一种以大米蛋白为原料制备功能性呈味基料的方法

摘要

本发明公开了一种以大米蛋白为原料制备功能性呈味基料的方法。本发明以大米蛋白为原料，使用内切的碱性蛋白酶、酸性蛋白酶和外切蛋白酶分段进行酶解，最终得到一种富含鲜味氨基酸(谷氨酸和天门冬氨酸)以及呈味多肽的短肽混合物，可作为功能性调味剂广泛地以用于食品饮料工业。本发明的制备条件温和，不会产生三氯丙醇等有害物质，安全性很高，是酸法水解植物蛋白的理想替代方法。本发明方法制备的呈味基料中，不仅有大量的风味肽，同时含有丰富的功能性肽，能够迅速被人体吸收，恢复疲劳，具有良好的抗氧化性、提高人体免疫力等功能特性。

说明书

技术领域

本发明属于大米蛋白的精深加工工艺领域，具体涉及一种功能性呈味基料 的生产方法，是一种以大米蛋白为原料，通过高效生物酶解技术将大米蛋白分 解成富含鲜味氨基酸(谷氨酸和天门冬氨酸)以及呈味多肽的短肽混合物的方 法。

背景技术

植物蛋白质经过彻底水解后，生成各种游离氨基酸，其中谷氨酰氨、天门 冬氨酸与谷氨酸具有鲜味，甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、脯氨酸、谷氨 酰氨和羟脯氨酸具有甜味。因此，植物蛋白水解具有很好的风味，是一种非常 好的呈味基料。目前市场上的水解植物蛋白通常以脱脂大豆、花生粕、小麦蛋 白或玉米蛋白为原料，经盐酸水解，碱中和制成的液体鲜味调味品，俗称为“化 学酱油”。这种方法成本低、工艺简化，鲜味突出，但其安全性不易控制。当 用浓盐酸水解植物蛋白(如豆粕)生产氨基酸时，盐酸和植物蛋白中的残留脂 肪作用生成三氯丙醇。三氯丙醇是一类公认的食品污染物，国内外毒理数据显 示它具有致癌作用，并造成肾脏和生殖系统损伤。

相比酸水解植物蛋白，植物蛋白酶解物安全性高，由于酶促反应具有高度 的专一性，没有副反应，无有害物质生成。同时植物蛋白酶解物还有较好的功 能性，酶解液中小分子肽能够迅速被人体吸收、恢复疲劳，具有良好的抗氧化 性、提高人体免疫力等功能特性，这是酸水解植物蛋白所不具备的。

大米中淀粉含量为80％左右，蛋白质含量8％，将大米中的淀粉提取或者 利用完后，剩余的就是蛋白含量高达50％以上的大米蛋白粉。在我国，大米淀 粉最主要的利用方式就是生产大米糖浆，其残渣通常作为饲料，很少有进一步 深加工。事实上，与玉米、小麦等蛋白相比，大米蛋白具有营养价值优、低过 敏性以及人体吸收利用率高等特点，其生物效价达远高于其它植物蛋白。大米 蛋白赖氨酸含量居谷物类食物第一位。100g大米蛋白粉(65％蛋白)含有高达 12g的谷氨酸。采用生物酶解大米蛋白，蛋白质被分解为氨基酸和小分子肽， 特别是部分谷氨酸、天门冬氨酸游离出来，酶解液呈现典型的鲜味。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供 一种以大米蛋白为原料制备功能性呈味基料的方法。

本发明的另一目的在于提供一种上述方法制备得到的功能性呈味基料； 该功能性呈味基料不含三氯丙醇等有害物质，安全性很高。

本发明的再一目的在于提供上述功能性呈味基料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种以大米蛋白为原料制备功能性 呈味基料的方法，包括以下操作步骤：

(1)将大米蛋白粉用水配置成质量百分比浓度为5～20％的蛋白溶液，然 后进行剪切分散；

(2)将分散后的蛋白溶液加热至90～100℃，保持5～30分钟，然后冷却 至30～60℃；

(3)调节pH值至8.0～9.0，加入大米蛋白粉质量0.5～2.0％的碱性蛋白 酶，酶解时间为4～10小时，酶解温度为碱性蛋白酶的蛋白酶最适温度；酶解 结束后，于90～100℃保持10～20分钟，然后将温度冷却至下一步骤的酶解温 度，得到酶解液1；

(4)调节pH值至4.0～5.0，添加大米蛋白质量0.01～0.1％的还原性物质， 再加入大米蛋白粉质量0.5～2.0％的酸性蛋白酶和风味蛋白酶混合物，酶解时 间为4～10小时，酶解温度为酸性蛋白酶和风味蛋白酶混合物的蛋白酶最适温 度；酶解结束后，调节pH值至中性，然后于90～100℃保持10～20分钟，得 到酶解液2；

