一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白及制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于谷物活性蛋白加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白及制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明以小麥粉為原料，經(jīng)堿性醇溶液提取，沉降分離、濃縮、分離純化、干燥等步驟，制得麥醇溶蛋白和麥谷蛋白。本發(fā)明制備的小麥醇溶蛋白和谷蛋白活性高，黏彈性和延伸性好，特別適用于米、面制品如饅頭、面條、面包、米粉、軟糖等或由米、面制品制成凝膠食品的生產(chǎn)中。
【專利說明】一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白及制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于谷物活性蛋白加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白及 制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 小麥中含有約6. 3 %的麥醇溶蛋白和5. 6 %的麥谷蛋白，麥醇溶蛋白具有提供粘 著性和延展性的功能，麥谷蛋白具有提供彈性的功能，兩者可作為輔料或食品添加劑，應(yīng)用 于各種米面制品中，用來彌補面筋蛋白含量不足的缺陷，以達到生產(chǎn)的要求。
[0003] 常用的麥醇溶蛋白和麥谷蛋白是用水洗面團法制備的，是將水加入小麥粉中攪拌 形成以面筋為中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)面團，然后用足量的水搓洗掉淀粉。上述水洗過程中，蛋白因 過度的機械攪拌出現(xiàn)軟化現(xiàn)象甚至完全被破壞，彈性、延展性和韌性等功效因會降低。
[0004] 為了加強面筋蛋白的功效，可對小麥面筋蛋白改性，如通過物理法、化學法、酶 法及基因工程法提高面筋蛋白的水溶性、乳化性（CN1868300A)、起泡性、延伸性和粘彈性 (CN101347175A)等，然而生產(chǎn)工藝復雜，成本高，并且蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一旦被破壞，部分是不 可逆的。而且，目前對小麥面筋蛋白的提取制備及應(yīng)用研究都是將面筋蛋白作為一個整體， 這對于要重點提升彈性或增強延伸性的產(chǎn)品來說并不適用，因此提供一種小麥醇溶蛋白和 谷蛋白的制備方法，然后將制取的高活性麥醇溶蛋白和麥谷蛋白依據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)的需求按不 同比例添加應(yīng)用，正是需要適度增強筋力和延展性的產(chǎn)品所需的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對上述技術(shù)缺陷，提供一種小麥醇溶蛋白和谷 蛋白、制備方法及應(yīng)用，其核心是利用堿性醇溶液浸提制備小麥醇溶蛋白和谷蛋白。利用該 方法制備的小麥醇溶蛋白和谷蛋白的彈韌性和延展性更好，能夠提高饅頭、面條、面包、米 粉、軟糖等米面制品和凝膠食品的粘彈性和延伸性，顯著改善產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0006] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
[0007] 申請人:提供了一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白的制備方法，包括下列步驟：
[0008] (1)以小麥粉為原料，按8:1-20:1液料比加入溶劑，于35-55°C下浸提I. 5-4h，沉 降分離，得到上清液1 ;
[0009] (2)將步驟（1)所得上清液1濃縮至原體積的1/3-1/2,得到濃縮液1 ;
[0010] ⑶將步驟⑵所得濃縮液1加酸中和，使PH達到6. 5-7. 2,沉降分離，水洗3-5 次至中性，得到沉淀1 ;
[0011] (4)按5:1-15:1液料比向步驟（3)所得沉淀1中加浸泡液，于室溫下攪拌浸泡 I. 5-4h，沉降分離，得到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，干燥，即得小麥谷蛋白；
[0012] (5)取步驟（4)的上清液2經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分乙醇后，將剩余粘稠溶液用透析 袋透析純化，除去剩余的乙醇以及小分子雜質(zhì)，得到截留物，調(diào)節(jié)截留物PH至中性，干燥， 即得小麥醇溶蛋白；
[0013] 其中：
[0014] 步驟⑴中所述的溶劑是指堿性醇溶液，其中的堿為0. 2-0. 5%濃度的NaOH或 KOH堿溶液，醇為80-95%乙醇或異丙醇水的醇溶液，所述的堿溶液與水的醇溶液的體積比 為 45:55-55:45 ;
[0015] 步驟⑵中所述的濃縮條件為：濃縮溫度45-60°C、絕對壓強5. 3Kpa以下，濃縮時 間 10-50min ;
