一種提高谷朊粉乳化性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高谷朊粉乳化性的方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品加工【技術領域】。本發(fā)明將谷朊粉和黃原膠同時過膠體磨然后均質(zhì)，能將蛋白質(zhì)大分子細化為小分子而且能有效防止被細化的小分子重新凝聚為大分子；同時采用高速攪拌和低速攪拌間斷進行；高速攪拌破壞谷朊粉的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中的弱鍵斷裂，破壞了肽鍵的特定結(jié)構(gòu)，使復合酶與谷朊粉充分接觸，此時復合酶已經(jīng)充分反應，不會破壞酶的性能；低速攪拌下加入復合酶，復合酶不會被低速攪拌破壞、且能與谷朊粉充分接觸，能充分酶解谷朊粉的蛋白質(zhì)；使酶解后的谷朊粉的EAI和ESI分別為94.5ml/g和30.42min，較對比例酶解法得到的谷朊粉的EAI提高了100%，ESI提高了170%。
【專利說明】一種提高谷朊粉乳化性的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高谷朊粉乳化性的方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]谷朊粉又名活性面筋，是以小麥為原料，用水洗去淀粉和其他水溶性物質(zhì)后剩下的粉末狀產(chǎn)品，其蛋白質(zhì)含量高達75%?85%，含有人體必須的十五種氨基酸，是一種營養(yǎng)豐富、物美價廉的植物蛋白源。由于其自身具有的粘彈性、延伸性、薄膜成型性、吸脂性和良好的機械性能，谷朊粉被廣泛應用于面條、方便面和面包等食品工業(yè)的實際生產(chǎn)中。但由于其某些功能特性不能滿足食品應用的條件，如乳化性差，從而在一定程度上使其廣泛應用受到限制。
[0003]酶法改性處理谷朊粉，能夠提高谷朊粉的水解度、乳化性等相關功能特性。在催化水解過程中，蛋白質(zhì)中的肽鍵斷裂量增加，從而改善其乳化性和起泡性。單一蛋白酶有高度的專一性，一種酶只能催化一種或一類結(jié)構(gòu)相似的底物，而復合蛋白酶是水解食品蛋白質(zhì)的桿菌蛋白酶的復合體，復合蛋白酶在酶解蛋白質(zhì)時，蛋白酶之間存在著協(xié)同效應。由于谷朊粉蛋白結(jié)構(gòu)中氨基酸含量多樣，因此導致蛋白酶酶解位點數(shù)量不等，因此，復合酶在水解谷朊粉方面，比單種酶占據(jù)更多酶切位點。但是，采用復合酶酶解谷朊粉，仍然存在乳化性能低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明出于提高谷朊粉的乳化性、減少副產(chǎn)物和毒素的產(chǎn)生、降低成本的目的，提供了 一種提高谷朊粉乳化性的方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案:
一種提高谷朊粉乳化性的方法，步驟如下:
(O將谷朊粉和黃原膠碎800目后加去離子水混合，過膠體磨2?3次，然后在25Mpa?35 Mpa壓力下均質(zhì)2?3次,得預處理液；每IOOg谷朊粉加黃原膠0.3-0.5g、加去離子水1200ml ；
(2)向預處理液中加入復合蛋白酶,在50rpm轉(zhuǎn)速攪拌下酶解l_2h,得初解液；
(3)將初解液以800-1000rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-20min之后加入復合蛋白酶，在50 rpm轉(zhuǎn)速攪拌下酶解l_2h ;該步驟重復2-3次，得混合液；
(4)將混合液置于98°C水中滅酶，然后冷卻至室溫；調(diào)節(jié)混合液pH至7，在4°C、4000rpm轉(zhuǎn)速條件下冷凍離心，取上清液；
(5)將上清液進行噴霧干燥；收集粉末狀產(chǎn)物；
步驟(2)和(3)中，每IOOg谷朊粉每次加復合蛋白酶0.03-0.05g ;蛋白酶的活性為120U/mg。
[0006]步驟(2)和(3)中，酶解條件為50°C、ρΗ5.5?6.0。
