专利名称:一种大豆蛋白的改性方法
技术领域：
本发明涉及大豆蛋白的生产方法，具体涉及一种大豆蛋白改性的方法。
技术背景
大豆分离蛋白是一种蛋白质含量高、营养丰富的食品配料，可广泛应用于肉制品、 乳制品及保健食品等行业，近年来大豆蛋白行业得到了飞速发展，年增长率高达1(Γ20%。但我国商业化大豆分离蛋白溶解性、凝胶性、乳化性等功能特点较弱，产品市场竞争力弱，而且产品的结构比较单一，难以满足现代食品工业快速发展和产品日趋多样化高品质化的迫切需求。
对大豆蛋白质进行改性处理，可提高或改善其功能特性，从而拓宽其应用范围。目前，蛋白质的改性方法包括物理改性、化学改性和酶法改性三类。化学改性具有反应简单、 应用广泛和效果显著的特点，但是化学改性存在诸如反应副产物多，最终产品中难以除去， 营养价值在反应过程中会受到一定程度的影响等缺点。物理方法改性效果显著，目前在很多蛋白中已经应用。酶法改性尤其是酶解改性是目前植物蛋白改性的研究重点，酶促反应速度快，条件温和，专一性强，没有副产物产生，但植物蛋白酶解效率低，同时水解产物中含有一定量的苦味肽，产品具有不良风味，从而导致大豆蛋白产品功能特性提升不明显。
目前制备功能性大豆蛋白主要以下专利
卡夫食品集团公司(中国专利申请号200410085514. 8)公开了一种具有高级功能特性的可溶性大豆蛋白的制备方法，该专利使用一种新的兼具内和外肽酶活性真菌蛋白酶对大豆蛋白进行水解，所得大豆蛋白具有良好的可溶性。
日本专利JP-AS-154593公开了一种制造大豆蛋白质的方法，其包括在大豆蛋白质水解之前或之后添加脂肪或油使之成为乳化状态，接着干燥。
美国硕累有限公司专利(中国专利公开号CN 1498081Α)采取加热途径，诱导小分子量的蛋白聚集到高分子量的蛋白上，生产高溶解性、高分子量的大豆蛋白。
索莱有限责任公司(中国专利申请号200680031052. 9)公开了一种异味减少的大豆蛋白制品和制备它的方法，包括用超临界二氧化碳对全脂蛋白组合物进行提取产生第一提取产物；和用超临界二氧化碳和有机溶剂的混合物对第一提取产物进行提取产生脱脂蛋白组合物。
华南理工大学(中国专利申请号200810029249. X)公开了一种乳化型大豆分离蛋白的制备方法，包括如下步骤以预粉碎的低温脱脂豆粕粉为原料，添加Acalase碱性蛋白酶进行酶解，并对大豆蛋白酶解上清液进行均质处理；调酸沉淀，喷雾干燥，得乳化型大豆分离蛋白。
但上述专利所得改性大豆蛋白在乳化性和凝胶性上不如本发明所得产品。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前现有技术中存在的上述不足，提供一种大豆蛋白的改性方法。本发明显著提高了大豆蛋白的乳化性和凝胶性能，改性大豆蛋白应用于液态乳液体系，乳浊液的平均粒径明显减少，显微观察乳状液体系均勻稳定。
本发明通过如下技术方案实现。
(1)将大豆分离蛋白或大豆浓缩蛋白按水料比5 20w/w与去离子水混合后，调整大豆蛋白溶液至其亚基解离的状态下；
(2)对大豆蛋白溶液进行限制性酶解处理和/或高压均质处理；
(3)后处理;
(4)喷雾干燥或冷冻干燥。
步骤(1)所述大豆蛋白的亚基解离的状态可采用盐酸、柠檬酸、琥珀酸、乙酸中任意一种将大豆蛋白溶液的PH值调整为1.5-3.0。
步骤(1)所述大豆蛋白的亚基解离的状态可采用氯化钠或氯化钾调节大豆蛋白溶液的离子强度为0. 5-2M。
步骤(2)中所述限制性酶解处理为添加胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶中的任意一种水解大豆蛋白至水解度为0. 5-4. 5%，80-95°C处理20_30min灭酶。
步骤(2)中所述高压均质处理的条件为30-50MPa均质1_2次。
当采用调pH值的方法达到大豆蛋白的亚基解离状态时，后处理为调节大豆蛋白溶液PH值至4. 6，静置，离心得改性大豆蛋白沉淀。
当采用增加溶液离子强度的方法达到大豆蛋白亚基解离的状态时，后处理为超滤脱盐或透析脱盐。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果
1、本发明通过酸诱导或离子诱导大豆蛋白亚基解离，再利用均质、控制酶解等工艺使大豆蛋白重聚集，相对常规技术添加有机溶剂乙醇聚集和加热诱导聚集，本发明改性的系列大豆分离蛋白产品的乳化性能和凝胶性能显著改善，可直接应用于液态奶、火腿肠等多款终端产品。