(5)将步骤(4)所得酶解液2离心分离，取上清液，过滤，浓缩，干燥， 得到功能性呈味基料。

步骤(1)所述水为去离子水，所述剪切分散的剪切速度为1000～5000转 /分钟；步骤(3)所述调节pH值是采用浓度为5～10mol·L^-1的氢氧化钠溶液； 步骤(4)所述调节pH值是采用浓度为5～8mol·L^-1的盐酸；步骤(5)所述离 心分离条件为3500～6000转/分钟。

步骤(3)和(4)所述蛋白酶最适温度在一定条件下，酶的某一温度下表 示出最大活力，酶促反应速度最快，这个温度称为该酶的最适温度。

步骤(3)所述碱性蛋白酶为碱性丝氨酸肽链内切酶。

所述碱性蛋白酶优选为碱性蛋白酶Alcalase 2.4L或碱性蛋白酶Protex 6L。

所述碱性蛋白酶为碱性蛋白酶Alcalase 2.4L时，蛋白酶最适温度为50℃； 所述碱性蛋白酶为碱性蛋白酶Protex 6L时，蛋白酶最适温度为60℃。

步骤(4)所述还原性物质优选为抗坏血酸、异抗坏血酸或其盐类；所述 酸性蛋白酶优选为酸性蛋白酶Protex 26L。

所述酸性蛋白酶和风味蛋白酶混合物中的酸性蛋白酶和风味蛋白酶的质 量比优选为1∶1。

一种根据上述的方法制备得到的功能性呈味基料，所述功能性呈味基料为 鲜味氨基酸和小分子呈味肽的混合物。所述鲜味氨基酸为谷氨酸和天门冬氨 酸。

上述功能性呈味基料在食品加工、食物烹调、制备饮料添加剂或保健食品 添加剂中的应用。

本发明的原理是：发明人前期大量研究证实，酸性内切蛋白酶酶解原料蛋 白能够有效地释放鲜味氨基酸和呈鲜味小分子肽；再添加外切蛋白酶能够有效 地降解酶解液中的苦味肽；一些还原性物质如抗坏血酸及其盐类能够提高酶解 效率，并增强酶解液的鲜味。本发明首先使用高效的碱性蛋白酶将大米蛋白水 解成小分子肽，然后用酸性内切酶和外切酶将小分子肽进一步降解为鲜味氨基 酸和呈鲜味小分子肽。通过本发明方法制备得到的功能性呈味基料可以广泛应 用于加工食品和烹调、饮料以及保健食品等领域。

本发明和现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)安全性高：酸法水解植物蛋白风味虽好，但水解过程中容易产生的 三氯丙醇是一类公认的食品污染物，安全性不易控制；本发明方法采用生物酶 解方案，生产过程中不会产生食品污染物，具有安全和高效的特点。

(2)高效合理的酶组合：本发明方法首先使用高效的碱性蛋白酶将大米 蛋白水解成小分子肽，然后添加还原性物质抗坏血酸或异抗坏血酸及其盐类， 用酸性内切酶和外切酶将小分子肽进一步降解为鲜味氨基酸和呈鲜味小分子 肽；还原性物质有助于提高酶解效率，并生成更多鲜味氨基酸和呈鲜味小分子 肽。

(3)含有丰富的功能性肽：本发明方法制备的呈味基料中，不仅有大量 的风味肽，同时含有丰富的功能性肽，能够迅速被人体吸收，恢复疲劳，具有 良好的抗氧化性、提高人体免疫力等功能特性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不 限于此。

实施例1

(1)用去离子水将大米蛋白粉(安徽汇佳生物科技有限公司食品级大米 蛋白粉，蛋白含量80％)配置成浓度为质量百分比5％的蛋白溶液，并以3000 转/分钟的剪切速度将大米蛋白粉分散；

(2)将分散后的大米蛋白溶液加热至90℃，并保持10分钟，然后温度冷 却至50℃；

(3)用浓度为5mol·L^-1的氢氧化钠将溶液将pH值调节至8.0，加入大米 蛋白粉质量0.5％的诺维信公司碱性蛋白酶Alcalase 2.4L，酶解温度50℃，酶 解时间为4小时；酶解结束后，酶解液于90℃保持10分钟，然后冷却至55℃， 得到酶解液1；

(4)用浓度为5mol·L^-1的盐酸将溶液将pH值调节至4.0，添加大米蛋白 质量0.01％抗坏血酸，再加入大米蛋白粉质量的0.5％的酸性蛋白酶Protex 26L 和0.5％的风味蛋白酶(购于诺维信公司)，酶解温度55℃，酶解时间为4小时； 酶解结束后，将酶解液的pH值调节至中性，然后于90℃保持10分钟，得到 酶解液2；

