一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白及制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于谷物活性蛋白加工【技术领域】，具体涉及一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白及制备方法与应用。本发明以小麦粉为原料，经碱性醇溶液提取，沉降分离、浓缩、分离纯化、干燥等步骤，制得麦醇溶蛋白和麦谷蛋白。本发明制备的小麦醇溶蛋白和谷蛋白活性高，黏弹性和延伸性好，特别适用于米、面制品如馒头、面条、面包、米粉、软糖等或由米、面制品制成凝胶食品的生产中。
【专利说明】一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白及制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于谷物活性蛋白加工【技术领域】，具体涉及一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白及 制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 小麦中含有约6. 3 %的麦醇溶蛋白和5. 6 %的麦谷蛋白，麦醇溶蛋白具有提供粘 着性和延展性的功能，麦谷蛋白具有提供弹性的功能，两者可作为辅料或食品添加剂，应用 于各种米面制品中，用来弥补面筋蛋白含量不足的缺陷，以达到生产的要求。
[0003] 常用的麦醇溶蛋白和麦谷蛋白是用水洗面团法制备的，是将水加入小麦粉中搅拌 形成以面筋为中心的网络结构面团，然后用足量的水搓洗掉淀粉。上述水洗过程中，蛋白因 过度的机械搅拌出现软化现象甚至完全被破坏，弹性、延展性和韧性等功效因会降低。
[0004] 为了加强面筋蛋白的功效，可对小麦面筋蛋白改性，如通过物理法、化学法、酶 法及基因工程法提高面筋蛋白的水溶性、乳化性（CN1868300A)、起泡性、延伸性和粘弹性 (CN101347175A)等，然而生产工艺复杂，成本高，并且蛋白质的结构一旦被破坏，部分是不 可逆的。而且，目前对小麦面筋蛋白的提取制备及应用研究都是将面筋蛋白作为一个整体， 这对于要重点提升弹性或增强延伸性的产品来说并不适用，因此提供一种小麦醇溶蛋白和 谷蛋白的制备方法，然后将制取的高活性麦醇溶蛋白和麦谷蛋白依据产品品质的需求按不 同比例添加应用，正是需要适度增强筋力和延展性的产品所需的。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：针对上述技术缺陷，提供一种小麦醇溶蛋白和谷 蛋白、制备方法及应用，其核心是利用碱性醇溶液浸提制备小麦醇溶蛋白和谷蛋白。利用该 方法制备的小麦醇溶蛋白和谷蛋白的弹韧性和延展性更好，能够提高馒头、面条、面包、米 粉、软糖等米面制品和凝胶食品的粘弹性和延伸性，显著改善产品的品质。
[0006] 本发明是这样实现的：
[0007] 申请人:提供了一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白的制备方法，包括下列步骤：
[0008] (1)以小麦粉为原料，按8:1-20:1液料比加入溶剂，于35-55°C下浸提I. 5-4h，沉 降分离，得到上清液1 ;
[0009] (2)将步骤（1)所得上清液1浓缩至原体积的1/3-1/2,得到浓缩液1 ;
[0010] ⑶将步骤⑵所得浓缩液1加酸中和，使PH达到6. 5-7. 2,沉降分离，水洗3-5 次至中性，得到沉淀1 ;
[0011] (4)按5:1-15:1液料比向步骤（3)所得沉淀1中加浸泡液，于室温下搅拌浸泡 I. 5-4h，沉降分离，得到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，干燥，即得小麦谷蛋白；
[0012] (5)取步骤（4)的上清液2经旋转蒸发除去大部分乙醇后，将剩余粘稠溶液用透析 袋透析纯化，除去剩余的乙醇以及小分子杂质，得到截留物，调节截留物PH至中性，干燥， 即得小麦醇溶蛋白；
[0013] 其中：
[0014] 步骤⑴中所述的溶剂是指碱性醇溶液，其中的碱为0. 2-0. 5%浓度的NaOH或 KOH碱溶液，醇为80-95%乙醇或异丙醇水的醇溶液，所述的碱溶液与水的醇溶液的体积比 为 45:55-55:45 ;
