專利名稱：促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽及制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大豆蛋白的精深加工工藝，具體涉及一種促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽及制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
發(fā)酵乳是指以牛(羊)奶為原料，經(jīng)殺菌后發(fā)酵而成的產(chǎn)品。發(fā)酵乳制品由于其風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富和較好的保健功能，深受世界各地消費(fèi)者的青睞。發(fā)酵乳較強(qiáng)的保健功能，主要是因?yàn)楫?dāng)中含有大量活性乳酸菌。研究表明，活性乳酸菌具有維持腸道菌群生態(tài)平衡、阻止致病菌對(duì)腸道的入侵和定殖、降低膽固醇、增強(qiáng)免疫功能、抗癌、降血壓等功能作用。通常認(rèn)為，108cfu/mL以上的乳酸菌才有較好的保健作用。發(fā)酵乳在儲(chǔ)藏過程中，由于PH下降以及其中的乳酸、過氧化氫、氧溶解量等因素的變化，導(dǎo)致其活菌數(shù)量呈下降的趨勢(shì)，在4°C儲(chǔ)藏大約三周后，超過70%的活性菌死亡，發(fā)酵乳的功能性大打折扣。我國對(duì)發(fā)酵乳的乳酸菌活菌數(shù)要求不高，《乳酸菌飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB16321-2003)規(guī)定，出廠產(chǎn)品乳酸菌含量必須高于106cfu/mL ;在銷售時(shí)，有活菌檢出即可。因此，如何提高發(fā)酵乳中的乳酸菌存活性成為乳品工作者的重要課題。有學(xué)者提出添加還原性成分(維生素C、半胱氨酸)消除發(fā)酵過程中產(chǎn)生的過氧化氫、降低發(fā)酵乳中的溶氧量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)乳酸菌活菌的保護(hù)；一些發(fā)明專利提出添加錳元素(專利申請(qǐng)?zhí)?00880003552.0，乳酸菌存活性提高劑)、死乳酸菌體(專利申請(qǐng)?zhí)?200780025021.7，乳酸菌的增殖促進(jìn)劑和存活性提高劑)、κ -酪蛋白糖巨肽(專利申請(qǐng)?zhí)?01080039225.8，乳桿菌屬乳酸菌的增殖促進(jìn)劑和/或存活性提高劑)等物質(zhì)，促進(jìn)乳酸菌的增殖以縮短發(fā)酵時(shí)間，并且提高發(fā)酵乳儲(chǔ)藏期間的乳酸菌存活性。但這些方法或者安全度不高(如專利申請(qǐng)200880003552.0，乳酸菌存活性提高劑)，或者分離純化方法復(fù)雜(如專利申請(qǐng)200780025021.7，乳酸菌的增殖促進(jìn)劑和存活性提高劑)，或者成本較高等不足之處。申請(qǐng)?zhí)枮?00610034387.8，名稱為“一種促進(jìn)乳酸菌增殖及發(fā)酵產(chǎn)酸的生物活性肽的制備方法”的國家發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)岢鲇么蠖沟鞍谆虼蠖拱貫樵仙a(chǎn)的生物活性肽，添加到酸奶中可以顯著促進(jìn)乳酸菌的增殖。利用該方法制備大豆多肽簡(jiǎn)單易行，但獲得的大豆多肽得率低，同時(shí)該發(fā)明方法并未涉及到提高乳酸菌的存活性。此外，大豆多肽的功能特性與用途還直接與制取大豆多肽的加工工藝條件有關(guān)，尤其是加工過程中的蛋白質(zhì)變性程度和制備獲得的大豆多 肽的粗細(xì)度等將直接影響其功能和用途。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法。該制備方法以大豆蛋白為原料，采用高溫高壓的預(yù)處理方式，使得大豆蛋白疏水基團(tuán)展開，然后利用蛋白酶將變性的蛋白質(zhì)切割成小分子大豆多肽，是大豆蛋白的精深加工技術(shù)。本發(fā)明的另一目的在于提供通過上述制備方法得到的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽。本發(fā)明的再一目的在于提供上述促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法，包括如下步驟:(I)水分調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)大豆蛋白水分，使大豆蛋白水分含有量為10 20% (w/w)；(2)高溫?cái)D壓:將大豆蛋白于120 20(TC進(jìn)行擠壓加工后，進(jìn)行粉碎處理，過篩；(3)酶解:將步驟(2)處理后的大豆蛋白用水配制成為大豆蛋白濃度為5 15%(w/w)的懸浮液,加熱至45 60°C,將懸浮液pH值調(diào)節(jié)至7 9 ;再加入相當(dāng)于大豆蛋白質(zhì)量0.2 2%的蛋白酶酶解，酶解過程中保持酶解液pH值恒定；(4)滅酶:將步驟(3)酶解后的酶解液加熱完全鈍化蛋白酶的活性；(5)中和:將步驟(4)滅酶之后的酶解液調(diào)節(jié)pH值至7.0 ；(6)離心分離:將步驟(5)中和后的酶解液離心分離，取上清液；(7)超濾:將步驟(6)所取的上清液通過超濾膜過濾，獲得濾液；(8)濃縮和干燥:將步驟(7)過濾后的濾液進(jìn)一步濃縮，干燥，得到具有促進(jìn)乳酸菌增殖和活性保護(hù)功能的大豆 多肽；步驟(I)中所述的大豆蛋白為大豆分離蛋白或大豆?jié)饪s蛋白中的一種或兩種；優(yōu)選為大豆分離蛋白，大豆?jié)饪s蛋白在高溫高壓作用下，容易發(fā)生褐變，影響產(chǎn)品品質(zhì)；所選的大豆蛋白為無發(fā)霉變質(zhì)、無結(jié)塊；步驟(I)中所述的調(diào)節(jié)大豆蛋白水分方法，可優(yōu)選下述方法中的一種，①將水分較低的大豆蛋白與水分較高大豆蛋白充分混合水分較低的大豆蛋白，可通過噴霧加濕；③水分較高的大豆蛋白，可通過烘干除濕；步驟(I)中所述的大豆蛋白水分含有量?jī)?yōu)選為15% (w/w)；步驟(2)中所述的擠壓可選擇用螺桿膨化擠壓機(jī)進(jìn)行單螺桿擠壓或雙螺桿擠壓；優(yōu)選雙螺桿擠壓；雙螺桿擠壓參數(shù)范圍，機(jī)筒溫度120 200°C，轉(zhuǎn)速80 200r/min ；步驟(2)中所述的篩優(yōu)選為目數(shù)為至少20目的篩；步驟(3)中所述的pH值的調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為NaOH溶液、KOH溶液或HCl溶液，更優(yōu)選為濃度為0.lmol/L的NaOH溶液和濃度為0.lmol/L的HCl溶液；步驟(3)中所述的蛋白酶為堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶或中性蛋白酶中的一種或至少兩種，優(yōu)選為堿性蛋白酶；步驟(3)中所述的酶解的酶解溫度和pH值的選擇為依據(jù)蛋白酶的最佳作用溫度和pH值；其中堿性蛋白酶的酶解溫度優(yōu)選為45°C, pH值優(yōu)選為9 ;木瓜蛋白酶的酶解溫度優(yōu)選為55°C，pH值優(yōu)選為7 ;中性蛋白酶的酶解溫度優(yōu)選為50°C，pH值優(yōu)選為7 ；步驟(3)中所述的酶解的時(shí)間優(yōu)選為3 12h ;步驟(4)中所述的加熱的條件優(yōu)選為90 100°C保持5 30min ；步驟(5)中所述的pH值的調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為0.lmol/L的NaOH溶液或0.lmol/L的HCl溶液；步驟(6)中所述的離心的條件優(yōu)選為5000 IOOOOrpm離心5 20min ；步驟(7)中所述的超濾膜為截留分子量為1000 IOOOODa的超濾膜，優(yōu)選截留分子量為5000Da的超濾膜；超濾膜過濾的目的是除去大分子蛋白和雜質(zhì)；步驟(8)中所述的濃縮優(yōu)選為真空濃縮，濃縮溫度60°C，濃縮壓力0.1MPa ；步驟(8)中所述的干燥的方法可選擇噴霧干燥或冷凍干燥；噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度165 190°C，出風(fēng)溫度75 95°C ;冷凍干燥，冷凍后干燥時(shí)加熱的溫度為90°C，真空為IOOPa ；一種促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽，通過上述制備方法得到。