[0007]步驟(5)進風溫度:200°C?210°C，出風溫85°C?90°C。[0008]步驟(I)將谷朊粉和黃原膠同時過膠體磨然后均質(zhì)，一方面，能將蛋白質(zhì)大分子細化為小分子；另一方面，黃原膠的存在能有效防止被細化的小分子重新凝聚為大分子。
[0009]步驟(2)，較低轉(zhuǎn)速能夠使酶與谷朊粉溶液充分接觸，提高初步水解效率。
[0010]采用步驟(3)，高速攪拌和低速攪拌間斷進行；高速攪拌破壞谷朊粉的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中的弱鍵斷裂，破壞了肽鍵的特定結(jié)構(gòu)，使復合酶與谷朊粉充分接觸，此時復合酶已經(jīng)充分反應，不會破壞酶的性能；低速攪拌下加入復合酶，復合酶不會被低速攪拌破壞、且能與谷朊粉充分接觸，能充分酶解谷朊粉的蛋白質(zhì)。
[0011]步驟(4)冷凍離心可保持溫度在4°C左右，減少溫度差對蛋白結(jié)構(gòu)的影響。
[0012]步驟(5)噴霧干燥較其他干燥方式得到的粉質(zhì)水分含量低，不易吸潮結(jié)塊，保存時間更長，復溶效果更好。
[0013]由圖1和圖2對比可見，采用本發(fā)明的方法處理后，谷朊粉細胞顆粒明顯減小，組織變得疏松，使親油性物質(zhì)溶出細胞，容易與油結(jié)合提高乳化性。采用本發(fā)明的方法對谷朊粉進行酶解，使酶解后的谷朊粉的EAI和ESI分別為94.5 ml/g和30.42min,較對比例酶解法得到的谷朊粉的EAI提高了 100%，ESI提高了 170%。
[0014]本發(fā)明的方法，無毒、副產(chǎn)物產(chǎn)生；簡單易操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為對比例的谷朊粉內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)電鏡圖；
圖2為實施例1的的谷朊粉內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)電鏡圖。
【具體實施方式】
[0016]對比例
稱取谷朊粉IOOg加入去離子水1200 ml、混合，然后放入三角瓶，置于搖床內(nèi)，保持溫度50°C，調(diào)整溶液pH值5.5，加入復合蛋白酶0.15 g,反應6 h ;在常溫條件下離心分離，調(diào)整轉(zhuǎn)速4000 rpm離心20 min ;取20 mL離心上清液,加入20 mL大豆油,用勻衆(zhòng)機(轉(zhuǎn)速10000?12000 rpm/min)攪拌2 min，制成白色乳狀液；后用微量移液器從底部取100 μ L乳狀液，加入到10 mL0.1%的SDS緩沖溶液中混合均勻，以100 μ L超純水加入到10 mL0.1%SDS溶液中混勻作空白對照，在波長500 nm處測得吸光值Al。按下列公式計算出乳化活性指數(shù)(EAI):
EAI=AlX100
10分鐘后再從底部取出100 μ L乳狀液，同樣稀釋、比色，測得吸光度A2。按下列公式計算出乳化穩(wěn)定指數(shù)(ESI):
ESI= AlXt/( Al - A2)，其中，t為乳狀液放置時間10 min。
[0017]最終得到酶解谷朊粉的EAI和ESI分別為47.25 ml/g和11.84 min。
[0018]實施例1
稱取谷朊粉100g、黃原膠0.3g，將二者混合后進行超微粉碎，粉碎目數(shù)為800目；向超微粉碎處理后的谷朊粉和黃原膠中加入去離子水1200 ml、混合，然后過膠體磨2次；然后在壓力25 Mpa下均質(zhì)2次，得預處理液；
將預處理液，放入三角瓶，置于搖床內(nèi)，保持溫度50°C，轉(zhuǎn)速50 rpm,調(diào)整溶液pH值5.5,加入復合蛋白酶0.03 g,反應2 h;然后以800 rpm轉(zhuǎn)速攪拌IOmin之后再次加入合蛋白酶0.03g，在溫度50°C、轉(zhuǎn)速50 rpm, pH 6.0反應2 h;然后以800 rpm轉(zhuǎn)速攪拌IOmin之后再次加入合蛋白酶0.03g，在溫度50°C、轉(zhuǎn)速50 rpm、pH 6.0反應2 h，得混合液；將混合液置于98°C水中，加熱滅酶10 min ;冷卻至室溫后，調(diào)節(jié)溶液pH至7，放入冷凍離心機中，調(diào)整轉(zhuǎn)速4000 rpm,溫度保持4°C，離心20 min,取上清液；
