大豆分離蛋白的開發(fā)研究

郭 永，王國明

（1.黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475003；2.沈陽德氏冷飲食品有限公司，遼寧 沈陽 110043）

0 引言

開發(fā)和利用大豆蛋白是當(dāng)今食品工業(yè)中一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。世界各國主要集中于大豆分離蛋白（Soybean Protein Isolate，簡稱 SPI）多功能性的開發(fā)，已經(jīng)開發(fā)出多種專業(yè)化的大豆蛋白產(chǎn)品［1~2］。大豆蛋白的功能性是指在食品加工、制取、配制、烹調(diào)、儲藏及銷售過程中所表現(xiàn)出來的理化性質(zhì)的總稱，如溶解性、持水性、乳化性、起泡性、凝膠性、吸油性、黏度、彈性、固定風(fēng)味等［3］。大豆分離蛋白雖然在功能特性上具有較大優(yōu)勢，但在冰淇淋生產(chǎn)中的應(yīng)用卻受到一定的限制。這主要是因?yàn)槠胀ù蠖狗蛛x蛋白的功能性質(zhì)如溶解性、發(fā)泡性、膠凝性、乳化性、吸油性等不能完全滿足冰淇淋生產(chǎn)的需求。另外，其營養(yǎng)成分的生物有效利用率也不高。因此，需要對大豆分離蛋白某些方面的功能特性進(jìn)行改進(jìn)。

蛋白質(zhì)的酶解和交聯(lián)是改善蛋白質(zhì)特性的一種很好的方式，既安全，功能性提高效果又明顯［4］。本試驗(yàn)利用來源于微生物的中性蛋白酶水解大豆分離蛋白，以提高SPI的溶解性。在此基礎(chǔ)上，再用微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶對其進(jìn)行交聯(lián)，觀察復(fù)合改性SPI相關(guān)功能性變化。

1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

1．1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料包括：大豆分離蛋白（哈爾濱黎明植物蛋白廠生產(chǎn)，蛋白質(zhì)含量≥90%），中性蛋白酶（廣西南寧龐博生物工程有限公司生產(chǎn)，活力≥20萬u／g），谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶（江蘇一鳴精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)，活力100 u／g），金龍魚大豆色拉油（營口渤海油脂工業(yè)有限公司生產(chǎn)）。

1．2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

本實(shí)驗(yàn)所用儀器包括：RVA－3D型快速黏度分析儀（澳大利亞Newport科學(xué)儀器公司生產(chǎn)），Himac CR21G高速冷凍離心機(jī)（日本日立公司生產(chǎn)），HH－2數(shù)顯恒溫水浴鍋 （常州國華電器有限公司生產(chǎn)），HS－3C精密pH計(jì)（上海雷磁儀器廠生產(chǎn)），分光光度計(jì)（北京瑞利儀器公司生產(chǎn)）。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2．1 中性蛋白酶改性SPI的制作

稱取60 g SPI于反應(yīng)器中，配制成濃度為10%的SPI溶液，添加中性蛋白酶，用量為4 000 u／g SPI，然后在pH值為7，溫度為50℃條件下反應(yīng)1 h。反應(yīng)后，將酶解液迅速在100℃水浴保溫3 min，鈍化蛋白酶。

2．2 MTG 改性 SPI的制作

稱取60 g SPI于反應(yīng)器中，配制成濃度為10%的 SPI溶液，添加 MTG 酶，用量為 0．3 u／g SPI，然后在pH值為7、溫度為50℃的條件下反應(yīng)1 h。

2．3 雙酶復(fù)合改性改性SPI的制作

將中性蛋白酶酶解后的SPI溶液鈍化后，加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶，用量為 0．3 u／g SPI，在 pH 為 7.0、溫度為50℃的條件下反應(yīng)1 h。

2．4 試驗(yàn)分析方法

蛋白酶活力測定方法為紫外分光光度法（QB1805．3－93），吸水性、保水性、吸油性采用腫脹法，利用自制的Baumann儀測定的測定［7］，大豆蛋白溶解度采用雙縮脲法測定，蛋白質(zhì)發(fā)泡性和泡沫穩(wěn)定性采用攪打法測定，蛋白質(zhì)凝膠性采用RVA－3D型快速黏度分析儀測定。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

在對SPI進(jìn)行中性蛋白酶水解的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對酶解產(chǎn)物進(jìn)行MTG改性，將經(jīng)雙酶復(fù)合改性后的SPI的溶解性、吸水性、保水性、吸油性、凝膠性、發(fā)泡性與泡沫穩(wěn)定性各項(xiàng)功能性與對照 （未改性處理的SPI）對比，結(jié)果如圖1～圖6所示。

