CN107853450A - 一种改性谷朊粉及其在配方奶茶中的应用 - Google Patents

一种改性谷朊粉及其在配方奶茶中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性谷朊粉及其在配方奶茶中的应用，其中改性谷朊粉的制备方法如下：先经过分步酶解谷朊蛋白，酶解液经加蔗糖灭菌后，接入复合菌剂发酵，发酵液离心收集上清液并冻干，得到改性谷朊粉。进一步改善谷朊蛋白酶解液再将其与茶粉、糖粉、柠檬酸粉等按照一定比例混合，包装制成配方奶茶。本发明通过微生物对谷朊粉进行改性，对其溶解度、乳化活性、乳化稳定性、抗氧化能力均有所改善。这打破了谷朊粉仅适用于固态食品的限制，拓展了其应用市场。将其代替奶粉应用到奶茶中，保证其营养成分的条件下又节约了成本。

Description

一种改性谷朊粉及其在配方奶茶中的应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，尤其涉及微生物发酵技术。
背景技术
谷朊粉又称小麦活性面筋，是小麦加工后分离得到的副产品，其蛋白质(主要是麦醇溶蛋白和麦谷蛋白)含量高达80％以上，内含多种氨基酸及丰富的钙、磷、铁等矿物质，是高营养、高性价比的植物性蛋白源。
作为淀粉生产的副产物，早期与膳食纤维等一起作为饲料使用，但随着谷朊粉的自身价值逐渐受到人们的重视，其商业利用价值也随之增长，从而推动了小麦产业化生产的工业链发展。谷朊粉很早就被加工成传统食品应用于食品工业，例如烤麸、素鸡、油面筋等。由于小麦粉自身只能形成面团的基本网络框架，不能满足形成良好组织纹理的需求，而谷朊粉作为一种纯天然的食品改良剂，正是利用其特殊的功能特性，添加到小麦粉中可提高小麦粉筋度，使面团形成的网络结构更具规律性，内部孔洞壁薄，组织均匀，纹路清晰，质地通透，色泽洁白。在食品安全方面，谷朊粉作为天然无毒无害添加剂，具有其它添加剂无法比拟的优势，己被广泛添加到各类小麦粉食品中，用来增加小麦粉筋度，从而达到各种等级粉和专用粉的生产标准。小麦蛋白独特的黏弹性能够提高面团的强度和操作能力，缩短面团形成的时间；其凝固性能够维持面团必要的组织结构，增加耐咬性；其成膜能力既可使气体保留在面团内又可控制膨胀程度来提高组织均匀性；其吸水能力可提高烘烤制品的感官特性，延长货架期。
在现代食品中谷朊粉之所以能够被作为食品添加剂、品质改良剂使用，是由于其独特的黏弹性和乳化性，它可以作为某些食品的替代品大量用于食品工业。谷朊粉自身蛋白质含量很高，氨基酸组成均衡，通过按比例与其他食物性蛋白混合，便能够很好地弥补赖氨酸含量较缺乏这一不足。另外，谷朊粉中只含有少量的脂肪和糖类，含有较高的钙、磷、铁等矿物质元素，尤其是钙含量远远超过鸡蛋、牛肉等食品，完全符合现代人对健康饮食结构的需求。
本研究以(枯草芽孢杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等)及食品级真菌(米曲霉、毛霉、根霉等)菌株若干为考察对象，以谷朊粉水溶性、乳化性、冲泡口感为评价指标，通过对比分析上述单菌种发酵和多菌种的协同发酵对谷朊粉口感及品质的影响，筛选出适宜发酵的菌种，并获得该菌种发酵的改性谷朊粉。通过发酵使得谷朊粉的感官性状以及成分相较于发酵前都有一定程度的改变，将改性谷朊粉代替奶精中的部分成分加入奶茶中，不改变奶茶风味的同时，谷朊粉的添加增加了奶茶的营养价值。
发明内容
本发明以谷朊粉为原料，通过分步酶解提高溶解度，再利用微生物发酵的技术发酵达到改性目的。将发酵改性后的谷朊粉代替奶粉加入到奶茶中，制作含改性谷朊粉的健康奶茶；以奶茶的感官、口感等为评价指标，考察改性谷朊粉对奶茶风味及品质的影响。
本发明所述的的改性谷朊粉，是通过下述方法制备：
(1)在谷朊粉蛋白质粉末中加入缓冲溶液PBS，搅拌至底物溶解，沸水浴使蛋白质变性利于后期酶解，取出降温到所需温度；调节pH，加入木瓜蛋白酶、胃蛋白酶或谷氨酰胺转氨酶进行水解反应；优选木瓜蛋白酶；
