專利名稱：一種復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法
技術領域：
本發明涉及一種水溶性小麥蛋白的制備方法，特別涉及一種復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法。
背景技術：
小麥面筋蛋白，也稱谷朊粉，復水后成濕面筋。由于小麥面筋蛋白分子內疏水作用區域較大，不能滿足食品加工的需要，需采用物理、化學、生物和基因工程法等改性手段改善小麥面筋蛋白的某些物理化學性質，以適應作為不同食品添加劑的需要。改性后所得到的小麥蛋白具有良好的水溶性、乳化性等特性。應用于植脂末、乳制品、肉制品、面粉、及其他多種需要使用植物蛋白或植物蛋白乳化劑的產品中，為相關下游產品生產商提供一種性能優良、價格適宜的蛋白質添加劑或植物蛋白乳化劑。比如以蛋白質作為壁材的飼料級微膠囊產品出口歐美，如果以酪蛋白為壁材會有瘋牛病的恐慌，而以大豆蛋白為壁材又有可能遭遇轉基因壁壘。水溶性小麥蛋白是以天然的植物蛋白為原料改性而成，不存在上述的應用限制。
目前對小麥面筋蛋白的改性有物理法、化學法、酶法和基因工程法。化學法改性在取得預期效果的同時，在營養和毒理方面可能產生有害的影響，而基因工程法技術周期長，見效慢，目前仍處于初步研究階段。酶法改性具有可控制性強、反應條件溫和、能耗低、專一性強等特點，在保留營養成分方面具有不可比擬的優點。但是單一采用酶法改性存在的問題是酶制劑無法作用于團狀面筋蛋白的內部，因而影響了水解效果和產品品質。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的缺陷，提供一種水溶性高、乳化性良好的復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法。
本發明是這樣實現的一種復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，包括如下步驟1)以小麥面筋蛋白為原料，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，在200～3000rpm轉速下機械攪拌5～60min；2)調節pH值至2～12，加入100～13500U/g底物的蛋白酶，反應溫度為20～75℃，反應時間10～150min；3)進行干燥，得水溶性小麥蛋白。
酶水解所用的蛋白酶可以是市售的中性蛋白酶、木瓜蛋白酶，堿性蛋白酶或酸性蛋白酶等。
機械攪拌處理過程可以在加水、加水和堿或加水和酸的條件下進行。
在加水的條件下將小麥面筋蛋白放在攪拌機內，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，在200～3000rpm轉速下機械攪拌5～60min；機械攪拌后的物料轉入酶反應器，然后用堿調節pH值至7～9，加入100～13500U/g底物的中性蛋白酶、木瓜蛋白酶，反應溫度為20～75℃，反應時間10～150min，反應結束后對物料進行干燥，得水溶性小麥蛋白。
在加水和堿的條件下將小麥面筋蛋白放在攪拌機內，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，再加入5～25mmol/100g小麥面筋蛋白的氫氧化鈉或氫氧化鉀，在200～3000rpm轉速下機械攪拌5～60min。在機械攪拌后的物料中加入氫氧化鈉或氫氧化鉀，將物料pH值調節到8～12，然后加入100～13500U/g底物的堿性蛋白酶，反應溫度為20～75℃，反應時間10～150min。反應結束后對物料進行干燥，得水溶性小麥蛋白。
在加水和酸的條件下將小麥面筋蛋白放在攪拌機內，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，再加入2～25mmol/100g小麥面筋蛋白的鹽酸、硫酸、磷酸或檸檬酸，在200～3000rpm轉速下機械攪拌5～60min。在機械攪拌后的物料中加入鹽酸、硫酸、磷酸或檸檬酸，將物料pH值調節到2～5，然后加入100～13500U/g底物的酸性蛋白酶，反應溫度為20～75℃，反應時間10～150min。反應結束后對物料進行干燥，得水溶性小麥蛋白。
本發明采用機械攪拌和酶法水解相結合的技術，工藝簡單實用、可控制性強、能耗低，除了具有高水溶性外，還具有良好的乳化性和分散性，拓展了小麥面筋蛋白的應用領域，可用作面包改良劑、面團改良劑、蛋白質乳化劑，廣泛用于肉制品、面制品等產品的生產。
本發明的有益效果可通過以下方法檢測得出氮可溶解指數(NSI)的測定方法稱取1g(精確至0.0001g)粉末樣品于50ml燒杯中，量取40ml去離子水，于室溫下攪拌120min，然后定容至50ml，靜置幾分鐘，取上層液1500rpm離心10min，然后取離心后的上清液10ml。用微量凱氏定氮法測定離心得到的上清液和樣品中的氮含量，通過下式計算樣品的氮可溶解指數(NSI)。
乳化性質的測定方法取9ml0.1％(w/v)待測樣品溶液，加入3ml大豆色拉油，在10000rpm室溫分散1min，分別在0、30min后取樣，以0.1％(w/v)十二烷基磺酸鈉(SDS，pH7.0)稀釋100倍，測定500nm處的吸光值A500，以SDS溶液為空白。樣品濁度為T定義為T=2.303×A500L]]>其中，L為光路長度，此處為1cm。以0min時刻的濁度(T)表示乳化能力(EC)，乳化穩定性(ES)用30min后測定的濁度(T2)的變化程度表示ES=T2T×100%]]>結果下表。
表改性前后小麥面筋蛋白的溶解能力和乳化性質比較
具體實施方式
下面的實施例對本發明作進一步的說明，但本發明不僅限于實施例中所涉及的內容。