圖1 酶復(fù)合改性SPI與對照SPI的溶解性比較Fig.1 Comparison of enzyme compound modification SPI and SPI solubility

圖2 酶復(fù)合改性SPI與對照SPI的吸水性比較Fig.2 Comparison of enzyme compound modification SPI and SPI hydroscopicity

圖3 酶復(fù)合改性SPI與對照SPI的保水性比較Fig.3 Comparison of enzyme compound modification SPI and SPI water-retaining property

圖4 酶復(fù)合改性SPI與對照SPI的吸油性比較Fig.4 Comparison of enzyme compound modification SPI and SPI oil absorbency

圖5 酶復(fù)合改性SPI與對照SPI的凝膠性比較Fig．5 Effects of comprehensive enzyme modification on the Gel Property of SPI

圖6 酶復(fù)合改性SPI與對照SPI的發(fā)泡性及泡沫穩(wěn)定性比較Fig6 Effects of comprehensive enzyme modification on the foaming properties and foam stability of SPI

從圖1～圖6可以看出，經(jīng)過雙酶復(fù)合改性的SPI與對照相比，溶解性提高26．5%，吸水性提高48%，保水性非常顯著，提高173%，吸油性提高35%，凝膠性下降了21%，發(fā)泡性提高39%，泡沫穩(wěn)定性提高了21%。

溶解性提高有利于提高大豆蛋白作為冰淇淋配料的添加量；發(fā)泡性、泡沫穩(wěn)定性有利于冰淇淋凝凍體積的增大；吸水性、保水性、吸油性的提高可防止冰淇淋在凝凍時(shí)脂肪團(tuán)粒的形成，消除冰淇淋的油膩感，有助于冰淇淋組織細(xì)膩、潤滑，無明顯冰晶；凝膠性的下降可降低冰淇淋硬度，對冰淇淋后期的保藏穩(wěn)定性起到重要作用［5~9］。

4 結(jié)語

總之，這些功能特性與生產(chǎn)冰淇淋所需的原料性能一致，符合低脂保健冰淇淋實(shí)際生產(chǎn)的要求，可以得到比普通原料生產(chǎn)的冰淇淋硬度、彈性更好，口感更加滑膩的高檔冰淇淋。另外，此類改性大豆分離蛋白還可以完全代替植物油，生產(chǎn)無脂冰淇淋，不但能提高冰淇淋品質(zhì)（如組織細(xì)膩、潤滑，無明顯冰晶，色、香、味俱佳），而且降低了成本。此外，本研究所采用的中性蛋白酶是一種肽鍵內(nèi)切酶，主要作用于含疏水性羧基（如酪氨酸、苯丙氨酸及色氨酸）的肽鍵，大豆分離蛋白經(jīng)該酶作用后，生成大豆多肽和大豆寡肽，但更易被人體消化吸收。

［1］ 李川．大豆蛋白改性［J］．食品工業(yè)科技，2000，21（3）：75－76．

［2］陳春佳，張寶琴．大豆蛋白質(zhì)功能性調(diào)整及其他產(chǎn)品的開發(fā)利用［J］．食品科技，2000，25（4）：21－23．

［3］劉大川，楊國艷．大豆分離蛋白的制備及產(chǎn)品功能性研究［J］．中國油脂，2004，29（12）：56－61．

［4］唐傳核，楊曉泉，彭志英，等．微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化大豆 11s球蛋白聚合研究 ［J］．食品科學(xué)，2002，23（3）：42－45．

［5］劉志同，裴靜，石冬冬．酶改性技術(shù)在大豆分離蛋白生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］．糧油食品科技，2003，11（03）：11－12．

［6］田少君，梁華民．轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對大豆分離蛋白的改性研究［J］．糧油加工與食品機(jī)械， 2005，25（06）：54－56．

［7］ O R 菲尼馬．食品化學(xué)［M］．王璋，譯．北京：中國輕工業(yè)出版社，1999，53－62．

［8］ Zhu Y．Microorganism transglutaminase a review of its production and application in food processing ［J］．Applied Microbiology and Biotechnology,1995，44（6）：277－282．

［9］ Ando H．，AdadiM．a(chǎn)nd MotokiM．Purification and characteristics of a noyal transglutaminase derived from microorgnism．Agric ［J］．Biol．Chem,1989，53 （8）：2613－2617．