一种酶法改性乳清蛋白可溶性聚合物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种酶法改性乳清蛋白可溶性聚合物的制备方法，尤其涉及一种采用 TG酶低添加量制备乳清蛋白可溶性聚合物的方法，属于制备蛋白的制备领域。
【背景技术】
[0002] 乳清是干酪生产过程中所得的副产品。随着干酪产品在中国不断普及，副产物乳 清的合理利用引起了广泛关注。由乳清经特殊工艺浓缩精制而成的乳清蛋白，不仅具有很 好的营养价值，而且具有许多独特的功能特性。乳清蛋白是由一些小而紧密的球状蛋白组 成，其广泛的功能特性是由它独特的氨基酸序列和三维结构赋予的，其必需氨基酸组成完 全符合或超出FA0/WH0的要求，被广泛应用于食品中。乳清蛋白突出的功能特性有：成胶 性、搅打起泡性、新型乳化性、涂层性、微胶束化等。
[0003] 经过酶改性后的乳清蛋白可进一步提高其功能特性。TG是国内外应用最广泛研宄 最多的交联酶。乳清蛋白改性制备的可溶性聚合物（soluble aggregates, SA)，改善并拓展 的了乳清蛋白在起泡、乳化、凝胶、成膜和包埋等方面的应用。乳清蛋白可溶性聚合物定义 为介于蛋白单体与不可溶性凝胶网络结构或沉淀的一种中间状态，也称为溶胶，即可流动 的凝胶。Kelsey N.Ryan(2015)制备 WPSA，乳清蛋白浓度 7%w/w pH 7.5,90°C加热 lOmin， 然后冰水浴冷却4min，所得聚合物具有较低的浊度和粘度，并且较高的溶解度，将SA应用 于饮料中，提高了热稳定性和贮藏稳定性；S.N. Anuradha(2009)研宄了 MTG(37°C，2h)交联 WPI (10mg/mL)，对WPI性质的影响。随着加热温度的提高与未处理的样品比较，酶交联的蛋 白浊度较低，且溶液变浑浊的温度也提高了。Cony Gauche (2008)优化了 MTG交联乳清蛋白 聚合的条件，3. 59g/100mL的WPI，酶添加量为50U/g，36°C加热4h，并研宄的酶交联对于溶 液流变性的影响，聚合物的分子量与粘度的关系。然而国内关于乳清蛋白聚合物制备的研 宄有少报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种乳清蛋白可溶性聚合物的制备方法，本发明制备方法利 用谷氨酰胺转氨酶（TG)改性乳清蛋白，将酶催化条件进行优化，所制备得到的可溶性聚合 物粘度适宜易于应用，稳定且具有高凝胶性。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006] -种乳清蛋白可溶性聚合物的制备方法，采用谷氨酰胺转氨酶改性乳清蛋白，包 括以下步骤：将乳清蛋白与去离子水混合搅拌，得到混合物；将混合物预热；TG催化改性， 再将酶灭活冷却至室温即得乳清蛋白可溶性聚合物。
[0007] 本发明研宄了 TG催化聚合的条件，在不同的冷藏（4°C )时间下加酶量、反应pH 值、反应温度、反应时间对聚合物粘度的影响。冷藏时间越短，粘度越大，说明其胶凝性越 好。在单因素试验结果的基础上，确定了各因素的水平设置范围，进行正交试验。根据试验 结果，确定最优的水平组合。
[0008] 通过单因素试验得出，当反应pH值为7. 0、加热时间为3. 0h、加酶量2u/g、温度为 45°C时，随着4°C冷藏时间的延长粘度较大且增加较快，易于形成凝胶。经正交试验进一步 优化，考虑将改性的样品分别在4°C冷藏2h和24h时，当pH值为7. 5、反应时间为I. 0h、加 酶量2u/g、反应温度为50°C时，可溶性聚合物胶凝速度快，粘度大易于凝胶。
【附图说明】
[0009] 图1酶添加量、冷藏时间对聚合物粘度的影响；
[0010] 图2 pH、冷藏时间对聚合物粘度的影响；
[0011] 图3加热时间、冷藏时间对聚合物粘度的影响；
[0012] 图4加热温度、冷藏时间对聚合物粘度的影响；
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本 发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖 在本发明的保护范围中。
[0014] 一、乳清蛋白溶液的制备
