专利名称：水溶性蜂皇浆及其干粉以及它们的制备方法
技术领域：
本发明涉及水溶性蜂皇浆及其干粉以及它们的制备方法，具体说是一种可全溶解水、无苦涩味且具有与鲜蜂皇浆同样生理营养特性的水溶性蜂皇浆及其干粉以及它们的制备方法。
背景技术：
蜂皇浆是我国传统的天然滋补佳品，早在汉代就发现蜂皇浆是强身延年之珍宝，现代医学及营养学亦对蜂产品十分推崇，认为鲜皇浆是世界唯一的可供人类食用的纯天然胎儿级食品，对人类有极强的营养保健功能和医疗作用。蜂皇浆中含有蛋白质、脂肪酸、氨基酸、维生素、矿物质、黄酮类化合物及人体所需的多种酶和激素等多种生物活性成分。新鲜的蜂皇浆一般是淡黄色的粘滞状物质，酸度为3.6～6，主要物质的含量百分数为水66～70％，蛋白质12.3％左右，类脂4.2％左右，葡萄糖5.8％左右，果糖5.6％左右，蔗糖3％左右，以及2％左右的10-羟基癸烯酸。蜂皇浆具有调节机体内分泌和代谢功能，促进组织再生，预防心脑血管疾病，抗辐射，抗癌及广谱抗菌等诸多作用。而毒理试验的结果表明，蜂皇浆作为天然食品，无毒副作用，大鼠每天注射3000mg/kg均无明显的毒副作用。正是由于蜂皇浆集营养、保健、食疗于一体，且安全无毒，其作为天然滋补品在预防疾病、营养保健及延年益寿方面的作用日益受到人们的重视。
作为蜂皇浆的主要生产国，我国在蜂皇浆的生产及应用方面也进行了大量研究，并开发出各种蜂皇浆制品，如蜂皇浆冻干粉、片剂、胶囊及口服液等，但这些产品多存在以下两方面的问题一、带有蜂皇浆特有的酸涩及辛辣味，使消费者难以接受。蜂皇浆的酸涩及辛辣味主要源于蜂皇浆中的10-羟基癸烯酸，10-羟基癸烯酸为蜂皇浆中所特有，故也常常称作蜂王酸。蜂王酸是蜂皇浆中的特有成份，它是一种白色结晶，熔点为58～59℃，性质稳定，易溶于甲醇、乙醇、氯仿及乙醚，微溶于丙酮，难溶于水。在现在已知蜂皇浆中含有的对人体健康非常有用的约114种物质中，蜂王酸作为一种有多种生理活性的物质，被认为是对人体健康起作用的关键物质。正是鉴于蜂王酸在蜂皇浆中的独特地位及仅为蜂皇浆所特有，所以其含量一直是衡量蜂皇浆内在质量的主要指标。日本从1980年起即规定进口蜂皇浆中蜂王酸的含量不得低于1.9％。因此，好的蜂皇浆制品应该有较高的蜂王酸含量，但其含量高又必然影响其口味，还可能以结晶析出，这一矛盾在含蜂皇浆的饮料及口服液等液状制品中表现得尤为突出，且目前仍未见有效的解决办法。二、蜂皇浆中富含蛋白质，但分子量在40,000以上的蛋白质占到蛋白质总量的18～24％，分子量在10,000～40,000的蛋白质占到蛋白质总量的22～30％，这些蛋白质溶解性差，加入饮料或口服液等中做原料时，容易成为白色悬浊液或分离析出，严重影响产品的外观形象和消费者对产品质量的信赖程度。由于没有有效解决蜂皇浆中蛋白质的不稳定性，我国研制的含蜂皇浆的食品饮料或口服液中蜂皇浆的添加量一般很低，以保证产品的稳定性，从而大大影响了蜂皇浆保健功能的发挥及蜂皇浆产品的消费。另外一个保证产品的稳定性的措施是以离心分离或过滤等方法将蜂皇浆中的蛋白质除去后再添加到这些食品饮料或口服液中，但在分离蛋白质的同时也除去了部分甚至是全部的蜂王酸，显然其代价是严重降低了蜂皇浆的营养指标；其次，由于蛋白质表现为一种粘稠状物质，其分离操作颇为不易；再次，这样获得的蜂皇浆，当其大量加入饮料或口服液中时，仍不可能避免生成白色悬浊液或沉淀的现象。另外，中国专利92110352.2公开了“透明蜂王浆溶液制造方法”，它是先调制蜂王浆水悬浊液，再向其中同时或依次加入对基质作用部位不同的二种或以上的蛋白酶，温度保持室温以上，借助酶反应使不溶物可溶化。这一方法显著改善了蛋白质的溶解性，但仍未克服蜂皇浆具有酸涩及辛辣味这一不足，而且还带来了影响口味的新因素，即蛋白质经酶解后容易产生具有苦味的物质，为防止苦味物质的产生，需严格选用蛋白酶及严格控制酶解条件，即使这样，苦味物质的产生仍然难以避免，且生产成本也相对较高。