(5)将步骤(4)所得酶解液2离心分离，离心条件为3500转/分钟，取 上清液，通过过滤、浓缩、干燥等工艺得到一种功能性呈味基料，水解度及小 分子肽得率分别为22.6％和45％。

小分子肽得率的测定方法。采用中华人民共和国国家标准《大豆肽粉》 (GB/T 22492-2008)中附录B《肽含量的测定方法》，测定100g大米蛋白粉制 备得到小分子肽质量M₁，测定100g大米蛋白粉中蛋白质质量M₀，

水解度的测定采用甲醛滴定法。分别取2.0mL大米蛋白酶解液和酶解之前 的蛋白溶液于三角烧瓶中，加入4.0mL蒸馏水及1.0％酚酞溶液3滴，摇匀后 用0.10mol/L标准NaOH溶液(需标定)滴定至呈微红色，然后加入4.0mL中 性甲醛溶液，摇匀后放置片刻，再用0.10mol/L标准NaOH溶液(需标定)滴 定至呈微红色，记录加入甲醛后大米蛋白酶解液所消耗的标准NaOH溶液体积 V₁，记录加入甲醛后的酶解之前蛋白溶液所消耗的标准NaOH溶液体积V₀。

$\mathrm{DH}=\frac{(V_1-V_0)\times C\times 14}{N\times 2\times 1000}\times 100\%$

其中：V₁为滴定蛋白酶解液所消耗标准NaOH溶液mL

V₀为滴定酶解之前蛋白溶解所消耗标准NaOH溶液mL

C为NaOH溶液滴定浓度mol·L^-1

N为蛋白酶解液总氮含量g

实施例2

(1)用去离子水将大米蛋白粉(安徽汇佳生物科技有限公司米渣，蛋白 含量50％)配置成浓度为质量百分比20％的蛋白溶液，并以1000转/分钟的剪 切速度将大米蛋白粉分散；

(2)将分散后的大米蛋白溶液加热至90℃，并保持30分钟，然后温度冷 却至30℃；

(3)用浓度为10mol·L^-1的氢氧化钠将溶液的pH值调节至9.0，加入大米 蛋白粉质量的2.0％的诺维信公司碱性蛋白酶Alcalase 2.4L，酶解温度50℃， 酶解时间为10小时；酶解结束后，酶解液于100℃保持10分钟，然后冷却至 55℃，得到酶解液1；

(4)用浓度为5mol·L^-1的盐酸将溶液的pH值调节至5.0，添加大米蛋白 质量0.1％异抗坏血酸，加入大米蛋白粉质量的1％的酸性蛋白酶Protex 26L和 1％的风味蛋白酶(购于诺维信公司)，酶解温度55℃，酶解时间为10小时； 酶解结束后，将酶解液pH调节至中性，然后于90℃保持20分钟，得到酶解 液2；

(5)将步骤(4)所得酶解液2离心分离，离心条件为5000转/分钟，取 上清液，通过过滤、浓缩、干燥等工艺得到一种功能性呈味基料，水解度及小 分子肽得率分别为18.5％和40％。小分子肽得率和水解度测定方法同实施例1。

实施例3

(1)用去离子水将大米蛋白粉(安徽汇佳生物科技有限公司食品级大米 蛋白粉，蛋白含量75％)配置成浓度为质量百分比10％的蛋白溶液，并以5000 转/分钟的剪切速度将大米蛋白粉分散；

(2)将分散后的大米蛋白溶液加热至100℃，并保持5分钟，然后温度冷 却至60℃；

(3)用浓度为8mol·L^-1的氢氧化钠将溶液的pH值调节至9.0，加入大米 蛋白粉质量的2.0％的杰能科公司的碱性蛋白酶Protex-6L，酶解温度60℃，酶 解时间为10小时；酶解结束后，酶解液于90℃保持20分钟，然后冷却至50 ℃，得到酶解液1；

(4)用浓度为8mol·L^-1的盐酸将溶液将pH值调节至5.0，添加大米蛋白 质量0.10％异抗坏血酸钠，加入大米蛋白粉质量的0.5％的酸性蛋白酶Protex 26L和0.5％的风味蛋白酶(购于诺维信公司)，酶解温度50℃，酶解时间为10 小时；酶解结束后，将酶解液pH调节至中性，然后于95℃保持10分钟，得 到酶解液2；

(5)将步骤(4)所得酶解液2离心分离，离心条件为6000转/分钟，取 上清液，通过过滤、浓缩、干燥等工艺得到一种功能性呈味基料，水解度及小 分子肽得率分别为24％和55％。小分子肽得率和水解度测定方法同实施例1。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。