(2)取步骤(1)所得水解液，迅速调节pH，加入碱性蛋白酶，待酶反应完毕后，95℃保温以终止酶反应；
(3)取步骤(2)所得酶解液，调节pH至7.0，离心收集上清液，并加入蔗糖灭菌；
(4)取步骤(3)所得灭菌后上清液，接入复合菌剂发酵；
(5)取步骤(4)所得发酵液，离心收集上清液并冻干，即得到改性谷朊粉。
其中，步骤(1)中谷朊粉与缓冲液的质量比为1:50；酶水解条件为：酶添加量为每1g谷朊粉添加0.05-0.1g的酶；pH值为7.0；水解温度为55℃。
步骤(2)中碱性蛋白酶的水解条件为：酶添加量为每1g谷朊粉添加0.05-0.1g的酶；pH值为8.0；水解温度为55℃。
步骤(3)中离心条件为冷却至室温后4℃，8000r/min离心15min；灭菌条件为121℃灭菌15min。
步骤(4)中所述复合菌剂是由植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌、肠膜明串珠菌和豆乳链球菌中的2种或2种以上组成；优选植物乳杆菌和保加利亚乳杆菌组成；菌种接入量为上清液体积的10％；发酵条件为37℃恒温培养36h。
步骤(5)中离心条件为冷却至室温后4℃，8000r/min离心15min；最终即得到改性谷朊粉。
本发明还公开了所述改性谷朊粉在制备奶茶中的应用。
本发明还提供一种由本发明改性谷朊粉制成的奶茶，其配方按重要份组成为：
33-40份的速溶茶粉，60-70份的上述改性谷朊粉，10-20份的糖粉，2-3份的柠檬酸粉，0.1-0.2份的香精。
本发明的改性谷朊粉奶茶制备方法，步骤如下：
(1)称量，各原料称量；
(2)混合：将已称量好的茶粉、改性谷朊粉、糖粉等进行混合；
(3)包装。
本发明所述茶粉为任何一种可迅速溶解的水溶性茶叶提取物干粉，可从市场上购买；同样，以上糖粉、柠檬酸粉、香精也可从市场购买，符合食用安全标准即可。
本发明的改性谷朊粉奶茶中，根据需要可以加入其他必要的调味剂。
本发明中，经过分步酶解谷朊蛋白，酶解液经加蔗糖灭菌后，样品的溶解性、乳化性最好，多肽浓度最高，其溶解度为84.05％，多肽浓度为4.09mg/mL，乳化稳定性为33.33％，总还原力0.152。灭菌后接入最优乳酸菌组合(植物乳杆菌和保加利亚乳杆菌)复合发酵，其溶解度为88.25％，多肽浓度为4.51mg/mL，乳化稳定性为41.33％，总还原力0.191。对其溶解度、乳化活性、乳化稳定性、抗氧化能力均有所改善。这打破了谷朊粉仅适用于固态食品的限制，拓展了其应用市场。将其代替奶粉应用到奶茶中，保证其营养成分的条件下又节约了成本。采用本发明在奶茶中加入改性谷朊粉，大大增加了饮品的营养价值，完全符合现代人对健康饮食结构的需求。
附图说明
图1是木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶双酶解下复合微生物发酵对谷朊粉溶解度影响。
图2是胃蛋白酶和碱性蛋白酶双酶解下复合微生物发酵对谷朊粉溶解度影响。
图3是谷氨酰胺转氨酶和碱性蛋白酶双酶解下复合微生物发酵对谷朊粉溶解度影响。
注：I.酶解液；II.加糖灭菌后溶液；III.植物乳杆菌发酵液；IV.保加利亚乳杆菌发酵液；V.复.合菌发酵液P.胃蛋白酶；A.碱性蛋白酶；P*.木瓜蛋白酶；M.谷氨酰胺转氨酶。
具体实施方式
实施例1