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术现状而提供可溶解于水且无苦涩味的水溶性蜂皇浆及其干粉。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术现状而提供上述水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为该种水溶性蜂皇浆及其干粉，其中的蛋白质经一种或一种以上蛋白酶水解而可溶于水，其特征在于其中具有苦味的疏水性多肽和具有酸涩及辛辣味的10-羟基癸烯酸用β-环糊精和/或经化学修饰的β-环糊精进行了包埋。
所述的蛋白质的分子量分布为分子量在40,000以上的组分在蛋白质总量中的百分含量为≤0.5％，分子量在10,000～40,000的组分在蛋白质总量中的百分含量为≤2.0％，分子量在10,00～10,000的组分在蛋白质总量中的百分含量为≤35.0％，分子量在1，000以下的组分在蛋白质总量中的百分含量为≥60.0％。
所述的经化学修饰的β-环糊精包括2，6-DM-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、甲基β-环糊精、羧甲基β-环糊精。
该种水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法，其以鲜蜂皇浆或包括蜂皇浆冻干粉在内的各种蜂皇浆干燥制品为原料，包括以下步骤制取蜂皇浆均质浆液；水解；用一定浓度的碱性溶液(如氢氧化钠溶液或碳酸钠等)或酸性溶液(如盐酸溶液、柠檬酸等)调节浆液的PH值至适宜蛋白酶发挥生物活性的PH值，加入蛋白酶，搅拌均匀，调节浆液的温度至适宜蛋白酶发挥生物活性的温度，使蜂皇浆中的蛋白质水解成可溶物，水解时间一般为2～8小时；灭酶；将经水解得到的水解液加热至60℃以上，使蛋白酶失活，停止水解反应；优选是在100℃进行灭酶处理，时间为5～8分钟；包埋；往经灭酶处理的水解液中加入β-环糊精和/或经化学修饰的β-环糊精，搅拌，包埋水解液中的疏水性多肽和10-羟基癸烯酸；至此，即得到无苦味、酸涩及辛辣味的水溶性蜂皇浆溶液；或者，将水溶性蜂皇浆溶液进一步浓缩即得到水溶性蜂皇浆浓缩液；或者，将浓缩液再进一步进行干燥及粉碎处理，即得到水溶性蜂皇浆干粉。浓缩的通常做法是在50℃以下进行真空减压浓缩至固形物含量达10～20％。由浓缩液制干粉中，干燥处理可采用冷冻干燥或真空干燥，干燥并经水份平衡后，进行粉碎，过筛即得干粉。
所述灭酶操作在水解液中的氮溶解指数NSI达到90％后进行，最好达到95％以上后进行，以达到高的水解度和使产品更加清澈透明。
所述蛋白酶并无特别限制，包括各种植物源性蛋白酶、动物源性蛋白酶及微生物源性蛋白酶，如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、生姜蛋白酶，胃蛋白酶、胰蛋白酶，枯草杆菌蛋白酶、地衣芽孢杆菌蛋白酶等。
所述蜂皇浆均质浆液中蜂皇浆的浓度为10～35wt％。
所述蛋白酶的加入量为蜂皇浆均质浆液重量的3～15‰。
所述β-环糊精和/或经化学修饰的β-环糊精的用量为蜂皇浆均质浆液重量的1～6％。
所述包埋处理中的温度控制对环糊精用量有明显影响，经研究发现，加热后处理可降低环糊精用量，因此包埋处理的温度以40～55℃为宜。
本发明中，制取蜂皇浆均质浆液时，如果是以鲜蜂皇浆为原料，其制取过程是先用20目左右筛将鲜蜂皇浆进行过滤，以除去其中的蜡渣等杂质，然后将过滤后的蜂皇浆进行均质处理，使其能100％通过60目左右筛，以达到浆体足够的均匀细腻，最后向均质后的蜂皇浆中加入2～8倍量的洁净水进行稀释，并搅拌均匀。如果是以冻干粉等蜂皇浆干燥制品为原料，则可先用适量水溶解，然后再进行上述操作。
