
技术摘要:
本发明涉及一种利用内源性蛋白酶制备纤维化花生蛋白凝胶的方法,包括下述步骤:(1)花生经低温浸泡、去红衣、打浆和过滤得到花生水提物;(2)对花生水提物进行离心得到轻相、中间相和重相;(3)对中间相进行等电点沉淀,离心得到蛋白沉淀和花生乳清;(4)将花生乳清加入重 全部
背景技术:
花生是我国重要的油料作物,约含有50%脂质和25%蛋白质。花生蛋白是一种富 含精氨酸(约为总氨基酸的13%)的植物蛋白,精氨酸对于健康生殖、伤口愈合、人体排氨、 提高免疫、调节血压、促进生长激素生成有重要作用。目前,国内有50%以上的花生是用于 制油,用于制油的花生约95%采用热榨法,其余采用冷榨法和水酶法。虽然热榨法可制取香 味浓郁的花生油,但是副产物——花生粕的蛋白变性严重,深加工利用价值不高,主要用做 饲料和肥料。冷榨法可制取清香花生油,其副产物——冷榨花生粕利用价值较高。通过超微 粉碎将冷榨花生粕加工成花生蛋白粉;在花生蛋白粉中添加一定量的水和大豆蛋白后,可 通过挤压技术形成具有纤维状结构的花生组织蛋白。花生蛋白粉和组织蛋白可用于植物蛋 白饮料、糖果、乳制品、火腿肠、素肉和宠物食品等产品中。水酶法可制取清香花生油和蛋白 水解液,但是,蛋白水解液具有一定的苦味,目前还没有得到较好的利用。 植物蛋白纤维化技术主要有两种。第一种为上述的挤压技术,是目前的主流技术, 所得纤维状结构蛋白产品被广泛用于素肉和人造肉产品的基料。但是该技术对于设备要求 高,设备内部需要高温高压,存在一定的危险性,并且能耗高。第二种是利用酸水解植物蛋 白生成纤维状结构的组装单元——多肽产物,它们之间发生相互作用组装成纤维状结构, 在一定的蛋白浓度下,进一步形成凝胶,可用做食品加工时的增稠剂,也可用做生理活性成 分和药物的载体;另外,由于其纤维状结构,具有作为植物基人造肉基料的潜力。但是该技 术的酸水解条件较为剧烈:pH 1 .6-2,80-90℃,并且需要较长的反应时间(Mehdi Mohammadian ,AshkanMadadlou .Technological functionality and biological properties of food protein nanofibrils formed by heating at acidic condition.Trends in Food Science&Technology,2018,75,115-128)。因此,该技术一方 面需要消耗大量的能量,另一方面上述剧烈条件可能会对原料产生一些潜在风险。
技术实现要素:
为了克服现有技术存在的不足,本发明提供了一种利用内源性蛋白酶制备纤维化 花生蛋白凝胶的方法,本发明利用植物自身含有的内源性蛋白酶在温和的条件下对蛋白进 行水解生成纤维状结构的组装单元——多肽产物,它们发生相互作用组装成纤维状结构, 并进一步形成凝胶;本发明为花生蛋白提供一种新型和高附加值的加工方法,制备过程能 耗低,不使用任何商业酶制剂和有机溶剂。 一种利用内源性蛋白酶制备纤维化花生蛋白凝胶的方法,包括下述步骤: (1)花生经低温浸泡、去红衣、打浆和过滤得到花生水提物; (2)对花生水提物进行离心得到轻相(花生油体富集物)、中间相(花生水溶性蛋 3 CN 111567672 A 说 明 书 2/8 页 白、水溶性糖、少量油体)和重相(花生水不溶性蛋白、水不溶性碳水化合物、少量油体); (3)对中间相进行等电点沉淀,离心得到蛋白沉淀和花生乳清; (4)将花生乳清加入重相或蛋白沉淀或重相和蛋白沉淀的混合物中,制备得到蛋 白浓度为4~20%的蛋白溶液体系; (5)调节蛋白溶液体系的pH至3~5,在20~80℃下热处理反应3~24h,从而得到纤 维化花生蛋白凝胶。调节蛋白溶液体系的pH,激活内源性蛋白酶,在热处理过程中,花生蛋 白发生酶解,蛋白酶解产物相互作用形成纤维状结构,纤维化蛋白可进一步发生交错缠绕 形成凝胶。 