[0015] 步骤⑵中所述的浓缩条件为：浓缩温度45-60°C、绝对压强5. 3Kpa以下，浓缩时 间 10-50min ;
[0016] 步骤（4)中所述的浸泡液组分为50-80%浓度的乙醇或异丙醇水的醇溶液；
[0017] 步骤（5)中所述的透析袋的截留分子量是30_80kD，透析时间5h以上；
[0018] 上述步骤（3)中所述的加酸中和是用HCl溶液或H2SO4溶液调节的；
[0019] 上述步骤⑷和步骤（5)中所述的干燥是采用热风干燥，干燥温度为35_55°C，风 速为0.1-0.5111/8，相对湿度60%以下，或采用流化床干燥，干燥温度35-551：，风速0.2-2111/ s，或采用气流干燥，干燥温度为80-120°C，风速10-20m/s，或采用冷冻干燥，于-18°C以下 预冷使物料中心温度达-KTC，再于200Pa以下压力下，使物料的含水量降至13%以下。
[0020] 申请人:提供了一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白，通过下列步骤制备得到：
[0021] (1)以小麦粉为原料，按8:1-20:1液料比加入溶剂，于35-55°C下浸提I. 5-4h，沉 降分离，得到上清液1 ;
[0022] (2)将步骤⑴所得上清液1浓缩至原体积的1/3-1/2,得到浓缩液1 ;
[0023] (3)将步骤⑵所得浓缩液1加酸中和，使pH达到6. 5-7. 2,沉降分离，水洗3-5 次至中性，得到沉淀1 ;
[0024] (4)按5:1-15:1液料比向步骤（3)所得沉淀1中加浸泡液，于室温下搅拌浸泡 I. 5-4h，沉降分离，得到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，干燥，即得小麦谷蛋白；
[0025] (5)取步骤（4)的上清液2经旋转蒸发除去大部分乙醇后，将剩余粘稠溶液用透析 袋透析纯化，除去剩余的乙醇以及小分子杂质，得到截留物，调节截留物pH至中性，干燥， 即得小麦醇溶蛋白；
[0026] 其中：
[0027] 步骤⑴中所述的溶剂是指碱性醇溶液，其中的碱为0. 2-0. 5%浓度的NaOH或 KOH的碱溶液，醇为80-95 %乙醇或异丙醇的水的醇溶液，所述的碱溶液与水的醇溶液的体 积比为 45:55-55:45 ;
[0028] 步骤（2)中所述的浓缩条件为：浓缩温度45_60°C、绝对压强5. 3Kpa以下，浓缩时 间 10-50min ;
[0029] 步骤（4)中所述的浸泡液组分为50-80%浓度的乙醇或异丙醇水的醇溶液；
[0030] 步骤（5)中所述的透析袋（采用纤维素材质、压平宽度31mm、直径20mm，美国光谱 公司生产）的截留分子量是30-80kD，透析时间5h以上。
[0031] 上述步骤⑶中所述的加酸中和是用HCl溶液或H2SO4溶液调节的。
[0032] 上述步骤（4)和步骤（5)中所述的干燥是采用热风干燥，干燥温度为35_55°C，风 速为0.1-0.5111/8，相对湿度60%以下，或采用流化床干燥，干燥温度35-551：，风速0.2-2111/ s，或采用气流干燥，干燥温度为80-120°C，风速10-20m/s，或采用冷冻干燥，于-18°C以下 预冷使物料中心温度达-KTC，再于200Pa以下压力下，使物料的含水量降至13%以下。
[0033] 本发明的一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白可以应用于米或面制品以及凝胶食品中。
[0034] 如所述的应用，其中所述的米、面制品包括馒头、面条、面包、米粉、软糖以及由米、 面制品制成的凝胶食品。
[0035] 上述的应用不限于此，凡是需要适度增强弹性和延展性的产品均可用此小麦醇溶 蛋白和谷蛋白。
[0036] 与现有技术相比，本发明具有以下特点：
[0037] (1)制备了较纯的麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，较好的保留了其活性。
[0038] (2)本发明利用碱性醇溶液浸提替代水洗，避免了操作过程中的洗涤和机械外力 搅拌作用而导致面筋蛋白分子链被打断，高级结构遭到破坏，分子量变小的缺陷，使面筋蛋 白尽可能的保持天然活性状态。
