專利名稱：一種低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制備方法。確切的說，涉及采用酸 化醇和蒸汽加熱法對谷朊粉進(jìn)行改性，從而制備出蛋白質(zhì)含量高，具有優(yōu)良的功能特性和 感官特性的改性谷朊粉的方法。屬于食品加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
谷朊粉又名小麥面筋蛋白、活性面筋粉，是小麥淀粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品。谷朊粉主要由 蛋白質(zhì)(70% 80% )、淀粉(15% 20% )和脂肪(4% 7% )組成。谷朊粉中兩種主要 的蛋白質(zhì)為麥谷蛋白和麥膠蛋白。麥膠蛋白為單體蛋白，其相對分子質(zhì)量大約為30000 80000，分子無亞基結(jié)構(gòu)，無肽鏈間二硫鍵，單肽鏈間依靠氫鍵、疏水鍵以及分子內(nèi)二硫鍵連 接，構(gòu)成較緊密的三維結(jié)構(gòu)，呈球形。而麥谷蛋白是一種非均質(zhì)的大聚合體，其相對分子質(zhì) 量約為40000 300000，更高可達(dá)上百萬。麥膠蛋白多由非極性氨基酸組成，通過疏水作 用、氫鍵和分子內(nèi)二硫鍵的相互作用賦予面團(tuán)黏性和膨脹性，使得面團(tuán)具有延展性。麥谷蛋 白其氨基酸組成多為極性氨基酸，容易發(fā)生聚集作用，且數(shù)條亞基通過分子間-SS-交聯(lián)， 肽鏈間的二硫鍵和極性氨基酸是決定面團(tuán)強(qiáng)度的主要因素，它賦予面團(tuán)以彈性。麥谷蛋白 和麥膠蛋白以一定的比例相結(jié)合共同形成面筋賦予面團(tuán)特有的性質(zhì)。正是由于小麥面筋蛋白獨(dú)特的氨基酸組成和復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，使其在中性pH條 件下水溶性很差，功能性質(zhì)如乳化性等很差。這些極大地限制了谷朊粉的廣泛應(yīng)用。因此 希望以谷朊粉為原料進(jìn)行提純和改性，制取一種高蛋白、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、應(yīng)用廣泛的功能性改性 蛋白，并改良谷朊粉的形狀和味道，提高小麥谷朊粉的應(yīng)用價(jià)值，擴(kuò)大其適用范圍。研究者采用不同的方法對面筋蛋白的改性進(jìn)行了研究。有研究者采用酶法水解來 提高谷朊粉溶解性和功能性。但酶水解常常伴隨著蛋白分子量的降低，而且產(chǎn)品中往往含 有低分子量的肽以及有苦味的疏水氨基酸等。研究者還通過去除淀粉來制備小麥分離蛋 白，使得蛋白質(zhì)干基含量達(dá)到87 % 89 %。有些研究者通過去酰胺反應(yīng)來提高面筋溶解性 等，如堿法去酰胺，提高了蛋白功能性質(zhì)，但同時(shí)產(chǎn)生一些短鏈肽，使得改性面筋產(chǎn)生苦味 等，而且堿法處理使得面筋中殘余的脂肪發(fā)生皂化，導(dǎo)致肥皂味等不良?xì)馕兜漠a(chǎn)生；酸法去 酰胺能夠提高蛋白的溶解性、乳化性等，但這種工藝也可能導(dǎo)致產(chǎn)品具有不愉快的味道和 苦味等。同時(shí)，酸法去酰胺也被報(bào)道能夠水解谷朊粉中的小麥淀粉，從而使得蛋白含量至少 提高到86% 87% (干基)。然而酸法去酰胺使得面筋中的脂肪暴露，加速了脂肪的氧化 酸敗。盡管通過以上這些改性方法能夠改善谷朊粉的某些功能性質(zhì)，但同時(shí)也給改性產(chǎn) 品帶來了不良的感官特性，這些都使得上述工藝在食品加工中不能被工業(yè)化應(yīng)用。針對上 述問題，本專利首先通過采用酸化醇的方法來減少谷朊粉中脂肪的含量，同時(shí)結(jié)合酸性條 件下蒸汽加熱的方法來改性谷朊粉，然后在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀，離心分離最終獲得高蛋白 純度、具有優(yōu)良功能特性的改性谷朊粉產(chǎn)品，從而擴(kuò)展谷朊粉的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制備方法，以期擴(kuò)展谷朊粉的 應(yīng)用范圍。