[0015] 配制质量浓度10% (w/v)乳清蛋白，称取11. 16g WPI，用去离子水溶解，轻轻搅拌 60min，在4°C条件下冷藏12h，使蛋白充分水合，备用。
[0016] 二、TG催化聚合
[0017] 10% WPI预热并搅拌5min，pH调到相应值，85°C加热5min，快速冷却至室温，添加 TG酶，在相应温度下保温一定时间（前30min搅拌），之后85°C 5min灭活，用自来水水冷却 至室温，测性质，现配现用。设定基础参数为温度45°C，交联时间lh，pH为7. 0, TG为I. 5u/ g。根据考察的单因素改变相应的试验参数。
[0018] 1、单因素试验设计
[0019] 分别考察交联时间（l、2、3、4h)、催化温度（35、40、45、50°C )、反应pH值（6. 5、 7. 0、7. 5、8. 0)和加酶量（1、1. 5、2、2. 5u/g)及冷藏时间对谷氨酰胺转氨酶（TG)交联乳清分 离蛋白（WPI)聚合物的粘度影响。
[0020] 2、正交实验设计
[0021] 正交试验因素水平表
[0022] The factors and levels of orthogonal test
[0023]
【主权项】
1. 一种酶法改性乳清蛋白可溶性聚合物的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下： 步骤一：制备10%乳清蛋白溶液；步骤二：将溶液预热；步骤三：TG催化聚合，溶液的pH调 为6. 5-8. 0,加酶量为I. 0-2. 5u/g，反应温度为35-50°C，反应时间为l_4h，再将酶灭活冷却 即得乳清蛋白可溶性聚合物。
2. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤一中所述的乳清蛋白溶液的浓度 为 10% (w/v)，4°C冷沉 12h备用。
3. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤二中所述的溶液85°C预热5min。
4. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤三中所述的TG反应的pH为7. 0。
5. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤三中所述的TG的加酶量为2.Ou/ g°
6. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤三中所述的TG的反应温度为 45。。。
7. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤三中所述的TG的反应时间为3h。
8. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤三中所述的TG反应pH为7. 5,加 酶量为2.Ou/g，反应温度为50°C，时间为lh。
9. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤三中所述的TG的灭活条件为 85°C加热 5min。
【专利摘要】本发明公开了一种酶法改性乳清蛋白可溶性聚合物的制备方法，属于制备蛋白的制备领域。该制备方法包括以下步骤：制备10%乳清蛋白溶液；将溶液85℃加热5min，冷却至室温；加入谷氨酰胺转氨酶（TG）改性；85℃加热5min将TG灭活，冷却至室温即得到乳清蛋白可溶性聚合物（WPSA）。在单因素试验结果的基础上，确定了试验各因素的水平设置范围，再进行正交试验。最终确定了制备WPSA的最适加酶量、反应温度和时间、pH，制得的可溶性聚合物胶凝速度快，粘度大且易于凝胶。本发明研究了不同反应条件对TG催化乳清蛋白形成可溶性聚合物的影响，优化得出制备WPSA的最适条件。本发明方法所生产的乳清蛋白可溶性聚合物表观透明，粘度适宜易于应用，稳定且具有高凝胶性。
【IPC分类】A23J3-34
【公开号】CN104782878
【申请号】CN201510226303
【发明人】于国萍, 齐微微, 姚宇秀, 郭佩佩, 蔡兴航, 刘慕君, 吴昊, 王艳菲
【申请人】东北农业大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月6日