專利名稱：一種在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法
技術領域：
本發明涉及在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶制備方法，具體是以殼聚糖為壁材固定化葡萄糖氧化酶，為面粉加工提供更好的酶制劑，屬于食品酶技術領域。
背景技術：
傳統強筋劑溴酸鉀由于安全隱患已在大多數國家禁止使用，尋找、研制溴酸鉀的替代產品，已成為世界性研究課題。近年來，一些食品酶制劑成為倍受關注的溴酸鉀替代物，如轉谷氨酰胺酶、葡萄糖氧化酶、己糖氧化酶和漆酶。葡萄糖氧化酶(GO)是最具潛力的溴酸鉀代替物。GO以葡萄糖和氧分子為底物，催化生成葡萄糖醛酸和過氧化氫。過氧化氫是一種強氧化劑，可促使麥谷蛋白的氧化和加速巰基(SH)-二硫鍵(SQ的轉化，使得麥谷蛋白聚合，在面團形成過程中增強面筋強度，提高面團的持氣性、面包體積和面包質量。然而在烘焙過程中游離GO仍然不能完全取代溴酸鉀，首先溴酸鉀為慢速型氧化劑，過氧化氫則屬于快速型氧化劑，游離GO過快產生的過氧化氫作用于面團可能導致快速氧化和過度氧化等問題，易形成過強面筋彈力的面團，持氣性差，制作的而包過硬、比容小等，面包烘烤品質差。另外，GO在面團前期攪打過程中容易失活，使得作用效果不佳。殼聚糖具有生物可降解性、生物活性和陽離子性能，在酶的固定化制備方面顯示出了重要作用。殼聚糖壁材所具有的較大外表面積有助于GO的固定，同時還能達到緩釋效果，降低過氧化氫的釋放速率。目前，國內外研究食品用固定化葡萄糖氧化酶的研究甚少，僅江南大學王霞 (CN101250515A)提出以殼聚糖-海藻酸鈣凝膠為壁材制備葡萄糖氧化酶微膠囊，但該方法需要經過超聲波均質、破乳、冷凍離心等步驟，工藝較為復雜。相較于上述工藝，本方法程序簡便，制備的固定化葡萄糖氧化酶不僅酶活回收率較高、儲藏穩定性好，在面包制做過程中能夠有效提高面包的質量，并且本固定化葡萄糖氧化酶制備工藝簡單，設備能耗低，是一種能夠符合實際應用的生產方法。
發明內容
要解決的技術問題本發明的目的在于提供一種在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法。利用本發明提供的方法能夠生產酶活收率高、穩定性強的固定化葡萄糖氧化酶，使其更加有效地提高GO對小麥粉面包烘焙品質。技術方案本發明涉及一種在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法，該方法步驟如下
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(1)配制一定濃度的殼聚糖和多聚磷酸鹽溶液，多聚磷酸鹽溶液經蠕動泵緩慢滴加到殼聚糖溶液中，攪拌均勻分散，然后加入游離葡萄糖氧化酶溶液，繼續攪拌l-3h，形成固定化酶分散體系。整個過程在室溫下進行。將所得的固定化酶分散體系進行噴霧干燥， 得到白色殼聚糖固定化葡萄糖氧化酶粉末。(2)所述的殼聚糖溶液的制備過程為將粘度100-5000cps的脫乙酰度為70_98% 的殼聚糖用體積濃度為0. 1-2%的乙酸水溶液溶解，配成質量濃度為2-5%殼聚糖溶液，用 100-200目尼龍濾布過濾去除不溶性雜質。(3)所述的多聚磷酸鹽水溶液的制備過程為將質量濃度為0. 2-5%的多聚磷酸鹽水溶液用0. 45 μ m濾膜過濾，形成透明溶液。(4)所述的固定化酶分散體系在形成過程為將上述多聚磷酸鹽水溶液緩慢滴加到上述殼聚糖溶液中。其中，兩種溶液體積比為1 1，進料速率為5-20mL/min。(5)所述的噴霧干燥過程中，加料速率為10-20mL/min、進口溫度為170-200°C、出口溫度為50-80°C。制得的固定化葡萄糖氧化酶粉末為粒徑3-lOnm的白色粉末。根據本發明的優選實施方式，所述的多聚磷酸鈉是焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鉀、三聚磷酸鉀、六偏磷酸鉀。有益效果本發明的有益效果是采用殼聚糖-多聚磷酸鹽離子凝膠法將GO固定化后，形成固定化酶微粒在面團攪打時可以使GO不致失活，同時壁材限制了底物(氧氣和葡萄糖)的進入和產物(過氧化氫)釋放，面團中過氧化氫的水平更接近于面團形成過程的實際需求。 殼聚糖微載體作為“微反應器”更好地發揮了 GO改善面包品質的潛力。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步說明本發明。實例1 將粘度lOOcps的脫乙酰度為85%的殼聚糖用體積濃度為的乙酸水溶液溶解，配成質量濃度為2%殼聚糖溶液，用100目尼龍濾布過濾去除不溶性雜質。配制濃度為0. 2%的焦磷酸鉀水溶液用0. 45 μ m濾膜過濾。