谷朊粉最佳溶解性的研究方案如下：称取4g谷朊粉蛋白质粉末放入烧杯，然后加入200mL缓冲溶液PBS，搅拌至底物溶解，沸水浴10min使蛋白质变性利于后期酶解，取出降温到所需温度。将P*A酶解样液pH调至7，温度保持在55℃，加入0.28g的木瓜蛋白酶(样液PApH调至2，温度保持在37℃，加入0.28g的胃蛋白酶；样液MA pH调至6，温度保持在55℃，加入0.28g的谷氨酰胺转氨酶)。反应4h后，将酶解样液P*A(PA、MA)pH调至8，温度保持在55℃，加入0.28g的碱性蛋白酶，反应4h。待酶反应完毕后，95℃保温10min以终止酶反应。整个酶解过程在酶反应器中进行，且通过酸碱滴定控制pH。将所有最终水解液的pH调节至7.0，并于4℃，8000r/min转速下离心15min，收集上清液。将酶解后所收集的上清液取20ml，加糖后在121℃下进行灭菌2小时，冷却至室温25℃，按体积百分百10％分别接入培养成熟的植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌、复合菌(植物乳杆菌与保加利亚乳杆菌的混合)菌种。放入保温箱中发酵，发酵时温度保持在37℃，发酵周期为36h。发酵结束后离心分离除渣，收集上清液。采用称重法测量其溶解度，结果如图1-3所示。
通过对比三种不同蛋白酶组合酶解条件下，各环节谷朊粉的溶解度，可以发现木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶分步酶解，保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌复合发酵得到的发酵液谷朊粉溶解度最高，可以达到88.25％。因此后续改性谷朊粉的制备可采用此条件。
实施例2
改性谷朊粉的制备步骤如下：a、称取4g谷朊粉蛋白质粉末放入烧杯，然后加入200mL缓冲溶液PBS，搅拌至底物溶解，沸水浴10min使蛋白质变性利于后期酶解，取出降温到所需温度。将pH调至7.0，温度保持在55℃，加入0.2g的木瓜蛋白酶，反应4h；b、酶解结束后，迅速调节pH值至8.0，温度保持在55℃，加入0.2g的碱性蛋白酶，反应4h，待酶反应完毕后，95℃保温10min以终止酶反应；c、最终所得水解液的pH调节至7.0，并于4℃，8000r/min转速下离心15min，收集上清液，并加入1g蔗糖灭菌；d、取灭菌后上清，按体积分数10％分别接入培养成熟的植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌，放入保温箱中发酵，发酵时温度保持在37℃，发酵周期为36h，发酵结束后离心分离除渣，收集上清液；e、将步骤(4)中的上清液冻干，即得改性谷朊粉。
称取茶粉40g，改性谷朊粉70g，糖粉20g，柠檬酸粉3g，香精0.2g，混合均匀，密封包装。
实施例3
改性谷朊粉的制备步骤如下：a、称取4g谷朊粉蛋白质粉末放入烧杯，然后加入200mL缓冲溶液PBS，搅拌至底物溶解，沸水浴10min使蛋白质变性利于后期酶解，取出降温到所需温度。将pH调至7.0，温度保持在55℃，加入0.4g的木瓜蛋白酶，反应4h；b、酶解结束后，迅速调节pH值至8.0，温度保持在55℃，加入0.4g的碱性蛋白酶，反应4h，待酶反应完毕后，95℃保温10min以终止酶反应；c、最终所得水解液的pH调节至7.0，并于4℃，8000r/min转速下离心15min，收集上清液，并加入1g蔗糖灭菌；d、取灭菌后上清，按体积分数10％分别接入培养成熟的植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌，放入保温箱中发酵，发酵时温度保持在37℃，发酵周期为36h，发酵结束后离心分离除渣，收集上清液；e、将步骤(4)中的上清液冻干，即得改性谷朊粉。
称取茶粉33g，改性谷朊粉60g，糖粉10g，柠檬酸粉2g，香精0.1g，混合均匀，密封包装。
实施例4