實施例1稱取100克濕面筋，加入500ml水，在1500rpm轉速下機械攪拌45min，物料轉入反應器，邊攪拌邊用2M氫氧化鈉調節pH至7.0，在攪拌的同時加入中性蛋白酶2100U/g底物，在溫度為50℃條件下反應90min，停止水解，干燥，制得產品。
實施例2稱取100克谷朊粉，加入700ml水，在2000rpm轉速下機械攪拌35min，物料轉入反應器，邊攪拌邊用2M氫氧化鈉調節pH至7.0，在攪拌的同時加入木瓜蛋白酶7000U/g底物，在溫度為50℃條件下反應90min，停止水解，干燥，制得產品。
實施例3稱取100克濕面筋，加入600ml水，然后加入2M氫氧化鈉3.3ml，在500rpm轉速下機械攪拌50min，物料轉入反應器，邊攪拌邊加入2M氫氧化鈉2.6ml用以調節pH；接著，在攪拌的同時加入堿性蛋白酶1000U/g底物，在溫度為55℃條件下反應40min，此時pH降低至約7.0，停止水解，干燥，制得產品。
實施例4稱取100克濕面筋，加入450ml水，然后加入2M氫氧化鉀3.3ml，在1000rpm轉速下機械攪拌35min，物料轉入反應器，邊攪拌邊加入2M氫氧化鉀2.6ml用以調節pH；接著，在攪拌的同時加入堿性蛋白酶2000U/g底物，在溫度為55℃條件下反應40min，此時pH降低至約7.0，停止水解，干燥，制得產品。
實施例5稱取100克濕面筋，加入650ml水，然后加入2M氫氧化鈉3.3ml，在1500rpm轉速下機械攪拌25min，物料轉入反應器，邊攪拌邊加入2M氫氧化鈉2.6ml用以調節pH；接著，在攪拌的同時加入堿性蛋白酶2500U/g底物，在溫度為55℃條件下反應40min，此時pH降低至約7.0，停止水解，干燥，制得產品。
實施例6稱取100克谷朊粉，加入750ml水，然后加入2M鹽酸4.0ml，在1000rpm轉速下機械攪拌35min，物料轉入反應器，邊攪拌邊加入2M鹽酸2.8ml用以調節pH；接著，在攪拌的同時加入酸性蛋白酶4000U/g底物。在溫度為48℃條件下水解反應120min，pH值為4.0，停止水解，干燥，制得產品。
實施例7稱取100克谷朊粉，加入750ml水，然后加入2M硫酸4.0ml，在1500rpm轉速下機械攪拌25min，物料轉入反應器，邊攪拌邊加入2M硫酸2.8ml用以調節pH；接著，在攪拌的同時加入酸性蛋白酶5500U/g底物。在溫度為48℃條件下水解反應120min，pH值為3.9，停止水解，干燥，制得產品。
實施例8稱取100克谷朊粉，加入800ml水，然后加入2M磷酸4.0ml，在3000rpm轉速下機械攪拌15min，物料轉入反應器，邊攪拌邊加入2M磷酸2.8ml用以調節pH；接著，在攪拌的同時加入酸性蛋白酶6000U/g底物。在溫度為48℃條件下水解反應120min，pH值為3.6，停止水解，干燥，制得產品。
實施例9
稱取100克谷朊粉，加入800ml水，然后加入2M檸檬酸4.0ml，在3000rpm轉速下機械攪拌15min，物料轉入反應器，邊攪拌邊加入2M檸檬酸2.8ml用以調節pH；接著，在攪拌的同時加入酸性蛋白酶7000U/g底物。在溫度為48℃條件下水解反應120min，pH值為4.2，停止水解，干燥，制得產品。
權利要求
1.一種復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，包括如下步驟1)以小麥面筋蛋白為原料，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，在200～3000rpm轉速下機械攪拌5～60min；2)調節pH值至2～12，加入100～13500U/g底物的蛋白酶，反應溫度為20～75℃，反應時間10～150min；3)進行干燥，得水溶性小麥蛋白。
2.根據權利要求1所述復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于當所述蛋白酶為中性蛋白酶、木瓜蛋白酶時，pH值調節至7～9。
3.根據權利要求1所述復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于當所述蛋白酶為堿性蛋白酶時，加水后再加入5～25mmol/100g小麥面筋蛋白的堿，機械攪拌后調節pH值至8～12。
4.根據權利要求1所述復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于當所述蛋白酶為酸性蛋白酶，加水后再加入2～25mmol/100g小麥面筋蛋白的酸，機械攪拌后調節pH值至2～5。
5.根據權利要求3所述復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
6.根據權利要求4所述復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法，其特征在于所述的酸為鹽酸、硫酸、磷酸或檸檬酸。
全文摘要
本發明公開了一種復合改性制備水溶性小麥蛋白的方法。以小麥面筋蛋白為原料，加入小麥面筋蛋白重量2～10倍的水，在200～3000rpm轉速下機械攪拌5～60min；調節pH值至2～12，加入100～13500U/g底物的蛋白酶，反應溫度為20～75℃，反應時間10～150min；進行干燥，得水溶性小麥蛋白。本發明方法制備的產品具有高水溶性及良好的乳化性等特性，產品主要應用于食品工業、糧食工業和飼料工業。
文檔編號C12P21/00GK1858226SQ20061002490
公開日2006年11月8日 申請日期2006年3月21日 優先權日2006年3月21日
發明者蘇鋒, 杜風光, 史吉平, 李桂芳, 董青山 申請人:上海天之冠可再生能源有限公司