CN103504120B - 一种植物蛋白长效酶解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物蛋白长效酶解方法，属于食品加工技术领域。该方法为：将粉碎后的植物蛋白原料或提取物、植物蛋白酶保护剂和防腐剂用水配成料液，所述原料或提取物为1wt%～12wt%，所述保护剂为生物小分子和/或不被蛋白酶降解的生物大分子，防腐剂为按照食品安全国家标准GB2760-2011调味料中允许使用防腐剂的种类和用量；料液pH值调节为食品用商品蛋白酶最适pH值时加入所述蛋白酶得反应液；搅拌反应液至充分混合，在所述蛋白酶最适温度下酶解12～120h；最后加热灭酶活。该方法可延长酶解时间、减缓酶失活、降低酶用量，提高蛋白酶利用率，增加植物蛋白的水解度。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物蛋白长效酶解方法，属于食品加工技术领域。
背景技术
蛋白水解液主要含有各种多肽和氨基酸，具有广泛的用途，可以应用于功能食品、配方奶粉、调味料、肉制品、方便面以及烘焙食品等加工中，提供食品的营养成分、改善食品鲜味口感、提供美拉德热反应的前体，增强食品的乳化作用和持水性等物理特性、发挥抗氧化作用等。
早期蛋白采用盐酸水解，水解度很高，但是某些氨基酸如色氨酸破坏严重，有严重的酸化味，同时产生致癌物质1,3-二氯-2-丙醇和3-氯-1,2-丙二醇等。随着蛋白酶解技术逐步成熟，利用动植物蛋白原料酶解生产蛋白水解物代替酸水解物已成为趋势。动物蛋白即肉类蛋白酶解生产的多肽、氨基酸水解物已得到广泛的应用。但动物蛋白原料成本很高，以牛肉为例，1公斤牛肉蛋白质（干基）价格为240元，而一公斤大豆来源的蛋白成本仅为12元，价格相差20倍，而且植物蛋白不含胆固醇更有利于人体健康。所以，以植物蛋白为原料酶解生产蛋白水解物，具有价廉、安全、健康等优点，但是植物蛋白存在难以酶解的问题。
发明内容
针对现有技术中植物蛋白难酶解、长时间酶解过程中酶易失活以及微生物污染的问题，本发明的目的在于提供一种植物蛋白长效酶解方法。所述方法通过添加生物小分子或/和不被蛋白酶酶解的生物大分子，作为酶的保护剂来减缓蛋白酶在酶解过程中的失活，同时添加食品防腐剂来防止酶解液的腐败变质，最终可通过延长酶解时间和减缓酶失活、降低酶的用量，提高蛋白酶利用率，增加植物蛋白的水解度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种植物蛋白长效酶解方法，所述方法步骤如下：
（1）将粉碎后的植物蛋白原料或植物蛋白提取物、植物蛋白酶保护剂和防腐剂用水配制成料液；
其中，以水的总体质量为100%计，植物蛋白原料或植物蛋白提取物的质量百分数为1%～12%；
所述植物蛋白酶保护剂为生物小分子和/或不被蛋白酶降解的生物大分子；
所述防腐剂为一种或一种以上，为按照食品安全国家标准GB2760-2011《食品添加剂使用标准》调味料中允许使用的防腐剂的种类和用量；
优选植物蛋白原料或植物蛋白提取物在40目～60目粉碎过筛；
所述植物蛋白原料可以是大豆、豆粕和/或花生粕等富含植物蛋白的原料，植物蛋白提取物可以是从植物蛋白原料中提取的大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、花生浓缩蛋白、花生分离蛋白、玉米蛋白和/或谷朊蛋白等；
优选以水的总体质量为100%计，其中，植物蛋白酶保护剂的质量百分数为1%～5%；
优选植物蛋白酶保护剂为不被蛋白酶降解的生物大分子，如淀粉、魔芋粉或普鲁兰多糖等；
植物蛋白酶保护剂为小分子时，可以是麦芽糊精或麦芽糖醇等；
防腐剂可以是山梨酸钾、双乙酸钠、乳酸链球菌素或乙二胺四乙酸钠（EDTA）中的一种或一种以上；
（2）用NaOH或HCl调节料液的pH值至食品用商品蛋白酶的最适pH值；
（3）向料液中加入一种或一种以上的食品用商品蛋白酶，得到反应液，当一种以上的食品用商品蛋白酶的最适pH值相差1以上时，需要分步酶解；