水解过程采用一种以上蛋白酶时，可根据不同蛋白酶适宜水解的PH值和温度，选择采用同时加入或依次加入进行水解。在不同蛋白酶的适宜PH值和温度比较接近的情况下，可同时加蛋白酶进行水解，这样既操作简便又可得到较高的水解度。而在不同蛋白酶的适宜PH值或温度相差较大情况下，可依次加蛋白酶进行水解。
为获得确保透明澄清的水解液，最好在灭酶处理后，采用离心分离或过滤方法清除水解液中可能含有的不纯物和不溶物。
研究表明蛋白质水解液的苦味成分主要是亮氨酸、蛋氨酸等氨基酸及其衍生物和低分子苦味肽。若这部分多肽的氨基与人体的味蕾接触便可产生苦味。虽然苦味物质的含量极微，但对产品风味的影响很大，极大的影响了蛋白质水解产物在工业中的应用。
脱苦的原理是包埋水解物中的疏水性多肽。通过β-环糊精及化学修饰的β-环糊精对苦味物质包埋作用的研究，发现它们不但可以成功地包埋了蜂王浆酶解液的苦味成分，同时对蜂王浆中的主要功能成分10-羟基癸烯酸也有包埋作用，从而不仅更好地保护了10-羟基癸烯酸，而且去除了10-羟基癸烯酸特有的酸涩味，大大地改进了蜂王浆的呈味特性，使得其能更好地能与其他食品风味成分进行配合，更易于调制成各种不同风味类型的食品和饮料。同时，由于它们对10-羟基癸烯酸的包埋作用，对10-羟基癸烯酸在水中溶解性有增溶作用，并且提高10-羟基癸烯酸在产品的稳定性。
另外，经研究发现，随着酶用量的增加及酶解时间的延长，水解液苦味的增加较显著，这一方面是因为酶用量及酶解时间的增加使水解度增大，导致水解液苦味增强；另一方面是由于E/S的变化引起蛋白酶的专一性变化，使它作用的切点不同，苦味强度也就不同。因此，选用合适的蛋白酶和适当的酶用量以及控制适当的酶解时间有利于得到具良好呈味特性的产品。
因蛋白质经蛋白酶水解转化成了可溶解于水的成分，产生了较多量具有生理学机能的多肽及氨基酸，而且采用包埋技术包埋了具有苦味的疏水性多肽和具有酸涩及辛辣味的10-羟基癸烯酸，提高了蜂皇浆的水溶性及稳定性，改善了其口味，因此本发明产品具有如下优点1、在所有的pH值范围内都可以溶解，可用于各种饮料制品的生产，且制成品清澈透明，不会产生浑浊现象；2、对加热处理稳定，在加热处理及加热杀菌处理时，不易产生沉淀；3、不易与多酚类物质产生沉淀，可与各种茶饮料及功能饮料进行配伍；4、具有更佳的口味，明显减少了蜂皇浆特有的酸涩味，并且没有因蛋白质水解而带来的苦味；5、更容易被人体消化吸收；6、更容易保存，质量更加稳定，无需象蜂皇浆冻干粉一样进行冷藏保存。
本发明方法除生产出来的产品具有如上优点之外，方法本身还具有工艺简单、所需设备及设备投资少、易于实现大批量生产、生产成本低且产品收率高等优点。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一本实施例以鲜蜂皇浆为原料，以胃蛋白酶为水解酶，以β-环状糊精为包埋物，制备过程如下1、将一定量的鲜蜂皇浆进行过滤(20目筛)，去除其中的蜡渣等杂质。
2、将过滤后的蜂皇浆进行均质处理，使其能100％通过60目筛，以达到浆体足够的均匀细腻。
3、向均质后的蜂皇浆中加入3倍量的去离子水进行稀释，经搅拌均匀后，用柠檬酸调节蜂皇浆溶液的pH值至2，加入相当于蜂皇浆溶液重量7‰的胃蛋白酶，搅拌均匀。
4、调节并维持溶液的温度为40℃，水解5小时。
5、待水解液中氮溶解指数(NSI)达到95％后，迅速将水解液加热至100℃，保持5～8分钟进行灭酶处理。然后，将水解液进行过滤，测定水解液的苦味值。氮溶解指数的测定如下取10ml酶解液，调至不同pH值后静置一段时间，过滤，然后用凯式定氮法测定上清液中的可溶性氮，按下式计算氮溶解指数NSINSI(％)＝(可溶性氮含量/总氮量)×100苦味评价方法将1ml样品稀释到刚好能尝出苦味为止，其稀释倍数即为苦味值。实际测得水解液的苦味值为8。
6、调节过滤后的水解液的温度至50℃，向水解液中添加5％的β-环糊精，经30-40分钟的搅拌后，包埋水解液中疏水性多肽(苦味成分)，脱去水解液的苦味，同时包埋蜂王浆中的主要功能成分10-羟基癸烯酸，从而不仅更好地保护了10-羟基癸烯酸，而且去除了10-羟基癸烯酸特有的酸涩味。经实际测定，氮损失率(％)为0。