將離心后的上清液進行噴霧干燥，進風溫度:200°C、出風溫85°C ;收集粉末狀產(chǎn)物。
[0019]乳化性能的測定
乳化性能包括乳化活性和乳化穩(wěn)定性。取20 mL離心分離后的上清液，加入20 mL大豆油，用勻漿機(轉(zhuǎn)速10000?12000 rpm/min)攪拌2 min，制成白色乳狀液；后用微量移液器從底部取100 μ L乳狀液，加入到10 mL0.1%的SDS緩沖溶液中混合均勻，以100 μ L超純水加入到10 mL0.1% SDS溶液中混勻作空白對照，在波長500 nm處測得吸光值Al。按下列公式計算出乳化活性指數(shù)(EAI):
EAI=AlX100
10分鐘后再從底部取出100 μ L乳狀液，同樣稀釋、比色，測得吸光度A2。按下列公式計算出乳化穩(wěn)定指數(shù)(ESI):
ESI= AlXt/( Al 一 A2)，其中，t為乳狀液放置時間10 min。
[0020]谷朊粉采用實施例3的方法酶解后，蛋白分子量由大分子變?yōu)樾》肿?，且蛋白小分子分布均?具體見圖2)，乳化性得到大幅提高，最終得到酶解谷朊粉的EAI和ESI分別為 94.5 ml/g 和 30.42 min，較對比例的 EAI 提高了 100%, ESI 提高了 170%。
[0021]實施例2
稱取谷朊粉100g、黃原膠0.5g，將二者混合后進行超微粉碎，粉碎目數(shù)為800目；向超微粉碎處理后的谷朊粉和黃原膠中加入去離子水1200 ml、混合，然后過膠體磨3次；然后在壓力35 Mpa下均質(zhì)3次,得預處理液；
將預處理液，放入三角瓶，置于搖床內(nèi)，保持溫度50°C，轉(zhuǎn)速50 rpm，調(diào)整溶液pH值6，加入復合蛋白酶0.05 g,反應I h;然后以800 rpm轉(zhuǎn)速攪拌20min之后再次加入合蛋白酶0.03 g，在溫度50°C、轉(zhuǎn)速50 rpm、pH 5.5反應Ih ;然后以800 rpm轉(zhuǎn)速攪拌20min之后再次加入合蛋白酶0.03 g，在溫度50°C、轉(zhuǎn)速50 rpm、pH 5.5反應2 h，得混合液；
將混合液置于98°C水中，加熱滅酶10 min ;冷卻至室溫后，調(diào)節(jié)溶液pH至7，放入冷凍離心機中，調(diào)整轉(zhuǎn)速4000 rpm，溫度保持4°C，離心20 min，取上清液；
將離心后的上清液進行噴霧干燥，進風溫度:210°C、出風溫90°C ;收集粉末狀產(chǎn)物。
[0022]乳化性能的測定
乳化性能包括乳化活性和乳化穩(wěn)定性。取20 mL離心分離后的上清液，加入20 mL大豆油，用勻漿機(轉(zhuǎn)速10000?12000 rpm/min)攪拌2 min，制成白色乳狀液；后用微量移液器從底部取100 μ L乳狀液，加入到10 mL0.1%的SDS緩沖溶液中混合均勻，以100 μ L超純水加入到10 mL0.1% SDS溶液中混勻作空白對照，在波長500 nm處測得吸光值Al。按下列公式計算出乳化活性指數(shù)(EAI):
EAI=AlX100
10分鐘后再從底部取出100 μ L乳狀液，同樣稀釋、比色，測得吸光度A2。按下列公式計算出乳化穩(wěn)定指數(shù)(ESI): ESI= AlXt/( Al 一 A2)，其中，t為乳狀液放置時間10 min。
[0023]谷朊粉采用實施例3的方法酶解后，蛋白分子量由大分子變?yōu)樾》肿?，且蛋白小分子分布均勻，乳化性得到大幅提高，最終得到酶解谷朊粉的EAI和ESI分別為97.5 ml/g和31.24 min，較對比例的EAI提高了 106%, ESI提高了 177%。
[0024]實施例3