优选以植物蛋白原料或植物蛋白提取物的总体质量为100%计，食品用商品蛋白酶的质量百分数为0.1%～10%；
食品用商品蛋白酶可以是木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰糜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、风味蛋白酶或Protamex（Novozymes）等单一蛋白酶或一种以上蛋白酶的复合酶；
（4）搅拌反应液至充分混合，酶解时间为12h～120h；单一蛋白酶酶解时，酶解温度为单一蛋白酶的最适温度，一种以上蛋白酶同时酶解时，酶解温度根据酶解时间内植物蛋白水解程度最大时的温度确定；
（5）加热灭酶活，可以在100℃，维持5min～10min灭酶活。
有益效果
申请人通过对动物蛋白与植物蛋白分子结构的分析，发现植物蛋白特有的二级结构组成决定了它具有比动物蛋白更紧密的分子结构，这种紧密的结构限制了结构内部肽段的酶解，只有等植物蛋白质外部被逐渐酶解后，其内部才能与蛋白酶接触，所以酶解速度慢；另外经研究发现，在蛋白酶酶解最适温度下，蛋白酶的半衰期为2h～6h不等；而且酶解12h后，酶解液就会腐败变质，发臭、发绿，因此植物蛋白具有比动物蛋白更难酶解的特性，其酶解速度约为动物蛋白酶解速度的1/5～1/3。
基于上述发现，本发明提供了一种植物蛋白长效酶解方法，所述方法通过在低酶底比的酶解体系中，加入生物小分子和/或不被蛋白酶酶解的生物大分子以减缓蛋白酶的失活，同时通过添加防腐剂克服长时间酶解过程中的原料腐败问题，可使酶解时间达到12h～120h，增大了蛋白酶的利用率，水解度达到18%以上，有效解决了植物蛋白难酶解、长时间酶解过程中蛋白酶易失活、酶解12h以上反应液易腐败的三项难题。
具体实施方式
以下实施例中的水解度均采用甲醛滴定法进行测定。
实施例1
量取100ml蒸馏水于一个250ml烧杯中加热至沸腾，加入润湿的2g玉米淀粉（国药集团化学试剂，分析纯），不停搅拌至全部溶解后冷却至50℃，得到质量百分数为2%的蛋白酶保护剂溶液；称取大豆分离蛋白（Solarbio，批号：20110520）10g、双乙酸钠0.2g和山梨酸钾0.05g于另一个250ml烧杯中，同时将100ml蛋白酶保护剂溶液加入该烧杯中，得到料液；用2M的NaOH溶液调节料液的pH为7.5，搅拌至大豆分离蛋白为溶解状态；最后分别加入碱性蛋白酶（Novozymes）0.005g、风味蛋白酶（Novozymes）0.005g，得到反应液；将反应液在150转/分搅拌，40℃酶解120h；然后加热至100℃，维持5min灭酶活。经测定，大豆分离蛋白水解度为18%。
实施例2
量取100ml蒸馏水于一个250ml烧杯中加热沸腾，加入润湿的1g玉米淀粉（国药集团化学试剂），不停搅拌至全溶解状态后冷却至常温，得到质量百分数为1%的蛋白酶保护剂溶液；称取大豆分离蛋白（Solarbio，批号：20110520）1g、双乙酸钠0.2g和山梨酸钾0.05g于另一个250ml烧杯中，同时将100ml蛋白酶保护剂溶液加入该烧杯中，得到料液；用2M的NaOH溶液调节料液的pH为7.5，搅拌至大豆分离蛋白为溶解状态；最后分别加入碱性蛋白酶（Novozymes）0.05g、protamex（Novozymes）0.05g，得到反应液；将反应液在150转/分搅拌，50℃酶解12h；然后加热至100℃，维持5min灭酶活。经测定，大豆分离蛋白的水解度为39%。
实施例3
量取100ml蒸馏水于一个250ml烧杯中，加入润湿的5g麦芽糊精（国药集团化学试剂），不停搅拌至全溶解状态后冷却至常温，得到质量百分数为5%的蛋白酶保护剂溶液；称取花生分离蛋白（河南亮健科技有限公司）10g、双乙酸钠0.2g和乳酸链球菌素0.01g于另一个250ml烧瓶中，同时将100ml蛋白酶保护剂溶液加入该烧杯中，得到料液；用2M的NaOH溶液和10M盐酸溶液调节料液的pH为6.0，150转/分搅拌；最后加入木瓜蛋白酶0.5g（广西南宁庞博生物工程有限公司）和Protamex（novozymes）0.5g，得到反应液；将反应液搅拌混匀，在50℃酶解48h；然后加热至100℃，维持5min灭酶活。经测定，花生分离蛋白的水解度为32%。