作为优选,步骤(1)具体为:花生在4~40℃浸泡0.5~18h后,去红衣,去红衣后的 花生用水冲洗干净,加水磨浆,过滤得到花生水提物和花生渣。 作为优选,步骤(2)中离心转速为6000~10000rpm,离心时间为0.1~15min。 作为优选,步骤(3)为:将中间相的pH调至4~5,通过离心将其分成蛋白沉淀和花 生乳清;其中,离心转速为1500~3000rpm,离心时间为3~15min。 作为优选,步骤(b)中去红衣花生与水的质量比为1:4~10,磨浆时间为0.5~ 3min;过滤后对花生渣进行重复磨浆0~3次,花生渣与水的质量比均为1:1~5。 作为优选,步骤(2)中离心采用的离心机为三相离心机。 作为优选,步骤(3)中离心采用的离心机为卧式螺旋离心机或管式离心机。 作为优选,调节pH的试剂为盐酸、磷酸、维生素C、柠檬汁、富马酸、柠檬酸、苹果酸、 乙酸、乳酸中的一种或二种以上的任意组合。 为了抑制内源性蛋白酶的热失活和酸水解,作为优选,步骤(5)中热处理反应时间 为4~12h,热处理反应包括前期反应和后期反应,所述前期反应温度为20~60℃,后期反应 温度为20~60℃或70~80℃。 作为优选,前期反应pH为3~5,后期反应pH为3~4;后期反应温度为70~80℃时, 后期反应时间不超过2h。整个热处理过程中,前后期反应的pH条件可以有变化。 本发明发现花生种子中含有内源性蛋白酶,可在酸性pH条件下被激活,可水解花 生蛋白生成一些多肽产物——纤维状结构的组装单元,可相互作用形成纤维状结构,进一 步发生交错缠绕形成凝胶。 本发明的制备方法与酸水解制备植物蛋白纤维化凝胶技术相比,反应条件更加温 和,反应时间相当。本方法pH范围为3-5,可减少酸的用量。对于反应温度来说,整个反应过 程可一直在20-60℃这个范围;也可分为前后两段反应,前期反应在20-60℃这个范围,后期 在70-80℃这个范围(不超过2h,蛋白浓度越大,时间越短;其主要目的是为了促进前期反应 生成的多肽之间的相互作用),可大大减少热能的消耗。相反,酸水解技术则需要较为剧烈 的 反应条件 :p H 1 .6 - 2 和 8 0 - 9 0 ℃ (具体可参见 M e h d i M o h a m m a d i a n , AshkanMadadlou.Technological functionality and biological properties of food protein nanofibrils formed by heating at acidic condition .Trends in Food Science&Technology,2018,75,115-128)。这是由两种方法的基本原理所决定的,本方法是 利用内源性蛋白酶,其必须在比较温和条件下才能发挥较佳的水解作用,生成足量的纤维 状结构的组装单元——多肽;而酸水解制备植物蛋白纤维化凝胶技术则必须在上述剧烈的 条件下进行,以生成足量的纤维状结构的组装单元——多肽。 4 CN 111567672 A 说 明 书 3/8 页 本发明的有益效果在于: 本发明在制备纤维状植物蛋白时,利用内源性蛋白酶对花生蛋白进行水解,而不 使用条件剧烈的酸水解;在脱除花生水提物中的脂质时,采用的是物理法(离心),而不使用 有机溶剂;因此,本方法可降低加工时的能源消耗,更加绿色环保;所得纤维化花生蛋白凝 胶(纤维状植物蛋白凝胶)可用做食品加工时的增稠剂,也可用做生理活性成分或药物的载 体;由于其纤维状结构,具有用做植物基人造肉基料的巨大潜力;本发明具有重要的环保、 大健康和经济意义。 附图说明 图1是本发明实施例1中凝胶的透射电子显微镜图; 图2是本发明pH对中间相中内源性蛋白酶水解花生蛋白影响的电泳图; 图3是本发明pH对重相中内源性蛋白酶水解花生蛋白影响的电泳图; 图4是本发明天冬氨酸蛋白酶抑制剂对中间相中内源性蛋白酶水解花生蛋白影响 的电泳图; 图5是本发明不同时间对凝胶粘度的影响图。