2、本发明仅以水作为介质，所用化学试剂仅限于常规的酸碱，安全性更高，有利于工业化生产及成本的降低。
图Ia 图Id为实施方式中表1中不同编号样品的显微照片。
图2为实施方式中不同样品的小变形流变学特性比较图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式
作进一步说明。
涉及本发明效果的相关检测评价方法
还原性凝胶电泳分离胶浓度为12%(质量分数，下同)，浓缩胶浓度为5%。电泳前将样品和不含β-巯基乙醇的样品缓冲液混合振荡20min，上样量为10 μ L，凝胶电泳于恒流下进行，在浓缩胶中电流为40mA，进入分离胶后增至80mA。凝胶染色及脱色后，于凝胶成像系统进行成像处理。
粒度分布大豆分离蛋白4g，大豆油40g，去离子水156g，50°C水化30min，30MPa均质两次 制备乳状液。采取马尔文2000粒度分布仪进行粒度测定，乳状液样品按质量比
1 1000用去离子水稀释，分析模式为通用模式。
乳状液显微拍照检测粒度分布制备的乳状液，进行显微镜观察并拍照，放大倍数为40倍。
小变形流变特性(哈克流变仪)采用动态粘弹流变实验进行测量，所采用的平行板直径为27. 83mm。浓度为10% (W/W)的样品分散液置于平行板之间，其间隙设置为1mm。 加样量为lmL，除去过量样品，并在样品裸露部位添加一薄层硅化油以防水分蒸发。为促使形成热凝胶，样品从25° C连续加热到95° C(加热速率为2° C/min)，在95° C保持15min 后以2° C /min的速率冷却至25° C。在不同时间记录弹性模量(G')。
大变形凝胶特性(质构仪)测定模式和选项T. P. A ；测定前探头速度1. OOmm/ s ；测定时探头速度1. 00mm/s ；测定后探头速度1. 00mm/s ；测定距离凝胶厚度的30% ；探头两次测定时间间隔时间3. OOs ；触发类型自动；触发力1. Og ；探头型号P20 ；数据攫取速率200. OOpps0
实施例1
在室温25°C，将15 kg国产商业化大豆分离蛋白分散到135 kg水中，悬浮液搅拌10 min，用2 mol/L的HCl调节pH到2. 0，物料体系均勻。以2 mol/L的NaOH调节pH至4. 6 进行静置，离心得改性大豆蛋白沉淀。改性大豆蛋白沉淀添加少量水，配成悬浮液，喷雾干燥得最终改性大豆蛋白产品。喷雾干燥进风温度为200°C，出风温度为90-100°C。喷雾干燥的产品含有89%的蛋白、8. 0%的灰分、3. 5%的水。所得产品编号为“国产SPI改性1#”。
实施例2
在室温25°C，将15 kg国产商业化大豆分离蛋白分散到135 kg水中，悬浮液搅拌10 min,用2 mol/L的HCl调节pH到2. 0，物料体系均勻。物料经高压均质30MPa均质一次，以
2mol/L的NaOH调节pH至4. 6进行静置，离心得改性大豆蛋白沉淀。改性大豆蛋白沉淀添加少量水，配成悬浮液，喷雾干燥得最终改性大豆蛋白产品。喷雾干燥进风温度为200°C， 出风温度为90-100°C。喷雾干燥的产品含有89%的蛋白、8. 0%的灰分、3. 5%的水。所得产品编号为“国产SPI改性2#”。
实施例3
在室温30°C，将15 kg国产商业化大豆分离蛋白分散到135 kg水中，悬浮液搅拌10 min，用2 mol/L的乙酸调节pH到2. 5，物料体系均勻。按物料中蛋白的0. 1%添加胃蛋白酶，水解大豆蛋白至水解度为4. 0%，95°C处理20min灭酶，以2 mol/L的NaOH调节pH至4. 6 进行静置，离心得改性大豆蛋白沉淀。改性大豆蛋白沉淀添加少量水，配成悬浮液，喷雾干燥得最终改性大豆蛋白产品。喷雾干燥进风温度为200°C，出风温度为90-100°C。喷雾干燥的产品含有89%的蛋白、8. 0%的灰分、3. 5%的水。所得产品编号为“国产SPI改性3#”。
实施例4
在室温30°C，将15 kg国产商业化大豆分离蛋白分散到135 kg水中，悬浮液搅拌10min，用2 mol/L的HCl调节pH到2. 5，物料体系均勻。按物料中蛋白的0. 1%添加胃蛋白酶，水解大豆蛋白至水解度为3. 0%，95°C处理20min灭酶得酶解液。酶解液40MPa高压均质1次后，以2 mol/L的NaOH调节pH至4.6进行静置，离心得改性大豆蛋白沉淀。改性大豆蛋白沉淀添加少量水，配成悬浮液，喷雾干燥得最终改性大豆蛋白产品。喷雾干燥进风温度为200°C，出风温度为90-100°C。喷雾干燥的产品含有89%的蛋白、8. 0%的灰分、3. 5%的水。所得产品编号为“国产SPI改性4#，，。