所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽在發(fā)酵乳制品領(lǐng)域應(yīng)用，如應(yīng)用于酸牛奶、酸羊奶、活性菌乳 飲料等產(chǎn)品中，具有促進(jìn)乳酸菌增殖，縮短發(fā)酵時(shí)間，改善發(fā)酵乳品質(zhì)，保護(hù)乳酸菌活性等功能；所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽也可以在其他食品領(lǐng)域應(yīng)用，這是由于大豆多肽具有優(yōu)異的分散性、溶解性、透明度高，并具有調(diào)節(jié)血壓、抵抗自由基、提高免疫力、緩解疲勞、延緩衰老以及降低血脂等功能性，是一種十分理想的健康食品配料。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:(I)本發(fā)明以大豆蛋白為原料，采用高溫?cái)D壓膨化法，通過剪切和摩擦的雙重作用，破壞維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的氫鍵、范德華力、離子鍵、雙硫鍵，使得大豆蛋白疏水基團(tuán)展開，然后利用蛋白酶將變性的蛋白質(zhì)切割成小分子肽，經(jīng)過離心分離、過濾、干燥等工藝得到大豆多肽。與專利申請(qǐng)200610034387.8(—種促進(jìn)乳酸菌增殖及發(fā)酵產(chǎn)酸的生物活性肽的制備方法)相比較，專利申請(qǐng)200610034387.8中采用75 90°C加熱10 20min的常規(guī)熱變性工藝，通常采用75 90°C熱變性的蛋白質(zhì)，酶解后的大豆多肽得率在40 50%，即使增加蛋白酶用量、延長(zhǎng)酶解時(shí)間，當(dāng)酶解反應(yīng)達(dá)到平衡后，得率幾乎沒有變化。本發(fā)明的采用了高溫?cái)D壓的預(yù)處理方式，蛋白變性程度適中，有利于酶解反應(yīng)，從而大豆多肽的得率更高(最高得率超過72%)，成本更加低廉。(2)本發(fā)明提供的大豆多肽能夠有效地促進(jìn)乳酸菌增殖，保護(hù)儲(chǔ)藏期間乳酸菌活性。由于采用高溫高壓的預(yù)處理方式，使得大豆蛋白疏水基團(tuán)展開，一些隱藏在疏水基團(tuán)中的功能性肽段被釋放出來。采用常規(guī)低變性蛋白質(zhì)水解方法，很難得到這些功能性肽段。其中一些功能性肽段能夠有效地促進(jìn)乳酸菌增殖，提高儲(chǔ)藏期間乳酸菌存活性。(3)本發(fā)明提供的大豆多肽不影響發(fā)酵乳的風(fēng)味，同時(shí)還具有安全性高、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)。通過本發(fā)明提供的方法制備得到的大豆多肽在提高乳酸菌存活性、提升發(fā)酵乳制品的功能性的同時(shí)，還可以縮短發(fā)酵時(shí)間，提高生產(chǎn)設(shè)備利用率，減少直投式乳酸菌菌種用量，從而降低發(fā)酵乳制品的生產(chǎn)成本。


圖1為對(duì)比實(shí)施例和實(shí)施例1制備得到的大豆多肽對(duì)酸乳儲(chǔ)藏期間乳酸菌活菌數(shù)的影響結(jié)果圖。圖2為實(shí)施例2和實(shí)施例3制備得到的大豆多肽對(duì)酸乳儲(chǔ)藏期間乳酸菌活菌數(shù)的影響結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1(I)水分調(diào)節(jié):精選無發(fā)霉變質(zhì)、無結(jié)塊的優(yōu)質(zhì)大豆分離蛋白，10% (w/w)水分含量的大豆分離蛋白與20% (w/w)水分含量的大豆蛋白以1:1配比,充分混勻,得到15% (w/w)水分含量的大豆蛋白。(2)高溫?cái)D壓:采用雙螺桿膨化擠壓機(jī)將大豆蛋白擠壓處理機(jī)筒溫度為200°C，轉(zhuǎn)速為80r/min。擠壓結(jié)束后將大豆蛋白，用高速攪拌器以1000r/min打碎,過20目篩。