稱取谷朊粉100g、黃原膠0.3g，將二者混合后進行超微粉碎，粉碎目數(shù)為800目；向超微粉碎處理后的谷朊粉和黃原膠中加入去離子水1200 ml、混合，然后過膠體磨3次；然后在壓力25 Mpa下均質(zhì)2次，得預處理液；
將預處理液，放入三角瓶，置于搖床內(nèi)，保持溫度50°C，轉(zhuǎn)速50 rpm,調(diào)整溶液pH值
5.8，加入復合蛋白酶0.04 g,反應Ih ;然后以800 rpm轉(zhuǎn)速攪拌IOmin之后再次加入合蛋白酶0.03 g，在溫度50°C、轉(zhuǎn)速50 rpm、pH 5.8反應2 h;然后以800 rpm轉(zhuǎn)速攪拌20min之后再次加入合蛋白酶0.05 g，在溫度50°C、轉(zhuǎn)速50 rpm、pH 5.5反應lh，得混合液；將混合液置于98°C水中，加熱滅酶10 min ;冷卻至室溫后，調(diào)節(jié)溶液pH至7，放入冷凍離心機中，調(diào)整轉(zhuǎn)速4000 rpm,溫度保持4°C，離心20 min,取上清液；
將離心后的上清液進行噴霧干燥，進風溫度:200°C、出風溫90°C ;收集粉末狀產(chǎn)物。
[0025]乳化性能的測定
乳化性能包括乳化活性和乳化穩(wěn)定性。取20 mL離心分離后的上清液，加入20 mL大豆油，用勻漿機(轉(zhuǎn)速10000?12000 rpm/min)攪拌2 min，制成白色乳狀液；后用微量移液器從底部取100 μ L乳狀液，加入到10 mL0.1%的SDS緩沖溶液中混合均勻，以100 μ L超純水加入到10 mL0.1% SDS溶液中混勻作空白對照，在波長500 nm處測得吸光值Al。按下列公式計算出乳化活性指數(shù)(EAI):
EAI=AlX100
10分鐘后再從底部取出100 μ L乳狀液，同樣稀釋、比色，測得吸光度A2。按下列公式計算出乳化穩(wěn)定指數(shù)(ESI):
ESI= AlXt/( Al 一 A2)，其中，t為乳狀液放置時間10 min。
[0026]谷朊粉采用實施例3的方法酶解后，蛋白分子量由大分子變?yōu)樾》肿樱业鞍仔》肿臃植季鶆?，乳化性得到大幅提高，最終得到酶解谷朊粉的EAI和ESI分別為96.9 ml/g和31.97 min，較對比例的EAI提高了 105%, ESI提高了 183%。
【權(quán)利要求】
1.一種提高谷朊粉乳化性的方法，其特征在于，步驟如下: (O將谷朊粉和黃原膠碎至800目后加去離子水混合，過膠體磨2~3次，然后在25Mpa~35 Mpa壓力下均質(zhì)2~3次,得預處理液；每100g谷朊粉加黃原膠0.3-0.5g、加去離子水1200ml ； (2)向預處理液中加入復合蛋白酶,在50rpm轉(zhuǎn)速攪拌下酶解l_2h,得初解液； (3)將初解液以800-1000rpm轉(zhuǎn)速攪拌10-20min之后加入復合蛋白酶，在50 rpm轉(zhuǎn)速攪拌下酶解l_2h ;該步驟重復2-3次，得混合液； (4)將混合液置于98°C水中滅酶，然后冷卻至室溫；調(diào)節(jié)混合液pH至7，在4°C、4000rpm轉(zhuǎn)速條件下冷凍離心，取上清液； (5)將上清液進行噴霧干燥；收集粉末狀產(chǎn)物； 步驟(2)和(3)中，每100g谷朊粉每次加復合蛋白酶0.03-0.05g ;蛋白酶的活性為120U/mg。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法 ，其特征在于，步驟(2)和(3)中，酶解條件為50°C、pH5.5~6.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(5)進風溫度:200°C~210°C，出風溫85?~90°C。
【文檔編號】A23J3/18GK103518945SQ201310509743
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】邱斌, 付博菲, 杜方嶺, 劉瑋, 徐同成, 陶海騰, 劉麗娜 申請人:山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品研究所