本發(fā)明的技術(shù)方案一種低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制備方法，首先通過采用 酸化醇來處理谷朊粉，再在酸性條件下蒸汽加熱來改性谷朊粉，然后在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀， 離心分離最終獲得高蛋白純度、具有優(yōu)良功能特性的改性谷朊粉產(chǎn)品；工藝為(1)用酸化醇處理谷朊粉谷朊粉與酸化醇以1 3 1 5的g/mL比混合，70 90°C加熱50 70min，過濾回收谷朊粉，除去乙醇，得到淡黃色的低脂肪的蛋白濃縮物；所用酸化醇的配制為酸醇體積比為2.0 100 5.0 100，pH為1. 0 4. 0 ；(2)蒸汽加熱改性將所得蛋白濃縮物與水以20 100的質(zhì)量比混合，用酸調(diào)節(jié) pH為1. 0 3. 0，將酸化蛋白漿進(jìn)行蒸汽加熱105 120°C，保持10 20min ；(3)等電點(diǎn)沉淀將上述分散液通過熱交換器冷卻至50 55°C，加入NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至等電點(diǎn)4. 4 4. 6，離心分離(4000r/min, 20min)，回收沉淀；(4)將沉淀加水調(diào)整固形物質(zhì)量濃度為10% 15%，同時(shí)調(diào)節(jié)pH至7.0 7. 5， 高溫殺菌后噴霧干燥得到改性谷朊粉產(chǎn)品，產(chǎn)品的脂肪含量不高于0. 80 %，干基蛋白質(zhì)含 量不低于90%。配制酸化醇所用的酸為鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、乳酸、或檸檬酸等。去酰胺度的測定采用微量彌散皿法，具體方法如下取15 20mg樣品，與0. 25mL的IOmol · L^1HCl混合，再加入0. 2mL的水，封于硬 質(zhì)玻璃管中，在125°C下水解3h。水解完畢，取出待冷，打開玻管。取0.2mL樣品水解液，按 下述方法測定酰胺氮含量，平行測定兩次。在微量彌散皿的中央加0. 5mL吸收劑，外圍中加 5 8mg的樣品溶液，并在蓋子四周涂上真空油脂，然后左手持蓋，右手加入40%的NaOH溶 液0. 5mL于外圍樣品中，立即蓋上，輕輕擺動(dòng)，使外圍樣品與NaOH溶液混合，平放桌上，過 夜。待作用完畢，移開蓋子，用0. 0103N的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定至灰色略帶微紅，記下消耗的 鹽酸體積。酰胺氮含量(\，mg/g蛋白質(zhì))的計(jì)算公式為WN = Nhc1 X Vhc1 X 14/ffT式中ΝΗα 標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液的當(dāng)量濃度(mol/L) ；VHa 消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液的體積 (mL) ;ffT 樣品中蛋白質(zhì)的質(zhì)量(g)。去酰胺度(DD)的計(jì)算公式為DD(Vo) = W°~Wn χ 100%
K式中H分別為谷朊粉改性產(chǎn)品和原料谷朊粉的酰胺氮含量(mg/g蛋白質(zhì))。本發(fā)明的有益效果前期研究發(fā)現(xiàn)，僅用醇來處理谷朊粉，并不能去除與蛋白質(zhì)結(jié) 合的全部脂肪，一般用醇處理可使脂肪含量從5 % 6 %降到1. 5 % 2. 5 % ；而采用酸化醇 處理，可使脂肪含量降至1.0%以下，而且酸化醇可以去除色素，使得產(chǎn)品色澤優(yōu)良。經(jīng)過酸 化醇處理后的谷朊粉，由于脂肪含量的降低，可以大大減少改性谷朊粉產(chǎn)品存在的不良?xì)?味。酸化醇處理后的谷朊粉再經(jīng)酸性條件下蒸汽加熱處理，在這個(gè)過程中，淀粉在酸 性高溫條件下發(fā)生水解，同時(shí)谷朊粉發(fā)生去酰胺改性，使得二者的溶解性大大提高，處理完