[0039] (3)麦醇溶蛋白和麦谷蛋白复配方便，可得到不同弹韧性和延伸性的产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 图1 :是本发明产品麦醇溶蛋白和麦谷蛋白的制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合实例，详细地说明本发明的方法和效果，但本发明不限于以下实施例中 所涉及的内容。
[0042] 实施例1 :基础制备方法举例
[0043] 一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白的制备方法，包括以下步骤：
[0044] (1)称取IOOOg原料小麦粉，按12:1液料比加入碱性醇溶液（85%乙醇+0· 4% NaOH，按体积比55:45混合），于45°C下浸提2h，沉降分离，得到上清1 ;
[0045] (2)将上清液1置于50°C、绝对压强5. 3Kpa条件下浓缩20min，至体积为原体积的 1/3,得到浓缩液1 ;
[0046] (3)用2mol/L HCl调节浓缩液1的pH值至6. 8,沉降分离，水洗3-5次至中性，得 到沉淀1 ;
[0047] (4)按10:1液料比向沉淀1中加入70%乙醇，于室温下搅拌浸泡2h，沉降分离，得 到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，采用冷冻干燥，于-18°C以下预冷使沉淀2中 心温度达-KTC，再于120Pa压力下干燥36h，使物料的含水量至12. 6 %，即得小麦谷蛋白；
[0048] (5)将上清液2经旋转蒸发除去大部分乙醇后，将剩余粘稠溶液倒入截留分子量 为30-80kD透析袋（纤维素材质、压平宽度31mm、直径20mm，美国光谱公司生产）中透析 纯化8h，除去剩余的乙醇以及小分子杂质，得到截留物，调节截留物pH至中性，采用冷冻干 燥，于_18°C以下预冷使沉淀3中心温度达-KTC，再于50Pa以下压力下干燥30h，使物料的 含水量至10. 8%，即得小麦醇溶蛋白。
[0049] 对上述实施例中制备的小麦醇溶蛋白和谷蛋白的功能性质进行分析，并与市售的 小麦面筋蛋白（也称谷朊粉，河南省新乡市丰丘粉业生产）进行对比，结果见表1。由表1 可知，三者的水溶性普遍较低，而起泡性和起泡稳定性、乳化性和乳化稳定性都比较好。相 对而言，小麦面筋蛋白的水溶性、起泡性和起泡稳定性均比小麦醇溶蛋白、小麦谷蛋白差， 而乳化性和乳化稳定性居于小麦醇溶蛋白和小麦谷蛋白之间，这说明不同原料来源和不同 制备工艺获得的小麦蛋白的功能性质差异较大，综合比较，本实施例中从小麦粉中提取的 麦醇蛋白和麦谷蛋白的功能性质比市售的面筋蛋白的功能性质要好。
[0050] 蛋白水溶性的测定参考文献《小麦面筋蛋白琥珀酰化修饰研究》（姜绍通，2005) 进行。起泡性及起泡稳定性、乳化性及乳化稳定性的测定参考文献《Emulsifying and foaming properties of transglutaminase-treated wheat gluten hydrOIysate as influenced by pH, temperature and salt》（Kingsley K, 2009)进行。上述所有功能性质 都是在室温25°C、pH值为7的条件下测定的。
[0051] 表1小麦蛋白的功能性质
【权利要求】
1. 一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白的制备方法，其特征在于下列步骤： (1) 以小麦粉为原料，按8:1-20:1液料比加入溶剂，于35-551：下浸提1.5-411，沉降分 离，得到上清液1 ; (2) 将步骤（1)所得上清液1浓缩至原体积的1/3-1/2,得到浓缩液1 ; (3) 将步骤（2)所得浓缩液1加酸中和，使pH达到6. 5-7. 2,沉降分离，水洗3-5次至 中性，得到沉淀1 ; (4) 按5:1-15:1液料比向步骤（3)所得沉淀1中加浸泡液，于室温下搅拌浸泡1. 