心轴，搅拌轴7顶端固定安装旋转接头13，搅拌轴7和搅拌杆10表面均开设有若干喷水孔，喷水孔通过搅拌轴7和搅拌杆10内部管道与旋转接头13相连，旋转接头13的进水口与第二水泵p4相连。通过第二水泵p4向第一水解罐t1的旋转接头13通入自来水，自来水经过搅拌轴7及搅拌杆10内部管道后由喷水孔喷出，完成对主罐体1内壁及回流冷却管9内外壁的冲洗。
30.如图4所示，回流冷却管9外壁通过连接杆14与主罐体1内壁相连，冷却夹套3、回流冷却管9和连接杆14内部均设置有冷却液管道15，冷却夹套3和回流冷却管9内部的冷却液管道15呈螺旋形，冷却夹套3外壁固定冷却液进液管16和冷却液出液管17，冷却液进液管16通过管道与第一水泵p4相连，冷却液出液管17通过管道与换热器e1的回水端相连。
31.如图5所示，主罐体1上侧外壁固定安装进料管18，进料管18与预混罐2的出料口相连，预混罐2包括上主罐体19和下罐体20，上罐体19呈圆柱状，上罐体19顶部中间固定安装粉料管21，粉料管21内部设有锥形均料台22，锥形均料台22与粉料管21内壁固定，粉料管21顶端的上罐体19表面设有进粉口，上罐体19侧壁设有进液口，进液口与上罐体19外壁相切；下罐体20呈漏斗状，下罐体20内贯穿设有转动轴23，转动轴23下端与下罐体20底部密封转动连接，转动轴23上端固定安装预混杆24，转动轴23下端表面对应下罐体20的直管段处固定安装第二涡轮25，下罐体20的直管段下端侧壁设有出料口。由上罐体19侧壁的进液口进入预混罐2的液体贴着上罐体19呈螺旋状高速流动，由上罐体表面进粉口进入预混罐2的液体在进入后会与四周的由上罐体19侧壁的进液口进入且高速流动的液体混合，从而实现预混，同时下罐体20底部第二涡轮25在流动液体的带动下使转动轴23转动，从而带动预混杆24对下罐体20上段的液体混合，能够快速实现在加料的同时实现各种原料的混合。
32.主罐体1底部中间固定安装出料管26，主罐体1顶部一侧固定安装人孔27。
33.基于上述生产设备，本发明提供了一种蛋液复配组合物的制备方法，包括以下步骤：s1、将全蛋液加入第一混合罐m1中，再加入纯净水，200~300转/min搅拌5~10min将全蛋液稀释；s2、将海洋碱性蛋白酶、转谷氨酰胺酶通过纯净水溶解后加入第一水解罐t1的预混罐2中，通过第一送料泵p1将稀释后的全蛋液送至第一水解罐t1的预混罐2处，经过预混罐2将稀释后的全蛋液与酶溶液混合后进入第一水解罐t1的主罐体1进行水解反应，反应一端时间后通过第一水解罐t1底部的废水管取样检测水解度，达到所需水解度后通过第二送料泵p2将水解后的混合液送至第一发酵罐t1的预混罐2中；s3、将纯牛奶、白糖、保加利亚乳杆菌、酵母菌、嗜热链球菌通过纯净水溶解后加入第一发酵罐t3的预混罐2中，经过预混罐2将水解后的混合液与菌种液混合后进入第一发酵罐罐t3的主罐体1进行发酵反应；s4、待第一水解罐t1的主罐体1内部的混合液排空后通过第二水泵p4向第一水解
罐t1的主罐体1通入自来水，对主罐体1内壁及回流冷却管9内外壁的冲洗，在对第一发酵罐t1进行冲洗的同时在第二水解罐t2处重复步骤s2中水解步骤；s5、待第一发酵罐t3发酵完成后将发酵后的混合液由第三送料泵p5输送至第二搅拌罐m2中，加入明胶、麦芽糊精和植物提取物，300~500转/min搅拌10~20min，得到所述蛋液复配组合物；s6、待第一发酵罐t3主罐体1内部的混合液排空后重复步骤s4中的主罐体1冲洗步骤，同时将第二水解罐t2水解完成后的混合液通过第二送料泵p2输送至第二发酵罐t4处重复步骤s3中的发酵步骤；s7、循环步骤s2-s6，实现第一水解罐t1和第二水解罐t2的轮流水解和冲洗步骤，同时实现第一发酵罐t3和第二发酵罐t4的轮流发酵和冲洗步骤，实现蛋液复配组合物的连续生产。
