一种利用超高压均质联合酶法改性提高大豆分离蛋白溶解性和保水保油性的方法 [0002] 大豆分离蛋白（soy protein isolate，简称SPI)是以低温脱脂豆柏为原料，通过 碱提酸沉方法制取的植物蛋白类产品。它不仅以其营养价值高、资源丰富而备受青睐，更为 重要的是大豆分离蛋白本身还具有一些特定的功能特性，如：保水性、保油性、乳化性、凝胶 性等等，因此已广泛应用在食品及其它行业中。但这些功能特性并不理想，各种功能性不突 出，专用性不强，因而限制了在某些食品中的应用，所以需要通过不同的手段和方式对其修 饰，以获得功能特性各异的专用型大豆蛋白系列产品。 [0003] 食品蛋白质改性方法有很多，主要包括物理、化学、生物酶法改性三大类。化学改 性具有方法简单、效果明显的特点，但是存在诸多副反应，产生营养及毒理方面的不良效 应。与化学改性方法相比，物理改性和酶法改性具有安全性好，产品营养成分流失少，无毒 副作用等优点，因而受到食品行业的高度重视。 [0004] 高压均质是食品加工领域安全高效的重要处理工序，蛋白浸提液在高压均质过程 中，经历高剪切作用力和高压作用，其结构和功能特性发生变化。Defaye等的研宄结果表 明高压均质诱导变性的蛋白分子的构象发生改变，从而使得蛋白质的功能特性得以改善。 Floury等发现高压均质处理的样品变性温度升高，表明动态高压均质增加了分子结构的 稳定性。Kajiyama等发现大豆蛋白高压均质处理后乳化活性和稳定性增加，乳化能力反而 下降。Masson等发现高压均质的高强度机械效应诱导了蛋白分子结构的重组与聚集，并使 部分蛋白沉淀。 [0005] 当均质压力超过IOOMPa时，称之为超高压均质。涂宗财等人研宄了动态超高压均 质对花生蛋白溶解性和乳化性的影响。结果表明，花生蛋白经微射流处理后，其溶解性和乳 化性得到了提高。动态超高压微射流均质对热变性小麦蛋白的功能性影响的研宄结果表 明，超高压微射流均质处理可以显著提高热变性的小麦蛋白的溶解性。汪菩琴研宄了动态 超高压均质对大豆分离蛋白改性的影响。结果表明，大豆分离蛋白溶液随着动态超高压微 射流均质压力的上升，其起泡性越好；较高浓度的大豆分离蛋白起泡性会优于较低浓度的 起泡性；均质次数和均质温度对起泡性的影响不大。超高压均质既能有效灭菌，又能较好的 保留营养成分及色、香、味等。Feijoo等人研宄了超高压对冰激淋乳状液中的地衣芽抱杆菌 的芽抱影响。结果表明，微射流系统能够降低芽抱的数量，在一定程度上，起到了灭菌的效 果。 [0006] 张少兰研宄了高静压处理后大豆分离蛋白功能特性的变化，发现处理后溶解性增 大，乳化性能和起泡性均有所提高。 [0007] 酶法改性是一种常用的改性方法，酶水解程度不同导致大豆分离蛋白结构等方面 的改变也不同，通过酶改性可得到满足不同需求的功能性大豆分离蛋白质，从而拓宽大豆 蛋白在食品工业中应用的范围。李玉珍认为中性蛋白酶可明显改善其水解液的起泡性。杨 春华等发现枯草杆菌中性蛋白酶可以显著改善大豆分离蛋白的分散性。黄建韶等采用木 瓜蛋白酶对SPI进行了酶法改性实验，结果表明，酶法水解能显著提高SPI的溶解性。 Radha等对大豆粉进行酶解处理，导致大豆蛋白溶解性改善，但不影响大豆蛋白的其他功能 性质。Katsumi首次报道了某些微生物蛋白酶制剂具有促使大豆蛋白形成胶凝的功效。
[0008] 超高压均质改性和酶法改性作为两种蛋白改性的手段，可以使大豆蛋白的功能特 性得到不同程度的改善。因此，可以通过超高压均质和添加生物酶制剂的方法对大豆分离 蛋白进行复合改性，使大豆分离蛋白的溶解性和保水保油性得到更大程度的提高，以满足 食品加工中对溶解性和高保水保油型大豆蛋白的需求。