再將焦磷酸鉀水溶液用蠕動泵緩慢滴加到殼聚糖溶液中。其中，兩種溶液體積比為1 1，蠕動泵進料速率為lOmL/min。將游離 GO加入到上述溶液中，繼續攪拌lh，形成負載GO的殼聚糖溶液。最后將負載GO的殼聚糖溶液進行噴霧干燥。加料速率為16mL/min、進口溫度為190°C、出口溫度為70°C，所得固定化酶酶活回收率為82. 8%。將制備好的固定化GO粉末以20U/kg面粉的添加量與面粉等原輔料混合，經和面、發酵、烘烤等階段，冷卻兩小時之后對面包進行質構測定。經分析，添加固定化GO的面包品質得到了顯著的改善，添加固定化GO時面包彈性比空白對照增加了 18%， 而加入相同單位游離GO酶量時面包彈性僅比空白對照增加了 10%;硬度降低了沈％，而添加游離GO對面包硬度的影響僅為20%。說明固定化GO作為面粉添加劑用于面包制作是一種更為有效的酶制劑。實例2 將粘度1200cps的脫乙酰度為90%的殼聚糖用體積濃度為1. 5%的乙酸水溶液溶解，配成質量濃度為1. 5%殼聚糖溶液，用200目尼龍濾布過濾去除不溶性雜質。 配制質量濃度為0. 2 %的三聚磷酸鈉水溶液用0. 45 μ m濾膜過濾。再將多聚磷酸鹽水溶液用蠕動泵緩慢滴加到殼聚糖溶液中。其中，兩種溶液體積比為1 1，蠕動泵進料速率為lOmL/min。將游離GO加入到上述溶液中，繼續攪拌1.證，形成負載GO的殼聚糖溶液。最后將負載GO的殼聚糖溶液進行噴霧干燥。加料速率為ISmL/min、進口溫度為200°C、出口溫度為75°C，所得固定化酶酶活回收率為84. 5%。將制備好的固定化GO粉末以80U/kg面粉的添加量與面粉等原輔料混合，經和面、發酵、烘烤等階段，冷卻兩小時之后對面包進行質構測定。經分析，添加固定化GO的面包品質得到了顯著的改善，面包彈性比空白對照增加了 20%，而加入相同單位游離GO酶量時面包彈性僅比空白對照增加了 15%;添加固定化 GO時面包硬度降低了沈％，而添加相同劑量游離GO對面包硬度的影響僅為20%。說明固定化GO作為面粉添加劑用于面包制作是一種更為有效的酶制劑。
權利要求
1.一種在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法，其特征在于該方法步驟如下配制一定濃度的殼聚糖和多聚磷酸鹽溶液，將多聚磷酸鹽溶液緩慢滴加到殼聚糖溶液中，攪拌均勻分散，然后加入游離葡萄糖氧化酶溶液，繼續攪拌l-3h，形成固定化酶分散體系。整個過程在室溫下進行。將所得固定化酶分散體系進行噴霧干燥，得到白色殼聚糖固定化葡萄糖氧化酶粉末。
2.根據權利要求1所述的在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法，其特征在于所述的殼聚糖溶液的制備過程為將粘度100-5000cps的脫乙酰度為70-98%的殼聚糖用體積濃度為0. 1-2%的乙酸水溶液溶解，配成質量濃度為2-5%殼聚糖溶液，用100-200目尼龍濾布過濾去除不溶性雜質。
3.根據權利要求1所述的在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法，其特征在于所述的多聚磷酸鹽水溶液的制備過程為將質量濃度為0. 2-5%的多聚磷酸鹽水溶液用0. 45 μ m濾膜過濾，形成透明溶液。
4.根據權利要求1所述的在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法，其特征在于所述的固定化酶分散體系在形成過程為將權利要求3所述的多聚磷酸鹽水溶液緩慢滴加到權力要求2所述的殼聚糖溶液中。其中，兩種溶液體積比為1 1， 進料速率為5-20mL/min。
5.根據權利要求1所述的在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法，其特征在于所述的噴霧干燥過程中，加料速率為10-20mL/min、進口溫度為 170-200°C、出口溫度為50-80°C。制得的固定化葡萄糖氧化酶粉末為粒徑3-lOnm的白色粉末，酶活回收率為75.0% -93.0%。
全文摘要
本發明公開了一種在面包制作過程中具有強筋作用的固定化葡萄糖氧化酶的制備方法，本方法以殼聚糖為載體用離子凝膠法固定化葡萄糖氧化酶，噴霧干燥后制得固定化酶制劑。該酶制劑可用于小麥面粉的加工，有效增加葡萄糖氧化酶在面粉加工過程中的穩定性，優化面筋蛋白的組織結構，從而提高小麥面粉烘焙品質。該方法生產成本低廉、工藝簡單，具有廣泛的應用前景。
文檔編號A21D13/00GK102422848SQ20111030721
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月12日 優先權日2011年10月12日
發明者俞超華, 華霄, 張文斌, 楊瑞金, 趙偉 申請人:江南大學