氮收率的测定分别测定水解液中总氮量和反应体系中总氮量，以水解液中的总氮量和反应体系中的总氮量的百分比(％)表示氮收率。其中氮含量测定采用微量凯氏定氮法。
经包埋处理后，以碳酸钠溶液调节pH值为6左右，测得溶液的苦味值为0，从而得到了无苦味、酸涩及辛辣味的水溶性蜂皇浆溶液。
如需制备浓缩液，可将经包埋处理后的水解液在50℃以下进行真空减压浓缩，至固形物含量达10～20％即可。
如需进一步制备干粉，可采用冷冻干燥、喷雾干燥或真空干燥对浓缩液进行干燥处理，干燥后，经水份平衡，粉碎，过筛(80目)，混合后，经检验合格，即可包装，得干粉成品。
实施例二本实施例以鲜蜂皇浆为原料，以碱性地衣芽孢杆菌蛋白酶为水解酶，蛋白酶用量为7‰，以β-环状糊精为包埋物，去离子水加入量为4倍量，水解pH值为8，温度为40℃，β-环糊精用量为2％，其余同实施例一。实际测得，水解液的苦味值为2，经包埋处理后，测得溶液的苦味值为0。氮损失率(％)为0。
实施例三本实施例以鲜蜂皇浆为原料，以碱性枯草杆菌蛋白酶和碱性地衣芽孢杆菌蛋白酶为水解酶，蛋白酶总用量为7‰，以β-环状糊精为包埋物，去离子水加入量为4倍量，水解pH值为8，温度为40℃，β-环糊精用量为2％，其余同实施例一。实际测得，水解液的苦味值为2，经包埋处理后，测得溶液的苦味值为0。氮损失率(％)为0。
实施例四本实施例以鲜蜂皇浆为原料，以胰蛋白酶和碱性地衣芽孢杆菌蛋白酶为水解酶，其中胰蛋白酶用量为5‰，碱性地衣芽孢杆菌蛋白酶用量为5‰，以羧甲基β-环糊精β-环状糊精为包埋物，去离子水加入量为8倍量，先以胰蛋白酶水解，pH值为8，温度为40℃，水解时间为2小时，再以碱性地衣芽孢杆菌蛋白酶水解，pH值为8，温度为40℃，水解时间为2小时，羧甲基β-环糊精用量为3％，其余同实施例一。实际测得，水解液的苦味值为7，经包埋处理后，测得溶液的苦味值为0。氮损失率(％)为0。
实施例五本实施例以鲜蜂皇浆为原料，以胃蛋白酶为水解酶，蛋白酶用量为15‰，以羟丙基β-环糊精为包埋物，去离子水加入量为2倍量，水解pH值为2，温度为40℃，水解时间为8小时，羟丙基β-环糊精用量为6％，包埋处理温度为40℃，其余同实施例一。实际测得，水解液的苦味值为11，经包埋处理后，测得溶液的苦味值为0。氮损失率(％)为0。
实施例六本实施例以蜂皇浆冻干粉为原料，先以适量水溶解，以木瓜蛋白酶为水解酶，蛋白酶用量为8‰，以羧甲基β-环糊精为包埋物，去离子水加入量为2倍量，水解pH值为8，温度为40℃，水解时间为4小时，羧甲基β-环糊精用量为3％，包埋处理温度为常温，其余同实施例一。实际测得，水解液的苦味值为5，经包埋处理后，测得溶液的苦味值为0。氮损失率(％)为0。
实施例七本实施例以蜂皇浆冻干粉为原料，先以适量水溶解，以碱性地衣芽孢杆菌蛋白酶为水解酶，蛋白酶用量为3‰，以羧甲基β-环糊精为包埋物，去离子水加入量为5倍量，水解pH值为8，温度为40℃，水解时间为2小时，羧甲基β-环糊精用量为1％，其余同实施例一。实际测得，水解液的苦味值为2，经包埋处理后，测得溶液的苦味值为0。氮损失率(％)为0。
经测试，经蛋白酶水解后蛋白质的分子量明显降低，其分子量的分布结果见下表
由上表可见，鲜蜂皇浆中的大分子量(10,000以上)蛋白质含量占总蛋白质含量的40-54％，正是该部分的大分子蛋白质影响了蜂皇浆的加工性能。水溶性蜂皇浆，分子量小于10,000道尔顿的肽及氨基酸含量显著提高，占总蛋白质含量的95％以上，从而提高了蜂皇浆蛋白质的水溶性，同时，使其更易被人体消化吸收。
权利要求
1.一种水溶性蜂皇浆及其干粉，其中的蛋白质经一种或一种以上蛋白酶水解而可溶于水，其特征在于其中具有苦味的疏水性多肽和具有酸涩及辛辣味的10-羟基癸烯酸用β-环糊精和/或经化学修饰的β-环糊精进行了包埋。
