本發(fā)明屬于大豆蛋白提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法。
背景技術(shù)：
食品工業(yè)的飛速發(fā)展迫切需要具有各種專門功能性的大豆分離蛋白作為食品的原料成分或添加基料，蛋白質(zhì)改性技術(shù)是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的重要手段。蛋白質(zhì)改性是人為地對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，從而改善產(chǎn)品的相容性和功能性。目前蛋白質(zhì)改性技術(shù)主要有物理改性、化學(xué)改性、酶法改性和基因工程改性。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)，取決于它的氨基酸組成、分子大小及形態(tài)結(jié)構(gòu)等，所以，一切能改變蛋白質(zhì)氨基酸組成、分子大小和形態(tài)結(jié)構(gòu)的因素必將影響其功能特性。研究提高大豆分離蛋白的功能性，就要從大豆分離蛋白的組成和結(jié)構(gòu)入手，再進(jìn)一步探索加工工藝對產(chǎn)品功能性的影響。酶法改性通常是蛋白酶的有限水解。酶法改性的程度取決于所用的酶、處理的時(shí)間以及人們所需要的功能性質(zhì)。蛋白經(jīng)酶解后，其功能性質(zhì)的變化十分顯著，并且同化學(xué)改性相比，酶法改性還具有以下幾個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)，酶解過程十分溫和，很少或沒有不受歡迎的副反應(yīng)或副產(chǎn)品最終水解產(chǎn)物經(jīng)平衡后，含鹽極少且最終產(chǎn)品的功能性質(zhì)可通過選擇特定的酶和反應(yīng)因素加以控制蛋白水解產(chǎn)物可直接為消化不良者提供營養(yǎng)。酶水解的各種蛋白質(zhì)經(jīng)常表現(xiàn)苦味的原因是形成了苦味肽，大部分苦味肽的苦味是其中的疏水性氨基酸引起的。在完整的球蛋白分子中大部分疏水性側(cè)鏈藏在內(nèi)部，它們不接觸味蕾，感覺不到苦味，隨水解進(jìn)程的繼續(xù)，越來越多的疏水性氨基酸側(cè)鏈暴露出來使苦味增加，而適度酶解和輕度酶解則可實(shí)現(xiàn)水解度和酶解產(chǎn)物多樣性的調(diào)控，主要應(yīng)用于生產(chǎn)具有優(yōu)良加工特性的功能性蛋白或具有特殊生理活性的肽。
由于效益和市場的要求，在實(shí)際生產(chǎn)過程中需要最大限度的提高大豆蛋白在酶法改性中水解得率。大豆分離蛋白本身無苦味等不良風(fēng)味,但是粘度高,溶解性、分散性等功能性較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
鑒于上述和/或現(xiàn)有提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的技術(shù)空白，提出了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法，包括，以脫脂豆粕為原料，預(yù)處理后得到復(fù)溶完全的溶液，調(diào)節(jié)溶液的蛋白濃度，加入半胱氨酸和亞硫酸鈉，調(diào)節(jié)其ph，水浴保溫后加入胃蛋白酶攪拌水解，水解完成后調(diào)節(jié)體系至中性，離心獲得上清液和沉淀；將獲得的上清液滅酶滅菌，噴霧干燥后得到大豆水解蛋白。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述加入半胱氨酸和亞硫酸鈉，其中，所述半胱氨酸的加入量為底物質(zhì)量的0.4～0.6％。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述加入半胱氨酸和亞硫酸鈉，其中，所述亞硫酸鈉的加入量為底物質(zhì)量的0.4～0.6％。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述調(diào)節(jié)其ph，其是調(diào)節(jié)其ph至1～3。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述水浴保溫后加入胃蛋白酶攪拌水解，其中，所述攪拌的攪拌速度為800～1500rpm。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述水浴保溫后加入胃蛋白酶攪拌水解，其是在35～40℃下水浴保溫20～40min，然后加入占底物質(zhì)量0.4～0.6％的胃蛋白酶，水解1～3h。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述離心，其離心速度為6000～7000rpm。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述噴霧干燥，其工藝條件為進(jìn)風(fēng)溫度180～200℃，出風(fēng)溫度70～90℃，料液流速15～20rpm。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述調(diào)節(jié)溶液的蛋白濃度，其是調(diào)節(jié)復(fù)溶完全后溶液的蛋白濃度至6～8％。
作為本發(fā)明所述提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述以脫脂豆粕為原料，預(yù)處理后得到復(fù)溶完全的溶液，其是將脫脂豆粕分散于水中，攪拌混合充分，調(diào)節(jié)體系ph至7.5～8.5，室溫?cái)嚢?～3h，在6000～7000rpm下離心去除沉淀，取上清液調(diào)節(jié)ph至4.0～5.0，靜置20～40min，在3500～4000rpm下離心，取沉淀復(fù)溶于水，調(diào)節(jié)體系為中性，攪拌2～3h，得到復(fù)溶完全的溶液。
本發(fā)明所具有的有益效果：
(1)本發(fā)明提供的提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法所制得的大豆水解蛋白，其起泡性、起泡穩(wěn)定性十分突出。
(2)本發(fā)明提供的提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法，得率能夠達(dá)到55％，同時(shí)水解度也很高。
(3)本發(fā)明制得的大豆水解蛋白，其可溶解性蛋白含量可達(dá)到98％。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
其次，此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。
實(shí)施例1
將低溫脫脂豆粕分散于去離子水(1:10)，攪拌使之充分混合，加入堿液調(diào)節(jié)ph＝8.0，室溫?cái)嚢?h，在6500rpm離心去除沉淀，上清液調(diào)節(jié)ph＝4.5，靜止30min，在3750rpm離心，取沉淀復(fù)溶于去離子水，調(diào)節(jié)ph＝7，攪拌3小時(shí)，得到復(fù)溶完全的溶液。
將復(fù)溶完全后的蛋白濃度調(diào)節(jié)至7％，加入0.5％的半胱氨酸和0.5％的亞硫酸鈉，ph調(diào)節(jié)至2，在37℃水浴保溫30min，加入胃蛋白酶0.5％，在800rpm下攪拌水解2個(gè)小時(shí)，調(diào)節(jié)ph至7，在6500rpm離心得上清和沉淀。
將所得的上清液經(jīng)過滅酶滅菌，噴霧干燥后即為大豆水解蛋白。噴霧干燥的工藝條件為進(jìn)風(fēng)溫度190℃，出風(fēng)溫度80℃，料液流速18rpm。
①起泡性計(jì)算公式：將1％濃度的大豆蛋白溶液100ml置于500ml量筒中，使用高速乳化均質(zhì)機(jī)以17500rpm均質(zhì)40s，連續(xù)3次共計(jì)2min，記錄均質(zhì)后液面高度記為v0，靜置30min后記錄液面高度，記為v30min。起泡能力公式如下：
起泡性(％)＝(v0-100)/100×100％(1)
泡沫穩(wěn)定性(％)＝(v30-100)/(v0-100)×100％(2)
本實(shí)施例中，v0＝285ml，v30min＝260ml。
經(jīng)計(jì)算得，起泡性為185％，泡沫穩(wěn)定性為86.49％。
②
本實(shí)施例中，可溶性蛋白含量為98.0％。
③
本實(shí)施例中，經(jīng)計(jì)算得，大豆水解蛋白得率能夠達(dá)到55.2％。
④
水解度計(jì)算公式：水解度(dh)的測定采用三硝基苯磺酸法。標(biāo)準(zhǔn)曲線由l-leu(0～2.0mmol/l)來制備。水解度的計(jì)算:dh/％＝(an2－an1)/npb×100式中:an1指蛋白水解前氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；an2指蛋白水解后氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；npb指蛋白底物中肽鍵的氮含量，npb對于大豆球蛋白來講為109.2mg/g。
本實(shí)施例中，經(jīng)計(jì)算得，水解率為18.9％。
實(shí)施例2
將低溫脫脂豆粕分散于去離子水(1:10)，攪拌使之充分混合，加入堿液調(diào)節(jié)ph＝8.0，室溫?cái)嚢?h，在7000rpm離心去除沉淀，上清液調(diào)節(jié)ph＝5.0，靜止40min，在3500rpm離心，取沉淀復(fù)溶于去離子水，調(diào)節(jié)ph＝7，攪拌2小時(shí)，得到復(fù)溶完全的溶液。
將復(fù)溶完全后的蛋白濃度調(diào)節(jié)至6％，加入0.5％的半胱氨酸和0.4％的亞硫酸鈉，ph調(diào)節(jié)至2，在37℃水浴保溫30min，加入胃蛋白酶0.6％，在1000rpm下攪拌水解2個(gè)小時(shí)，調(diào)節(jié)ph至7，在6500rpm離心得上清和沉淀。
將所得的上清液經(jīng)過滅酶滅菌，噴霧干燥后即為大豆水解蛋白。
噴霧干燥的工藝條件為進(jìn)風(fēng)溫度200℃，出風(fēng)溫度70℃，料液流速18rpm。
①起泡性計(jì)算公式：將1％濃度的大豆蛋白溶液100ml置于500ml量筒中，使用高速乳化均質(zhì)機(jī)以17500rpm均質(zhì)40s，連續(xù)3次共計(jì)2min，記錄均質(zhì)后液面高度記為v0，靜置30min后記錄液面高度，記為v30min。起泡能力公式如下：
起泡性(％)＝(v0-100)/100×100％(1)
泡沫穩(wěn)定性(％)＝(v30-100)/(v0-100)×100％(2)
本實(shí)施例中，v0＝280ml，v30min＝252ml。
經(jīng)計(jì)算得，起泡性為180％，泡沫穩(wěn)定性為84.44％。
②
本實(shí)施例中，可溶性蛋白含量為97.5％。
③
本實(shí)施例中，經(jīng)計(jì)算得，大豆水解蛋白得率能夠達(dá)到52.6％。
④
水解度計(jì)算公式：水解度(dh)的測定采用三硝基苯磺酸法。標(biāo)準(zhǔn)曲線由l-leu(0～2.0mmol/l)來制備。水解度的計(jì)算:dh/％＝(an2－an1)/npb×100式中:an1指蛋白水解前氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；an2指蛋白水解后氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；npb指蛋白底物中肽鍵的氮含量，npb對于大豆球蛋白來講為109.2mg/g。
本實(shí)施例中，經(jīng)計(jì)算得，水解率為17.5％。
實(shí)施例3
將低溫脫脂豆粕分散于去離子水(1:10)，攪拌使之充分混合，加入堿液調(diào)節(jié)ph＝8.0，室溫?cái)嚢?h，在6500rpm離心去除沉淀，上清液調(diào)節(jié)ph＝4.5，靜止30min，在3750rpm離心，取沉淀復(fù)溶于去離子水，調(diào)節(jié)ph＝7，攪拌2～3小時(shí)，得到復(fù)溶完全的溶液。
將復(fù)溶完全后的蛋白濃度調(diào)節(jié)至7％，加入0.4％的半胱氨酸和0.5％的亞硫酸鈉，ph調(diào)節(jié)至2，在37℃水浴保溫30min，加入胃蛋白酶0.5％，在1200rpm下攪拌水解2個(gè)小時(shí)，調(diào)節(jié)ph至7，在6500rpm離心得上清和沉淀。
將所得的上清液經(jīng)過滅酶滅菌，噴霧干燥后即為大豆水解蛋白。
噴霧干燥的工藝條件為進(jìn)風(fēng)溫度190℃，出風(fēng)溫度80℃，料液流速18rpm。
①起泡性計(jì)算公式：將1％濃度的大豆蛋白溶液100ml置于500ml量筒中，使用高速乳化均質(zhì)機(jī)以17500rpm均質(zhì)40s，連續(xù)3次共計(jì)2min，記錄均質(zhì)后液面高度記為v0，靜置30min后記錄液面高度，記為v30min。起泡能力公式如下：
起泡性(％)＝(v0-100)/100×100％(1)
泡沫穩(wěn)定性(％)＝(v30-100)/(v0-100)×100％(2)
本實(shí)施例中，v0＝280ml，v30min＝253ml。
經(jīng)計(jì)算得，起泡性為180％，泡沫穩(wěn)定性為85.00％。
②
本實(shí)施例中，可溶性蛋白含量為96.8％。
③
本實(shí)施例中，經(jīng)計(jì)算得，大豆水解蛋白得率能夠達(dá)到51.6％。
④
水解度計(jì)算公式：水解度(dh)的測定采用三硝基苯磺酸法。標(biāo)準(zhǔn)曲線由l-leu(0～2.0mmol/l)來制備。水解度的計(jì)算:dh/％＝(an2－an1)/npb×100式中:an1指蛋白水解前氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；an2指蛋白水解后氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；npb指蛋白底物中肽鍵的氮含量，npb對于大豆球蛋白來講為109.2mg/g。
本實(shí)施例中，經(jīng)計(jì)算得，水解率為16.5％。
實(shí)施例4
將低溫脫脂豆粕分散于去離子水(1:10)，攪拌使之充分混合，加入堿液調(diào)節(jié)ph＝8.0，室溫?cái)嚢?h，在7000rpm離心去除沉淀，上清液調(diào)節(jié)ph＝4.5，靜止40min，在4000rpm離心，取沉淀復(fù)溶于去離子水，調(diào)節(jié)ph＝7，攪拌2～3小時(shí)，得到復(fù)溶完全的溶液。
將復(fù)溶完全后的蛋白濃度調(diào)節(jié)至6％，加入0.5％的半胱氨酸和0.6％的亞硫酸鈉，ph調(diào)節(jié)至2，在35℃水浴保溫30min，加入胃蛋白酶0.6％，在1200rpm下攪拌水解2個(gè)小時(shí)，調(diào)節(jié)ph至7，在6500rpm離心得上清和沉淀。
將所得的上清液經(jīng)過滅酶滅菌，噴霧干燥后即為大豆水解蛋白。
噴霧干燥的工藝條件為進(jìn)風(fēng)溫度190℃，出風(fēng)溫度80℃，料液流速18rpm。
①起泡性計(jì)算公式：將1％濃度的大豆蛋白溶液100ml置于500ml量筒中，使用高速乳化均質(zhì)機(jī)以17500rpm均質(zhì)40s，連續(xù)3次共計(jì)2min，記錄均質(zhì)后液面高度記為v0，靜置30min后記錄液面高度，記為v30min。起泡能力公式如下：
起泡性(％)＝(v0-100)/100×100％(1)
泡沫穩(wěn)定性(％)＝(v30-100)/(v0-100)×100％(2)
本實(shí)施例中，v0＝280ml，v30min＝250ml。
經(jīng)計(jì)算得，起泡性為180％，泡沫穩(wěn)定性為83.33％。
②
本實(shí)施例中，可溶性蛋白含量為96.9％。
③
本實(shí)施例中，經(jīng)計(jì)算得，大豆水解蛋白得率能夠達(dá)到50.3％。
④
水解度計(jì)算公式：水解度(dh)的測定采用三硝基苯磺酸法。標(biāo)準(zhǔn)曲線由l-leu(0～2.0mmol/l)來制備。水解度的計(jì)算:dh/％＝(an2－an1)/npb×100式中:an1指蛋白水解前氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；an2指蛋白水解后氨基氮的含量，mg/g(蛋白)；npb指蛋白底物中肽鍵的氮含量，npb對于大豆球蛋白來講為109.2mg/g。
本實(shí)施例中，經(jīng)計(jì)算得，水解率為17.6％。
由此可見，本發(fā)明提供的提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法所制得的大豆水解蛋白，其起泡性、起泡穩(wěn)定性十分突出；本發(fā)明提供的提高大豆蛋白酶法改性中水解得率的方法，得率能夠達(dá)到55％，同時(shí)水解度也很高；本發(fā)明制得的大豆水解蛋白，其可溶解性蛋白含量可達(dá)到98％。
值得一提的是，我方發(fā)明在實(shí)驗(yàn)過程中通過優(yōu)選0.4～0.6％的胃蛋白酶和0.4～0.6％的半胱氨酸及0.4～0.6％的亞硫酸鈉相配合，通過其協(xié)同作用，達(dá)到了提高大豆水解蛋白起泡性、起泡穩(wěn)定性、得率和水解度的效果。胃蛋白酶的酶解位點(diǎn)含有苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等氨基酸殘基的肽鍵。酶解使得蛋白質(zhì)分子折疊結(jié)構(gòu)部分打開并發(fā)生重要的結(jié)構(gòu)重排。起初采用0.4～0.6％的胃蛋白酶水解，能夠獲得大豆7s蛋白的核心區(qū)和擴(kuò)展區(qū)肽，體系中存在的0.4～0.6％的半胱氨酸及0.4～0.6％的亞硫酸鈉能夠使得擴(kuò)展區(qū)肽誘發(fā)11s聚集并有效操控11s的熱聚集行為，從而突破性地提高大豆水解蛋白起泡性、起泡穩(wěn)定性、得率和水解度。當(dāng)兩者添加量不在此范圍內(nèi)時(shí)，會對蛋白的界面特性造成影響，聚集過快過慢均不利于在界面上發(fā)生相互作用，使得大豆水解品質(zhì)下降。
更難得的是，我方發(fā)明在實(shí)驗(yàn)過程中又進(jìn)一步優(yōu)化了水解時(shí)的水解攪拌速度和水解時(shí)間。通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，水解溫度為50～60℃、水解攪拌速度為800～1500rpm、水解時(shí)間為1～3h，通過起到很好的協(xié)同增效作用，使得產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)一步得到提高。首先適當(dāng)?shù)募訜崮芴岣呙附夂蟮拇蠖狗蛛x蛋白的起泡性，但其泡沫穩(wěn)定性反而降低，這是由于蛋白聚集，分子量增大，不利于在界面上發(fā)生相互作用。對此，我方發(fā)明在研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水解攪拌速度為800～1500rpm時(shí)，水解溫度為35～40℃時(shí)攪拌注入的能量能夠控制影響蛋白聚集傾向程度，更有利于其在界面上的相互作用，以達(dá)到同時(shí)提高大豆分離蛋白的起泡性和泡沫穩(wěn)定性。除此之外，酶解時(shí)間過長會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子之間的相互作用力減弱，泡沫穩(wěn)定性反而降低。另外，水解條件還會影響酶解大豆蛋白中巰基蛋白在酶解過程中的變化，使得蛋白質(zhì)分子的柔性增加，提高蛋白質(zhì)在界面的吸附量，從而增強(qiáng)了水解大豆蛋白產(chǎn)品的乳化能力和起泡能力。
應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。