改性谷朊粉的制备步骤如下：a、称取4g谷朊粉蛋白质粉末放入烧杯，然后加入200mL缓冲溶液PBS，搅拌至底物溶解，沸水浴10min使蛋白质变性利于后期酶解，取出降温到所需温度。将pH调至7.0，温度保持在55℃，加入0.3g的木瓜蛋白酶，反应4h；b、酶解结束后，迅速调节pH值至8.0，温度保持在55℃，加入0.3g的碱性蛋白酶，反应4h，待酶反应完毕后，95℃保温10min以终止酶反应；c、最终所得水解液的pH调节至7.0，并于4℃，8000r/min转速下离心15min，收集上清液，并加入1g蔗糖灭菌；d、取灭菌后上清，按体积分数10％分别接入培养成熟的植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌，放入保温箱中发酵，发酵时温度保持在37℃，发酵周期为36h，发酵结束后离心分离除渣，收集上清液；e、将步骤(4)中的上清液冻干，即得改性谷朊粉。
称取茶粉36g，改性谷朊粉65g，糖粉15g，柠檬酸粉2.5g，香精0.15g，混合均匀，密封包装。

Claims (10)

1.一种改性谷朊粉，其特征在于通过以下步骤制备得到：
(1)在谷朊粉蛋白质粉末中加入缓冲溶液PBS，搅拌至底物溶解，沸水浴使蛋白质变性利于后期酶解，取出降温到所需温度；调节pH，加入木瓜蛋白酶、胃蛋白酶或谷氨酰胺转氨酶进行水解反应；
(2)取步骤(1)所得水解液，迅速调节pH，加入碱性蛋白酶，待酶反应完毕后，95℃保温以终止酶反应；
(3)取步骤(2)所得酶解液，调节pH至7.0，离心收集上清液，并加入蔗糖灭菌；
(4)取步骤(3)所得灭菌后上清液，接入复合菌剂发酵；
(5)取步骤(4)所得发酵液，离心收集上清液并冻干，即得到改性谷朊粉。
2.一种改性谷朊粉的制备方法，其特征在于其步骤为：
(1)称取谷朊粉蛋白质粉末，然后加入缓冲溶液PBS，搅拌至底物溶解，沸水浴使蛋白质变性利于后期酶解，取出降温到所需温度；调节pH，加入木瓜蛋白酶、胃蛋白酶或谷氨酰胺转氨酶进行水解反应；
(2)取步骤(1)所得水解液，迅速调节pH，加入碱性蛋白酶，待酶反应完毕后，95℃保温以终止酶反应；
(3)取步骤(2)所得酶解液，pH调节至7.0，离心收集上清液，并加入蔗糖灭菌；
(4)取步骤(3)所得灭菌后上清液，接入植物乳杆菌和保加利亚乳杆菌复合菌剂发酵；
(5)取步骤(4)所得发酵液，离心收集上清液并冻干，即得到改性谷朊粉。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：步骤(1)中谷朊粉与缓冲液的质量比为1:50；酶水解条件为：酶添加量为每1g谷朊粉添加0.05-0.1g的酶；pH值为7.0；水解温度为55℃。
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于：步骤(2)中碱性蛋白酶的水解条件为：酶添加量为每1g谷朊粉添加0.05-0.1g的酶；pH值为8.0；水解温度为55℃。
5.根据权利要求2所述方法，其特征在于：步骤(3)中离心条件为冷却至室温后4℃，8000r/min离心15min；灭菌条件为121℃灭菌15min。
6.根据权利要求2所述方法，其特征在于：步骤(4)中所述复合菌剂是由植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌、肠膜明串珠菌和豆乳链球菌中的2种或2种以上组成。
7.根据权利要求2所述方法，其特征在于：步骤(4)中菌种接入量为上清液体积的10％；发酵条件为37℃恒温培养36h，且所述复合菌剂是由植物乳杆菌和保加利亚乳杆菌组成。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(5)中离心条件为冷却至室温后4℃，8000r/min离心15min；最终即得到改性谷朊粉。
9.权利要求1所述的改性谷朊粉在制备奶茶中的应用。
10.一种改性谷朊粉奶茶，其特征在于，按重量份包括以下组分：33-40份的速溶茶粉，60-70份权利要求1所述的改性谷朊粉，10-20份的糖粉，2-3份的柠檬酸粉，0.1-0.2份的香精。
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