2.根据权利要求1所述的水溶性蜂皇浆及其干粉，其特征在于所述的蛋白质的分子量分布为分子量在40,000以上的组分在蛋白质总量中的百分含量为≤0.5％，分子量在10,000～40,000的组分在蛋白质总量中的百分含量为≤2.0％，分子量在10,00～10，000的组分在蛋白质总量中的百分含量为≤35.0％，分子量在1,000以下的组分在蛋白质总量中的百分含量为≥60.0％。
3.根据权利要求1或2所述的水溶性蜂皇浆及其干粉，其特征在于所述的经化学修饰的β-环糊精包括2，6-DM-β-环糊精、羟丙基β-环糊精、甲基β-环糊精、羧甲基β-环糊精。
4.一种水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法，其以鲜蜂皇浆或包括蜂皇浆冻干粉在内的各种蜂皇浆干燥制品为原料，包括以下步骤制取蜂皇浆均质浆液；水解；调节浆液的PH值至适宜蛋白酶发挥生物活性的PH值，加入蛋白酶，搅拌均匀，调节浆液的温度至适宜蛋白酶发挥生物活性的温度，使蜂皇浆中的蛋白质水解成可溶物；灭酶；将经水解得到的水解液加热至60℃以上，使蛋白酶失活，停止水解反应；包埋；往经灭酶处理的水解液中加入β-环糊精和/或经化学修饰的β-环糊精，搅拌，包埋水解液中的疏水性多肽和10-羟基癸烯酸；至此，即得到无苦味、酸涩及辛辣味的水溶性蜂皇浆溶液；或者，将水溶性蜂皇浆溶液进一步浓缩即得到水溶性蜂皇浆浓缩液；或者，将浓缩液再进一步进行干燥及粉碎处理，即得到水溶性蜂皇浆干粉。
5.根据权利要求4所述的水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法，其特征在于所述蛋白酶包括各种植物源性蛋白酶、动物源性蛋白酶及微生物源性蛋白酶，植物源性蛋白酶包括木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、生姜蛋白酶，动物源性蛋白酶包括胃蛋白酶、胰蛋白酶。
6.根据权利要求4所述的水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法，其特征在于所述蜂皇浆均质浆液中蜂皇浆的浓度为10～35wt％。
7.根据权利要求4所述的水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法，其特征在于所述蛋白酶的加入量为蜂皇浆均质浆液重量的3～15‰。
8.根据权利要求4所述的水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法，其特征在于所述β-环糊精和/或经化学修饰的β-环糊精的用量为蜂皇浆均质浆液重量的1～6％。
9.根据权利要求4所述的水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法，其特征在于所述灭酶操作在水解液中的氮溶解指数NSI达到90％后进行。
10.根据权利要求4所述的水溶性蜂皇浆及其干粉的制备方法，其特征在于所述包埋处理的温度为40～55℃。
全文摘要
本发明提供水溶性蜂皇浆及其干粉以及它们的制备方法。蜂皇浆中的蛋白质经一种或一种以上蛋白酶水解而可溶于水，其特征在于其中具有苦味的疏水性多肽和具有酸涩及辛辣味的10－羟基癸烯酸用β－环糊精和/或经化学修饰的β－环糊精进行了包埋。制造步骤包括制取蜂皇浆均质浆液，在适宜pH值和温度下，以蛋白酶作用于蜂皇浆使蛋白质可全溶于水，加热灭酶，往经灭酶处理的水解液中加入环糊精包埋水解液中的疏水性多肽和10－羟基癸烯酸等。产品具有可全溶解水、无苦涩味且具有与鲜蜂皇浆同样生理营养特性等优点，特别适合用于饮料和口服液。
文档编号A23L1/076GK1561796SQ20041001742
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月2日 优先权日2004年4月2日
发明者戚向阳, 陈维军 申请人:戚向阳