5-4h， 沉降分离，得到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，干燥，即得小麦谷蛋白； (5) 取步骤（4)的上清液2经旋转蒸发除去大部分乙醇后，将剩余粘稠溶液用透析袋透 析纯化，除去剩余的乙醇以及小分子杂质，得到截留物，调节截留物pH至中性，干燥，即得 小麦醇溶蛋白； 其中： 步骤（1)中所述的溶剂是指碱性醇溶液，其中的碱为〇. 2-0. 5 % NaOH或KOH的碱溶 液，其中的醇为80-95%乙醇或异丙醇水的醇溶液，所述的碱溶液与水的醇溶液的体积比为 45:55-55:45 ； 步骤（2)中所述的浓缩条件为：浓缩温度45-60°C，绝对压强5.3Kpa以下，浓缩时间 l〇-50min ； 步骤（4)中所述的浸泡液组分为50-80%浓度的乙醇或异丙醇的水的醇溶液； 步骤（5)中所述的透析袋的截留分子量是30-80kD，透析时间5h以上。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤⑶中所述的加酸中和是用HC1溶 液或H2S04溶液调节的。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4)和步骤（5)中所述的干燥是 采用热风干燥，干燥温度为35-551：，风速为0.1-0.5111/8，相对湿度60 (%以下，或采用流化 床干燥，干燥温度35-55°C，风速0. 2-2m/s，或采用气流干燥，干燥温度为80-120°C，风速 10-20m/s，或采用冷冻干燥，于-18°C以下预冷使物料中心温度达-10°C，再于200Pa以下压 力下，使物料的含水量降至13%以下。
4. 一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白，其特征在于通过下列步骤制备得到： (1) 以小麦粉为原料，按8:1-20:1液料比加入溶剂，于35-551：下浸提1.5-411，沉降分 离，得到上清液1 ; (2) 将步骤（1)所得上清液1浓缩至原体积的1/3-1/2,得到浓缩液1 ; (3) 将步骤（2)所得浓缩液1加酸中和，使pH达到6. 5-7. 2,沉降分离，水洗3-5次至 中性，得到沉淀1 ; (4) 按5:1-15:1液料比向步骤（3)所得沉淀1中加浸泡液，于室温下搅拌浸泡1. 5-4h， 沉降分离，得到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，干燥，即得小麦谷蛋白； (5) 取步骤（4)的上清液2经旋转蒸发除去大部分乙醇后，将剩余粘稠溶液用透析袋透 析纯化，除去剩余的乙醇以及小分子杂质，得到截留物，调节截留物pH至中性，干燥，即得 小麦醇溶蛋白； 其中： 步骤（1)中所述的溶剂是指碱性醇溶液，其中的碱为〇. 2-0. 5%浓度的NaOH或K0H的 碱溶液，其中的醇为80-95%乙醇或异丙醇水的醇溶液，所述的碱溶液与水的醇溶液的体积 比为 45:55-55:45 ; 步骤（2)中所述的浓缩条件为：浓缩温度45-60°C、绝对压强5. 3Kpa以下，浓缩时间 l〇-50min ； 步骤（4)中所述的浸泡液组分为50-80%浓度的乙醇或异丙醇的水的醇溶液； 步骤（5)中所述的透析袋的截留分子量是30-80kD，透析时间5h以上。
5. 根据权利要求4所述的小麦醇溶蛋白和谷蛋白，其特征在于：步骤（3)中所述的加 酸中和是用HC1溶液或H2S04溶液调节的。
6. 根据权利要求4所述的小麦醇溶蛋白和谷蛋白，其特征在于：步骤（4)和步骤（5) 中所述的干燥是采用热风干燥，干燥温度为35-55°C，风速为0. 1-0. 5m/s，相对湿度60% 以下，或采用流化床干燥，干燥温度35-55°C,风速0. 2-2m/s，或采用气流干燥，干燥温度为 80-120°C，风速10_20m/s，或采用冷冻干燥，于-18°C以下预冷使物料中心温度达-10°C，再 于200Pa以下压力下，使物料的含水量降至13%以下。
7. 权利要求4所述的一种小麦醇溶蛋白和谷蛋白在米或面制品以及凝胶食品中的应 用。
8. 如权利要求7所述的应用，其中所述的米、面制品包括馒头、面条、面包、米粉、软糖 以及由米、面制品制成的凝胶食品。
【文档编号】A23J1/12GK104365990SQ201410670110
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】赵思明, 赵阿丹, 熊善柏, 豁银强, 牛猛, 刘友明 申请人:华中农业大学