[0009] 本发明的目的是提供一种利用超高压均质联合酶法改性提高大豆分离蛋白溶解 性和保水保油性的方法，通过超高压均质和添加生物酶制剂的方法对大豆分离蛋白进行复 合改性，确定最佳的超高压均质条件和酶水解条件，使大豆分离蛋白的溶解性和保水保油 性得到更大程度的提高。
[0010] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种利用超高压均质联合酶法改性提高大豆分离蛋白溶解性和保水保油性的方法，按 照如下步骤改性大豆分离蛋白： 一、超高压均质改性：将大豆蛋白与水按3-7:100的质量比混合，配制大豆分离蛋白溶 液，搅拌混合均匀后，先经高速匀浆机匀浆，再超高压均质处理，得到超高压改性大豆蛋白 液。
[0011] 本步骤中，所述大豆蛋白与水的质量比优选为5:100。
[0012] 本步骤中，所述超高压均质压力为80-150MPa，优选为lOOMPa，均质次数为1-3次， 优选为2次。
[0013] 二、酶法改性：将步骤一的大豆蛋白液中加入蛋白酶进行酶解处理，酶处理条件 为：pH=5. 5-8. 5,水浴温度40-60°C，蛋白酶添加量为100-1000U/g大豆蛋白，反应时间为 15-120min ;酶灭活，得到超高压-酶解改性大豆蛋白液。
[0014] 本步骤中，所述蛋白酶为木瓜酶、风味酶、菠萝酶或中性蛋白酶Protex 7L，其中中 性蛋白酶Protex 7L改性效果最好。
[0015] 本步骤中，所述酶处理条件优选为：pH=6. 5,温度为45°C，中性蛋白酶Protex 7L 添加量为500U/g大豆蛋白，反应时间为60min。
[0016] 本发明具有以下优点： 1、超尚压均质可有效保障食品安全、保持食品原有的风味、味道和营养功能，米用超尚 压均质处理，大豆分离蛋白溶液经历高剪切作用力和高压作用分子的颗粒变小，大豆蛋白 的溶解性增大，有利于后续酶水解反应，使酶解更充分。
[0017] 2、用生物酶制剂对大豆蛋白进一步改性，可有效改善大豆蛋白的功能特性，主要 涉及蛋白质的水解。且酶法改性具有专一性强，反应过程温和，很少或没有不受欢迎的副反 应或副广品，具有尚度的安全性。
[0018] 3、采用复合改性的方法，可以弥补单一改性的不足，使大豆分离蛋白的保水保油 性得到更大的提高。经超高压均质联合酶法改性制备的大豆分离蛋白溶解性为85-95%， 保水性为6. 78-7. 35g/g，保油性为I. 40-1. 50g/g，比未改性的大豆分离蛋白分别提高了 40-50%，20-30% 和 50-60%。
[0019] 4、本发明制备的大豆分离蛋白可应用在肉制品、冷冻食品的包裹蘸料等领域，提 高产品性能，同时扩大了大豆蛋白的应用领域。


[0020] 下面对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明 的保护范围中。
[0021]

一：本实施方式按照以下步骤改性大豆分离蛋白： 一、 将大豆蛋白与水按3-7:100的质量比混合，配制大豆分离蛋白溶液，搅拌混合均匀 后，先经高速匀浆机匀浆，使大豆分离蛋白更好的溶解，避免超高压均质时因蛋白溶解性不 好发生堵塞，然后再超高压均质处理，控制超高压均质压力为80-150MPa，均质次数1-3次； 二、 将步骤一的大豆蛋白液中加入中性蛋白酶Protex 7L进行酶解处理，酶处理条件 为：ρΗ=5· 5-8. 5,水浴温度40-60°C，中性蛋白酶Protex 7L添加量为100-1000U/g大豆蛋 白，反应时间为15-120min ;沸水浴中加热15min灭酶，冷冻干燥，即得到改性大豆分离蛋白 产品。
[0022] 三、干燥：将步骤二的超高压-酶解改性蛋白液在真空值为0. 0014mbar、温度 为_74°C的条件下冷冻干燥24h，即得改性蛋白粉。
[0023]

二：本实施方式按照以下步骤改性大豆分离蛋白： 一、 将大豆蛋白与水按5:100的质量比混合，配制大豆分离蛋白溶液，搅拌混合均匀 后，先经高速匀浆机匀浆，再超高压均质处理，控制超高压均质压力为l〇〇MPa，均质次数2 次； 二、 将步骤一的大豆蛋白液中加入中性蛋白酶Protex 7L进行酶解处理，酶处理条件 为：pH=6. 5,水浴温度45°C，中性蛋白酶Protex 7L添加量为500U/g大豆蛋白，反应时间为 60min ;沸水浴中加热15min灭酶，冷冻干燥，即得到改性大豆分离蛋白产品。

[0024] 三：本实施方式与二不同的是，酶解处理溶液的pH值 为 7. 5。

[0025] 四：本实施方式与二不同的是，酶解处理反应时间为 120min〇
[0026] 保水性测定： 参考Sur0wka K (2004)并略有改动，1.00 g固体样品中加入20 mL蒸馏水，搅拌均匀 后室温放置30 min，然后离心（7500 r/min，20 min)分离出上清液，测定残留物质量，同时 测定上清液中的氮含量转换为蛋白质质量，重复试验3次。