34.进一步的，水解和发酵步骤中通过第一水泵p3向冷却夹套3和回流冷却管9内输送经过换热器e1冷却后的冷却液，通过驱动电机8带动搅拌轴7上的第一涡轮11转动，从而将主罐体1内部混合液由回流冷却管9上下输送，实现主罐体1内部混合液的纵向环流，提高混合液与冷却夹套3和回流冷却管9内冷却液的换热效果，从而将主罐体1内液体温度稳定控制在5~20℃。
35.进一步的，预混罐2中酶溶液或菌种液由上罐体19顶部的进粉口进入预混罐2，稀释后的全蛋液或水解后的混合液通过上罐体19侧壁的进液口进入预混罐2，稀释后的全蛋液或水解后的混合液在上罐体19的上段形成螺旋状的涡流与酶溶液或菌种液混合，下罐体20底部第二涡轮25在流动液体的带动下使转动轴23转动，从而带动预混杆24对下罐体20上段的液体混合。
36.进一步的，冲洗步骤中通过第二水泵p4向第一水解罐t1的旋转接头13通入自来水，自来水经过搅拌轴7及搅拌杆10内部管道后由喷水孔喷出，完成对主罐体1内壁及回流冷却管9内外壁的冲洗。
37.实施例2一种蛋液复配组合物，包括全蛋液95份、海洋碱性蛋白酶0.8份、转谷氨酰胺酶0.5份、明胶2份、麦芽糊精6份、纯牛奶25份、白糖8份、保加利亚乳杆菌0.3份、酵母菌0.2份、嗜热链球菌0.3份、植物提取物7份和纯净水45份。
38.其中，全蛋液中蛋白液的质量百分含量为75%，全蛋液中蛋黄液的质量百分含量为25%；植物提取物由啤酒花提取物、罗布麻叶提取物和槟榔提取物按质量比2:3:1.5混合；啤酒花提取物、罗布麻叶提取物中黄酮甙元的质量百分含量≥55%，所述槟榔提取物中槟榔碱的质量百分含量≥70%。
39.蛋液复配组合物的制备方法与实施例1相同。
40.实施例3一种蛋液复配组合物，包括全蛋液100份、海洋碱性蛋白酶2份、转谷氨酰胺酶1份、明胶5份、麦芽糊精8份、纯牛奶30份、白糖10份、保加利亚乳杆菌0.5份、酵母菌0.5份、嗜热链球菌0.5份、植物提取物10份和纯净水50份。
41.其中，全蛋液中蛋白液的质量百分含量为80%，全蛋液中蛋黄液的质量百分含量为20%；植物提取物由啤酒花提取物、罗布麻叶提取物和槟榔提取物按质量比2:3:1.5混合；啤
酒花提取物、罗布麻叶提取物中黄酮甙元的质量百分含量≥55%，所述槟榔提取物中槟榔碱的质量百分含量≥70%。
42.蛋液复配组合物的制备方法与实施例1相同。
43.对比例1一种蛋液复配组合物，包括全蛋液95份、木瓜蛋白酶0.4份、中性蛋白酶0.4份、转谷氨酰胺酶0.5份、明胶2份、麦芽糊精6份、纯牛奶25份、白糖8份、保加利亚乳杆菌0.3份、酵母菌0.2份、嗜热链球菌0.3份、植物提取物7份和纯净水45份。
44.蛋液复配组合物的制备方法与实施例1相同，但是在水解过程中控制主罐体1内液体温度稳定控制在45~55℃。
45.性能检测在实施例1-实施例3及对比例1的蛋液复配组合物制备过程中由第一水解罐t1底部废水管每隔1h取10ml样品测定水解度，氨基氮测定利用考马斯亮蓝法按照试剂盒指定的方法进行测定，总氮测定按gb5009.5-2016方法测定，然后计算水解度（degree hydrolysis，dh），得到数据如图6所示。
46.由图6中可以看出，从总体趋势上海洋碱性蛋白酶对全蛋液的水解效果最佳，其中，海洋碱性蛋白酶在酶解时间为3h时，实施例1~实施例3中dh达最高为25~27%，而对比例1中采用木瓜蛋白酶和中性蛋白酶在酶解5h后dh达最高为14.5%，由此可见海洋碱性蛋白酶的酶解时间上小于目前常用的中性蛋白酶和木瓜蛋白酶，同时在最佳的酶解时间作用下海洋碱性蛋白酶的dh也要高出其他蛋白酶。
47.同时实施例1~实施例3中海洋碱性蛋白酶进行全蛋液水解时的温度更低，更加适合全蛋液的低温生产工艺。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。