实施例4
量取100ml蒸馏水于一个250ml烧杯中，加入3g麦芽糖醇（国药集团化学试剂），不停搅拌至全溶解状态后冷却至常温，得到质量百分数为3%的蛋白酶保护剂溶液；称取8g谷朊粉（北京天竹鸟食品添加剂有限公司）于另一个250ml烧杯中，同时加入100ml蛋白酶保护液，得到料液；用10M HCl调节料液的pH为2.0；最后加入0.1g胃蛋白酶（四川德阳市生化制品有限公司），得到反应液；将反应液在37℃酶解12h；接着在反应液中加入双乙酸钠0.2g和山梨酸钾0.05g，同时用2M的NaOH溶液调节pH为7.5，搅拌均匀；再加入0.1g碱性蛋白酶（Novozymes）和0.1g风味蛋白酶（Novozymes），50℃酶解48h后，加热至100℃，维持5分钟灭酶活。经测定谷朊粉水解度为33%。
Claims (8)
1.一种植物蛋白长效酶解方法，其特征在于：步骤如下：
(1)将粉碎后的植物蛋白原料或植物蛋白提取物、植物蛋白酶保护剂和防腐剂用水配制成料液；
以水的总体质量为100％计，植物蛋白原料或植物蛋白提取物的质量百分数为1％～12％，植物蛋白酶保护剂的质量百分数为1％～5％；
植物蛋白酶保护剂为生物小分子和/或不被蛋白酶降解的生物大分子；
防腐剂为一种以上，为按照食品安全国家标准GB2760-2011《食品添加剂使用标准》调味料中允许使用的防腐剂的种类和用量；
(2)用NaOH或HCl调节料液的pH值至食品用商品蛋白酶的最适pH值；
(3)向料液中加入一种以上的食品用商品蛋白酶，得到反应液，当一种以上的食品用商品蛋白酶的最适pH值相差1以上时，需要分步酶解，以植物蛋白原料或植物蛋白提取物的总体质量为100％计，食品用商品蛋白酶的质量百分数为0.1％～10％；
(4)搅拌反应液至充分混合，酶解时间为12h～120h；单一蛋白酶酶解时，酶解温度为单一蛋白酶的最适温度，一种以上蛋白酶同时酶解时，酶解温度根据酶解时间内植物蛋白水解程度最大时的温度确定；
(5)加热灭酶活。
2.根据权利要求1所述的一种植物蛋白长效酶解方法，其特征在于：步骤(1)中，植物蛋白原料或植物蛋白提取物在40目～60目粉碎过筛。
3.根据权利要求1所述的一种植物蛋白长效酶解方法，其特征在于：步骤(1)中，植物蛋白原料为大豆、豆粕和/或花生粕；植物蛋白提取物为大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、花生浓缩蛋白、花生分离蛋白、玉米蛋白和/或谷朊蛋白。
4.根据权利要求1所述的一种植物蛋白长效酶解方法，其特征在于：步骤(1)中，植物蛋白酶保护剂为不被蛋白酶降解的生物大分子。
5.根据权利要求1所述的一种植物蛋白长效酶解方法，其特征在于：步骤(1)中，植物蛋白酶保护剂为淀粉、魔芋粉、普鲁兰多糖、麦芽糊精或麦芽糖醇。
6.根据权利要求1所述的一种植物蛋白长效酶解方法，其特征在于：步骤(1)中，防腐剂为山梨酸钾、双乙酸钠、乳酸链球菌素或乙二胺四乙酸钠中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的一种植物蛋白长效酶解方法，其特征在于：步骤(3)中，食品用商品蛋白酶为木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰糜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、风味蛋白酶或Protamex中的一种以上。
8.根据权利要求1所述的一种植物蛋白长效酶解方法，其特征在于：步骤(5)中，在100℃，维持5min～10min灭酶活。
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