4畢后，冷卻調(diào)節(jié)pH至4. 4 4. 6，此時(shí)蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生沉淀，再通過離心分離把淀粉除去，從而 提高谷朊粉中的蛋白質(zhì)含量，同時(shí)由于去酰胺改性處理，使得改性產(chǎn)品具有良好的功能特 性。采用本本發(fā)明方法制備的產(chǎn)品在食品加工中可以作為一種有價(jià)值的可溶性蛋白 資源。如可以作為昂貴的酪蛋白產(chǎn)品的部分替代物，還可作為脫脂牛奶的替代物來制備袋 裝牛奶，還可用作制備一些蛋白飲料，做人造奶酪等。另外，還可以用于化妝品工業(yè)，如洗發(fā)水等。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1僅采用酸化醇處理。將質(zhì)量濃度32%的鹽酸和無水乙醇按鹽酸乙醇體積比=3. 0 100的比例混 合得到酸化醇。將450mL酸化醇在80°C水浴鍋中預(yù)熱。邊攪拌，邊將IOOg谷朊粉慢慢加 入，75°C攪拌60min。將處理后的樣品真空抽濾，除去乙醇，得到固體樣品。將固體樣品粉 碎后，去除殘留的乙醇。所得酸化醇改性的谷朊粉，其蛋白質(zhì)含量(干基)由原料谷朊粉的 75. 61%提高到82. 74%，脂肪含量降至0. 59%，溶解度為12. 56%。實(shí)施例2谷朊粉與酸化醇(鹽酸乙醇=3. 0 100)以1 3的g/mL比混合，75°C攪拌 加熱60min。過濾回收谷朊粉，除去乙醇，得到淡黃色的低脂肪的蛋白濃縮物。將所得蛋白 濃縮物與水以20 100的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH為2.0。將酸化蛋白漿進(jìn)行蒸汽 加熱，105°C加熱15min。然后通過熱交換器冷卻至50 55°C。加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至 等電點(diǎn)4. 4，離心分離(4000r/min，20min)，回收沉淀。將沉淀加水調(diào)整固形物質(zhì)量濃度為 11%，同時(shí)調(diào)節(jié)pH至7. 0，高溫殺菌后噴霧干燥得到改性谷朊粉產(chǎn)品。所得改性谷朊粉產(chǎn)品 蛋白質(zhì)去酰胺度達(dá)到42. 85 %，蛋白質(zhì)含量提高至90. 37 %，脂肪含量降至0. 61 %，產(chǎn)品的 溶解度為86. 97%。實(shí)施例3谷朊粉與酸化醇(醋酸乙醇=5. 0 100)以1 5的g/mL比混合，80°C加熱 70min。過濾回收谷朊粉，除去乙醇，得到淡黃色的低脂肪的蛋白濃縮物。將所得蛋白濃縮 物與水以20 100的比例混合，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH為1.3。將酸化蛋白漿進(jìn)行蒸汽加熱， 110°C加熱15min。然后通過熱交換器冷卻至50 55°C。加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至等電點(diǎn) 4. 5，離心分離(4000r/min，20min)，回收沉淀。將沉淀加水調(diào)整固形物質(zhì)量濃度為12%，同 時(shí)調(diào)節(jié)PH至7. 0，高溫殺菌后噴霧干燥得到改性谷朊粉產(chǎn)品。所得改性谷朊粉產(chǎn)品蛋白質(zhì) 去酰胺度達(dá)到46. 27 %，蛋白質(zhì)含量提高至90. 12 %，脂肪含量降至0. 65 %，產(chǎn)品的溶解度 為 88. 93%。實(shí)施例4谷朊粉與酸化醇(磷酸乙醇=4. 0 100)以1 4的g/mL比混合，80°C加熱 60min。過濾回收谷朊粉，除去乙醇，得到黃色的低脂肪的蛋白濃縮物。將所得蛋白濃縮物與 水以20 100的比例混合，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH為2. 5。將酸化蛋白漿進(jìn)行蒸汽加熱，120°C 加熱20min。然后通過熱交換器冷卻至50 55°C。加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至等電點(diǎn)4. 5，離心分離(4000r/min，20min)，回收沉淀。將沉淀加水調(diào)整固形物質(zhì)量濃度為13%，同時(shí)調(diào) 節(jié)PH至7. 2，高溫殺菌后噴霧干燥得到改性谷朊粉產(chǎn)品。所得改性谷朊粉產(chǎn)品蛋白質(zhì)去酰 胺度達(dá)到43. 74%，蛋白質(zhì)含量提高至91. 21%，脂肪含量降至0. 56%，溶解度為88. 42%。實(shí)施例5谷朊粉與酸化醇(硫酸乙醇=3. 0 100)以1 4的g/mL比混合，85°C加熱 60min。過濾回收谷朊粉，除去乙醇，得到黃色的低脂肪的蛋白濃縮物。將所得蛋白濃縮物 與水以20 100的比例混合，攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH為1.2。將酸化蛋白漿進(jìn)行蒸汽加熱，保持 120°C加熱lOmin。然后通過熱交換器冷卻至50 55°C。加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至等電點(diǎn) 4. 5，離心分離(4000r/min，20min)，回收沉淀。將沉淀加水調(diào)整固形物質(zhì)量濃度為13%，同 時(shí)調(diào)節(jié)PH至7. 0，高溫殺菌后噴霧干燥得到改性谷朊粉產(chǎn)品。所得改性谷朊粉產(chǎn)品蛋白質(zhì) 去酰胺度達(dá)到54. 99 %，蛋白質(zhì)含量提高至92.12%，脂肪含量降至0. 48 %，產(chǎn)品的溶解度 大大提高，達(dá)到91. 88%。產(chǎn)品具有良好的起泡性和乳化性。
權(quán)利要求
一種低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制備方法，其特征在于首先通過采用酸化醇來處理谷朊粉，再在酸性條件下蒸汽加熱來改性谷朊粉，然后在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀，離心分離最終獲得改性谷朊粉產(chǎn)品；工藝為(1)用酸化醇處理谷朊粉谷朊粉與酸化醇以1∶3～1∶5的g/mL比混合，70～90℃加熱50～70min，過濾回收谷朊粉，除去乙醇，得到淡黃色的低脂肪的蛋白濃縮物；所用酸化醇的配制為酸∶醇體積比為2.0∶100～5.0∶100，pH為1.0～4.0；(2)蒸汽加熱改性將所得蛋白濃縮物與水以20∶100的質(zhì)量比混合，用酸調(diào)節(jié)pH為1.0～3.0，將酸化蛋白漿進(jìn)行蒸汽加熱105～120℃，保持10～20min；(3)等電點(diǎn)沉淀將上述分散液通過熱交換器冷卻至50～55℃，加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至等電點(diǎn)4.4～4.6，離心分離，回收沉淀；(4)將沉淀加水調(diào)整固形物質(zhì)量濃度為10％～15％，同時(shí)調(diào)節(jié)pH至7.0～7.5，高溫殺菌后噴霧干燥得到改性谷朊粉產(chǎn)品，產(chǎn)品的脂肪含量不高于0.80％，干基蛋白質(zhì)含量不低于90％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于配制酸化醇所用的酸為鹽酸、硫酸、磷酸、 醋酸、乳酸、或檸檬酸。
全文摘要
一種低脂肪、高蛋白的改性谷朊粉的制備方法，屬于食品加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先通過采用酸化醇來處理谷朊粉，再在酸性條件下蒸汽加熱來改性谷朊粉，然后在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀，離心分離最終獲得高蛋白純度、具有優(yōu)良功能特性的改性谷朊粉產(chǎn)品。采用酸化醇處理，可使谷朊粉脂肪含量降至1.0％以下，且酸化醇可去除色素，使產(chǎn)品色澤優(yōu)良；經(jīng)酸化醇處理后的谷朊粉，由于脂肪含量的降低，可大大減少改性谷朊粉產(chǎn)品存在的不良?xì)馕?；再?jīng)酸性條件下蒸汽加熱處理，可使溶解性大大提高；在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀及離心分離，從而提高谷朊粉中的蛋白質(zhì)含量，同時(shí)由于去酰胺改性處理，使得改性產(chǎn)品具有良好的功能特性。采用本發(fā)明方法能夠拓寬谷朊粉的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)A23J3/18GK101889626SQ201010224270
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者華欲飛, 孔祥珍, 崔潔, 張彩猛, 蘆葉青 申請人:江南大學(xué)