(3)酶解:用水將經(jīng)過擠壓、過篩后的大豆蛋白配制成5% (w/w)的懸浮液，加熱至45°C，用0.lmol/L的NaOH溶液將懸浮液的pH值調(diào)節(jié)至9 ;再加入相當(dāng)于大豆蛋白質(zhì)量0.2%的堿性蛋白酶Alcalase2.4L (丹麥諾維信公司產(chǎn)品，酶活力6.9 X 104U/mL)，于45°C，酶解時(shí)間3h，酶解過程中，用0.lmol/L的NaOH溶液保持酶解液的pH值恒定為9。(4)滅酶:將步驟(3)最終得到的酶解液加熱至100°C，保持5min，目的為將蛋白酶的活性完全鈍化。(5)中和:將滅酶之后的酶解液用0.lmol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)pH值至7.0。(6)離心分離:將步驟(5)中和后的酶解液以5000rpm的速度離心20min，取上清液。(7)超濾:將上清液上通過截留分子量為IOOOODa的超濾膜，除去大分子蛋白和雜質(zhì)，獲得濾液。 (8)濃縮和干燥:最后將濾液進(jìn)一步真空濃縮，濃縮溫度60°C，濃縮壓力0.1MPa ；冷凍干燥，凍干加熱的溫度為90°C，凍干壓力IOOPa ;得到一種具有促進(jìn)乳酸菌增殖和活性保護(hù)功能的大豆多肽，命名為1#大豆多肽。每組實(shí)驗(yàn)做三個(gè)平行樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值，1#大豆多肽的平均得率為69.5%。大豆蛋白水分含量的測(cè)定方法參考中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《糧食、油料檢驗(yàn)水分測(cè)定法》(GB/T5497-1985)；采用丹麥科漢森公司(CHR HANSEN)YF L-822乳酸菌菌種做發(fā)酵乳實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)做三個(gè)平行樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值。實(shí)驗(yàn)條件:取IOOOg鮮牛奶(牛奶蛋白>3.0%)，加入80g白砂糖，添加0.5% (w/w)大豆多肽,于9(TC保溫IOmin,然后冷卻43 ,接種0.02g菌種，于43°C發(fā)酵。以發(fā)酵乳pH值4.60作為發(fā)酵終點(diǎn)，牛奶由液態(tài)轉(zhuǎn)變成為均勻的凝塊酸乳?？瞻讓?duì)照I為不添加大豆多肽，其他實(shí)驗(yàn)條件同前。0#大豆多肽為對(duì)比實(shí)施例制備得到的大豆多肽。大豆多肽對(duì)酸乳發(fā)酵過程中pH值的影響見表I。添加1#大豆多肽發(fā)酵乳發(fā)酵時(shí)間比空白對(duì)照樣平均縮短1.03h。發(fā)酵結(jié)束后，于4°C冷藏，活菌變化如圖1所示。結(jié)果表明，相比空白對(duì)照組，特別在儲(chǔ)藏12d以后，大豆多肽能夠有效提高儲(chǔ)藏期乳酸菌存活性。表I
權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)水分調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)大豆蛋白水分，使大豆蛋白水分含有量為質(zhì)量百分比10 20%； (2)高溫?cái)D壓:將大豆蛋白于120 20(TC進(jìn)行擠壓加工后，粉碎處理，過篩； (3)酶解:將步驟(2)處理后的大豆蛋白用水配制成為大豆蛋白濃度為質(zhì)量百分比5 15%的懸浮液，加熱至45 60°C,將懸浮液pH值調(diào)節(jié)至7 9 ;再加入相當(dāng)于大豆蛋白質(zhì)量0.2 2%的蛋白酶酶解，酶解過程中保持酶解液pH值恒定； (4)滅酶:將步驟(3)酶解后的酶解液加熱完全鈍化蛋白酶的活性； (5)中和:將步驟(4)滅酶之后的酶解液調(diào)節(jié)pH值至7.0 ； (6)離心分離:將步驟(5)中和后的酶解液離心分離，取上清液； (7)超濾:將步驟(6)所取的上清液通過超濾膜過濾，獲得濾液； (8)濃縮和干燥:將步驟(7)過濾后的濾液濃縮、干燥，得到具有促進(jìn)乳酸菌增殖和活性保護(hù)功能的大豆多肽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法，其特征在于:步驟(I)中所述的大豆蛋白為大豆分離蛋白或大豆?jié)饪s蛋白中的一種或兩種； 