实施例5
在室温25°C，将15 kg国产商业化大豆分离蛋白分散到135 kg水中，悬浮液搅拌10 min，采用氯化钠调节大豆蛋白溶液的离子强度为0.5M，物料体系均勻。按物料中蛋白的 0. 1%添加木瓜蛋白酶，水解大豆蛋白至水解度为1. 6%，95°C处理20min灭酶，超滤脱盐，喷雾干燥得改性大豆蛋白。喷雾干燥进风温度为200°C，出风温度为90-100°C。喷雾干燥的产品含有90%的蛋白、7. 0%的灰分、2. 5%的水。所得产品编号为“国产SPI改性5#”。
实施例6
实施例1-5的产品应用于液态奶。并采用酪朊酸钠、进口 SPI和国产SPI作为对照。
将所有物料水化30min，30MPa高压均质两次得液态奶，装瓶压盖，121 °C杀菌 15min。静置观察，本发明改性SPI乳化性良好，静置两个月无明显油析。优选样品与相关对照进行显微观察发现，本发明改性SPI对应样品体态均一，在液态奶体系中无聚集和絮凝状况出现。
从图Ia 图Id的显微照片可知(分别与表1所示样品编号对应)，显微观察乳状液体系均勻稳定酪朊酸钠相关体系均一，而进口 SPI和国产SPI均有一定絮凝团聚现象，国产 SPI絮凝团聚现象更显著。
表 1
权利要求
1.一种大豆蛋白的改性方法，包括(1)将大豆蛋白溶液调整至其亚基解离的状态下；(2)对大豆蛋白溶液进行限制性酶解处理和/或高压均质处理；(3)后处理;(4)喷雾干燥或冷冻干燥。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于所述大豆蛋白采用大豆分离蛋白。
3.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于步骤(1)所述大豆蛋白的亚基解离的状态是采用盐酸、柠檬酸、琥珀酸、乙酸中任意一种将大豆蛋白溶液的PH值调整为1. 5-3。
4.根据权利要求
3所述的方法，其特征在于步骤(3)所述后处理为调节大豆蛋白溶液 PH值至4. 6，静置，离心得改性大豆蛋白沉淀。
5.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于步骤(1)所述大豆蛋白的亚基解离的状态是采用氯化钠或氯化钾调节大豆蛋白溶液的离子强度为0. 5-2M ；步骤(3)所述后处理为超滤脱盐或透析脱盐。
6.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于步骤(2)所述高压均质处理为30-50MPa 均质1-2次。
7.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于所述限制性酶解处理为添加蛋白酶水解大豆蛋白至水解度为0. 5-4. 5%，灭酶。
8.根据权利要求
7所述的方法，其特征在于所述蛋白酶为胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶中的任意一种。
9.根据权利要求
7所述的方法，其特征在于，所述灭酶方法为80-95°C处理20-30min。
10.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于步骤(3)干燥工序之前添加以下工序喷淋大豆卵磷脂。
专利摘要
本发明提供一种大豆蛋白的改性方法，通过酸诱导或离子诱导大豆蛋白亚基解离，再利用均质、限制酶解等工艺使大豆蛋白重聚集，再喷雾干燥或冷冻干燥，所得大豆蛋白功能特性显著改善，改性大豆蛋白应用于液态乳液体系，乳浊液的平均粒径明显减少，显微观察乳状液体系均匀稳定，可应用于液态奶、火腿肠等多种食品。
文档编号A23J3/16GKCN102150742SQ201110048471
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月1日
发明者崔春, 源博恩, 罗东辉, 赵谋明 申请人:华南理工大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan