本发明涉及一种小麦水解蛋白的制备方法,属于小麦深加工技术领域。
背景技术:
小麦蛋白又名活性面筋粉,俗称谷朊粉,是小麦淀粉加工后提取的副产物,是粉末状天然高蛋白聚合物。随着小麦淀粉产量的增大,传统市场对小麦蛋白的需求趋于饱和,因此开发小麦蛋白新用途势在必行。
小麦面粉中一般含有9~14%的蛋白质,常作为小麦淀粉加工的副产物,是一种天然的优质植物蛋白,含有大量的谷氨酸和脯氨酸,其中谷氨酸主要以酰胺键存在,占氨基酸总量的1/3,脯氨酸占氨基酸总量的1/7。根据小麦蛋白的溶解特性,可将小麦蛋白分为麦球蛋白,麦清蛋白,麦谷蛋白和醇溶蛋白。由于小麦面筋蛋白中的羧基都是以酰胺键的形式存在,非极性氨基酸残基较多,分子内疏水作用区域较大,使得小麦蛋白的溶解性很差,影响了蛋白的乳化性、起泡性等其他功能性质,大大限制了它在饮料、乳制品等液体食品中的应用。
对于小麦水解蛋白的制备,主要有化学法、酶法。其中化学法水解过程不易控制,目标产物较低,温度较高,易产生一些有毒有害物质,生产成本亦较高。而酶法,能使肽键断裂而氨基酸的结构构型保持不变,不产生有毒有害物质,且近年来蛋白酶的生产成本逐渐降低,酶解易控制,水解条件温和,因此为了提高蛋白质利用率,从食品安全和保全营养角度出发,蛋白质的酶法水解成为目前制备小麦水解蛋白的研究重点。
酶法改性是一种有前途的改性方法,对酶法改性的研究主要体现在酶制剂的选择、工艺条件的改变和功能性质的提高等方面。但是由于酶解过程易产生副产物,酶解过程难以控制,导致水解不彻底、水解产物口感较差,目标产品难以分离。同时酶制剂价格较高,导致酶的费用约占总成本的20%,加工成本较高,使得小麦水解蛋白的价格高,在市场上难以与其他同类产品竞争,市场推广较难。因此,开发出低廉高效的小麦水解蛋白生产工艺显得十分迫切。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题:针对目前酶解制备小麦水解蛋白过程中,水解不彻底,水解产物口感差,产品难分离以及成本高的问题,本发明以小麦蛋白为原料,通过双氧水对其进行氧化处理,再通过盐酸、乙酸酐等对其进行改性,增加蛋白溶解性,改善空间结构,随后通过微生物及酶的共同作用,对蛋白进行水解,提高水解速度,最后通过离心除杂,脱色,灭酶等过程,制得小麦水解蛋白。本发明所制得的小麦水解蛋白水解度达22%以上,溶解度达78%以上,制作成本低,对环境无污染。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)按固液质量比1:3,取小麦蛋白与质量分数为5%的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中,再将三口烧瓶置于水浴锅中,设定温度为60~70℃,以130r/min保温搅拌30~40min,随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中,按球料比10:1,向球磨机中加入钢球,球磨活化30~40min;
(2)在上述球磨活化后收集球磨混合物,按重量份数计,取45~50份球磨混合物、19~22份1.8mol/L盐酸、10~15份乙酸酐及2~4份过硫酸铵,放入高压反应釜中,使用氮气保护,并升压至2~4MPa,设定温度为78~83℃,以160r/min搅拌反应4~7h;
(3)在上述反应结束后,自然冷却至室温,再降压至标准大气压,进行出料,对出料物进行减压过滤,收集滤液,按重量份数计,取50~55份滤液、23~26份琼脂、18~20份蛋白胨、13~16份新鲜长裙竹荪及1~2份胰蛋白酶,放入发酵罐中,使用质量分数为30%氢氧化钠溶液调节pH至6.0~6.5,设定温度为16~22℃,以100r/min搅拌发酵1~2天;
(4)待上述发酵结束后,将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中,以3000r/min离心处理12~16min,收集上清液,随后将上清液与其质量7~9%的活性炭混合脱色后过滤,收集滤液,并放入灭酶机中,设定温度95℃,灭酶15~20min,再进行过滤,将滤液进行喷雾干燥,即可得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得:小麦水解蛋白水解度达22%以上,溶解度达78%以上,乳化性达87.4~93.1%,乳化稳定性达84.2~91.6%。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明所制得的小麦水解蛋白的味道好,气味醇正,适口性好,氨基酸组成齐全;
(2)本发明所制得的小麦水解蛋白水解度达22%以上,溶解度达78%以上,制作成本低,对环境无污染。
具体实施方式
按固液质量比1:3,取小麦蛋白与质量分数为5%的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中,再将三口烧瓶置于水浴锅中,设定温度为60~70℃,以130r/min保温搅拌30~40min,随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中,按球料比10:1,向球磨机中加入钢球,球磨活化30~40min;在上述球磨活化后收集球磨混合物,按重量份数计,取45~50份球磨混合物、19~22份1.8mol/L盐酸、10~15份乙酸酐及2~4份过硫酸铵,放入高压反应釜中,使用氮气保护,并升压至2~4MPa,设定温度为78~83℃,以160r/min搅拌反应4~7h;在上述反应结束后,自然冷却至室温,再降压至标准大气压,进行出料,对出料物进行减压过滤,收集滤液,按重量份数计,取50~55份滤液、23~26份琼脂、18~20份蛋白胨、13~16份新鲜长裙竹荪及1~2份胰蛋白酶,放入发酵罐中,使用质量分数为30%氢氧化钠溶液调节pH至6.0~6.5,设定温度为16~22℃,以100r/min搅拌发酵1~2天;待上述发酵结束后,将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中,以3000r/min离心处理12~16min,收集上清液,随后将上清液与其质量7~9%的活性炭混合脱色后过滤,收集滤液,并放入灭酶机中,设定温度95℃,灭酶15~20min,再进行过滤,将滤液进行喷雾干燥,即可得小麦水解蛋白。
实例1
按固液质量比1:3,取小麦蛋白与质量分数为5%的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中,再将三口烧瓶置于水浴锅中,设定温度为60℃,以130r/min保温搅拌30min,随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中,按球料比10:1,向球磨机中加入钢球,球磨活化30min;在上述球磨活化后收集球磨混合物,按重量份数计,取45份球磨混合物、22份1.8mol/L盐酸、15份乙酸酐及4份过硫酸铵,放入高压反应釜中,使用氮气保护,并升压至2MPa,设定温度为78℃,以160r/min搅拌反应4h;在上述反应结束后,自然冷却至室温,再降压至标准大气压,进行出料,对出料物进行减压过滤,收集滤液,按重量份数计,取50份滤液、26份琼脂、20份蛋白胨、16份新鲜长裙竹荪及2份胰蛋白酶,放入发酵罐中,使用质量分数为30%氢氧化钠溶液调节pH至6.0,设定温度为16℃,以100r/min搅拌发酵1天;待上述发酵结束后,将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中,以3000r/min离心处理12min,收集上清液,随后将上清液与其质量7%的活性炭混合脱色后过滤,收集滤液,并放入灭酶机中,设定温度95℃,灭酶15min,再进行过滤,将滤液进行喷雾干燥,即可得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得:小麦水解蛋白水解度达22.6%,溶解度达78.9%,乳化性达87.4%,乳化稳定性达84.2%。
实例2
按固液质量比1:3,取小麦蛋白与质量分数为5%的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中,再将三口烧瓶置于水浴锅中,设定温度为70℃,以130r/min保温搅拌40min,随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中,按球料比10:1,向球磨机中加入钢球,球磨活化40min;在上述球磨活化后收集球磨混合物,按重量份数计,取50份球磨混合物、19份1.8mol/L盐酸、10份乙酸酐及2份过硫酸铵,放入高压反应釜中,使用氮气保护,并升压至4MPa,设定温度为83℃,以160r/min搅拌反应7h;在上述反应结束后,自然冷却至室温,再降压至标准大气压,进行出料,对出料物进行减压过滤,收集滤液,按重量份数计,取55份滤液、23份琼脂、18份蛋白胨、13份新鲜长裙竹荪及1份胰蛋白酶,放入发酵罐中,使用质量分数为30%氢氧化钠溶液调节pH至6.5,设定温度为22℃,以100r/min搅拌发酵2天;待上述发酵结束后,将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中,以3000r/min离心处理16min,收集上清液,随后将上清液与其质量9%的活性炭混合脱色后过滤,收集滤液,并放入灭酶机中,设定温度95℃,灭酶20min,再进行过滤,将滤液进行喷雾干燥,即可得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得:小麦水解蛋白水解度达23.5%,溶解度达79.9%,乳化性达93.1%,乳化稳定性达91.6%。
实例3
按固液质量比1:3,取小麦蛋白与质量分数为5%的双氧水放入带有搅拌器及温度计的三口烧瓶中,再将三口烧瓶置于水浴锅中,设定温度为65℃,以130r/min保温搅拌35min,随后将三口烧瓶中的混合物放入球磨机中,按球料比10:1,向球磨机中加入钢球,球磨活化35min;在上述球磨活化后收集球磨混合物,按重量份数计,取48份球磨混合物、20份1.8mol/L盐酸、12份乙酸酐及3份过硫酸铵,放入高压反应釜中,使用氮气保护,并升压至3MPa,设定温度为80℃,以160r/min搅拌反应5h;在上述反应结束后,自然冷却至室温,再降压至标准大气压,进行出料,对出料物进行减压过滤,收集滤液,按重量份数计,取52份滤液、25份琼脂、19份蛋白胨、14份新鲜长裙竹荪及1份胰蛋白酶,放入发酵罐中,使用质量分数为30%氢氧化钠溶液调节pH至6.2,设定温度为18℃,以100r/min搅拌发酵1天;待上述发酵结束后,将发酵罐中的发酵混合物放入离心机中,以3000r/min离心处理14min,收集上清液,随后将上清液与其质量8%的活性炭混合脱色后过滤,收集滤液,并放入灭酶机中,设定温度95℃,灭酶18min,再进行过滤,将滤液进行喷雾干燥,即可得小麦水解蛋白。
经检测本发明所制得的小麦水解蛋白得:小麦水解蛋白水解度达23.8%,溶解度达78.8%,乳化性达91.2%,乳化稳定性达90.3%。