步驟(I)中所述的調(diào)節(jié)大豆蛋白水分的方法為下述方法中的一種:①將水分較低的大豆蛋白與水分較高大豆蛋白充分混合；②水分較低的大豆蛋白，可通過噴霧加濕；③水分較高的大豆蛋白，可通過烘干除濕； 步驟(I)中所述的大豆蛋白水分含有量為質(zhì)量百分比15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的擠壓為使用螺桿膨化擠壓機(jī)進(jìn)行單螺桿擠壓或雙螺桿擠壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法，其特征在于:所述的雙螺桿擠壓的條件為:機(jī)筒溫度120 200°C，轉(zhuǎn)速80 200r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法，其特征在于: 步驟(2)中所述的篩為目數(shù)為至少20目的篩； 步驟(3)中所述的pH值的調(diào)節(jié)劑為NaOH溶液、KOH溶液或HCl溶液； 步驟(3)中所述的蛋白酶為堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶或中性蛋白酶中的一種或至少兩種； 步驟(3)中所述的酶解的時(shí)間為3 12h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法，其特征在于: 步驟(4)中所述的加熱的條件為90 100°C保持5 30min ； 步驟(5)中所述的pH值的調(diào)節(jié)劑為0.lmol/L的NaOH溶液或0.lmol/L的HCl溶液； 步驟(6)中所述的離心的條件為5000 IOOOOrpm離心5 20min ； 步驟(7)中所述的超濾膜為截留分子量為1000 IOOOODa的超濾膜； 步驟(8)中所述的濃縮為真空濃縮； 步驟(8)中所述的干燥為噴霧干燥或冷凍干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽的制備方法，其特征在于: 所述的真空濃縮的條件如下:濃縮溫度60°C，濃縮壓力0.1MPa ； 所述的噴霧干燥的條件如下:進(jìn)風(fēng)溫度165 190°C，出風(fēng)溫度75 95°C ； 所述的冷凍干燥的條件如下:冷凍后干燥時(shí)的加熱溫度為90°C，真空為lOOPa。
8.一種促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽，通過權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的制備方法得到。
9.權(quán)利要求8所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽在食品中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽在食品中的應(yīng)用，其特征在于:所述的食 品為發(fā)酵乳制品。
全文摘要
本發(fā)明公開一種促進(jìn)乳酸菌增殖和提高存活性的大豆多肽及制備方法與應(yīng)用，屬于大豆蛋白的精深加工工藝領(lǐng)域。本發(fā)明通過高溫?cái)D壓大豆蛋白，通過剪切和摩擦的雙重作用，破壞維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)，使得大豆蛋白疏水基團(tuán)展開，然后利用蛋白酶將變性的蛋白質(zhì)切割成小分子肽，經(jīng)過離心分離、過濾、干燥等工藝得到大豆多肽。其中，大豆多肽得率高達(dá)72%，生產(chǎn)成本低廉，能夠有效地促進(jìn)乳酸菌增殖，縮短發(fā)酵時(shí)間，提高儲(chǔ)藏期乳酸菌存活性。而且，該大豆多肽可應(yīng)用于發(fā)酵乳制品，也可以用于其他食品，是一種優(yōu)質(zhì)的健康食品配料。
文檔編號(hào)C12P21/06GK103194512SQ20131008297
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者王才華, 周雪松, 曾建新, 蔣文真 申請(qǐng)人:廣州合誠實(shí)業(yè)有限公司