[0016] 步驟（4)中所述的浸泡液組分為50-80%濃度的乙醇或異丙醇水的醇溶液；
[0017] 步驟（5)中所述的透析袋的截留分子量是30_80kD，透析時間5h以上；
[0018] 上述步驟（3)中所述的加酸中和是用HCl溶液或H2SO4溶液調(diào)節(jié)的；
[0019] 上述步驟⑷和步驟（5)中所述的干燥是采用熱風干燥，干燥溫度為35_55°C，風 速為0.1-0.5111/8，相對濕度60%以下，或采用流化床干燥，干燥溫度35-551：，風速0.2-2111/ s，或采用氣流干燥，干燥溫度為80-120°C，風速10-20m/s，或采用冷凍干燥，于-18°C以下 預冷使物料中心溫度達-KTC，再于200Pa以下壓力下，使物料的含水量降至13%以下。
[0020] 申請人:提供了一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白，通過下列步驟制備得到：
[0021] (1)以小麥粉為原料，按8:1-20:1液料比加入溶劑，于35-55°C下浸提I. 5-4h，沉 降分離，得到上清液1 ;
[0022] (2)將步驟⑴所得上清液1濃縮至原體積的1/3-1/2,得到濃縮液1 ;
[0023] (3)將步驟⑵所得濃縮液1加酸中和，使pH達到6. 5-7. 2,沉降分離，水洗3-5 次至中性，得到沉淀1 ;
[0024] (4)按5:1-15:1液料比向步驟（3)所得沉淀1中加浸泡液，于室溫下攪拌浸泡 I. 5-4h，沉降分離，得到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，干燥，即得小麥谷蛋白；
[0025] (5)取步驟（4)的上清液2經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分乙醇后，將剩余粘稠溶液用透析 袋透析純化，除去剩余的乙醇以及小分子雜質(zhì)，得到截留物，調(diào)節(jié)截留物pH至中性，干燥， 即得小麥醇溶蛋白；
[0026] 其中：
[0027] 步驟⑴中所述的溶劑是指堿性醇溶液，其中的堿為0. 2-0. 5%濃度的NaOH或 KOH的堿溶液，醇為80-95 %乙醇或異丙醇的水的醇溶液，所述的堿溶液與水的醇溶液的體 積比為 45:55-55:45 ;
[0028] 步驟（2)中所述的濃縮條件為：濃縮溫度45_60°C、絕對壓強5. 3Kpa以下，濃縮時 間 10-50min ;
[0029] 步驟（4)中所述的浸泡液組分為50-80%濃度的乙醇或異丙醇水的醇溶液；
[0030] 步驟（5)中所述的透析袋（采用纖維素材質(zhì)、壓平寬度31mm、直徑20mm，美國光譜 公司生產(chǎn)）的截留分子量是30-80kD，透析時間5h以上。
[0031] 上述步驟⑶中所述的加酸中和是用HCl溶液或H2SO4溶液調(diào)節(jié)的。
[0032] 上述步驟（4)和步驟（5)中所述的干燥是采用熱風干燥，干燥溫度為35_55°C，風 速為0.1-0.5111/8，相對濕度60%以下，或采用流化床干燥，干燥溫度35-551：，風速0.2-2111/ s，或采用氣流干燥，干燥溫度為80-120°C，風速10-20m/s，或采用冷凍干燥，于-18°C以下 預冷使物料中心溫度達-KTC，再于200Pa以下壓力下，使物料的含水量降至13%以下。
[0033] 本發(fā)明的一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白可以應(yīng)用于米或面制品以及凝膠食品中。
[0034] 如所述的應(yīng)用，其中所述的米、面制品包括饅頭、面條、面包、米粉、軟糖以及由米、 面制品制成的凝膠食品。
[0035] 上述的應(yīng)用不限于此，凡是需要適度增強彈性和延展性的產(chǎn)品均可用此小麥醇溶 蛋白和谷蛋白。
[0036] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點：
[0037] (1)制備了較純的麥醇溶蛋白和麥谷蛋白，較好的保留了其活性。
[0038] (2)本發(fā)明利用堿性醇溶液浸提替代水洗，避免了操作過程中的洗滌和機械外力 攪拌作用而導致面筋蛋白分子鏈被打斷，高級結(jié)構(gòu)遭到破壞，分子量變小的缺陷，使面筋蛋 白盡可能的保持天然活性狀態(tài)。
[0039] (3)麥醇溶蛋白和麥谷蛋白復配方便，可得到不同彈韌性和延伸性的產(chǎn)品。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040] 圖1 :是本發(fā)明產(chǎn)品麥醇溶蛋白和麥谷蛋白的制備方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0041] 下面結(jié)合實例，詳細地說明本發(fā)明的方法和效果，但本發(fā)明不限于以下實施例中 所涉及的內(nèi)容。
[0042] 實施例1 :基礎(chǔ)制備方法舉例
[0043] 一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白的制備方法，包括以下步驟：
[0044] (1)稱取IOOOg原料小麥粉，按12:1液料比加入堿性醇溶液（85%乙醇+0· 4% NaOH，按體積比55:45混合），于45°C下浸提2h，沉降分離，得到上清1 ;
[0045] (2)將上清液1置于50°C、絕對壓強5. 3Kpa條件下濃縮20min，至體積為原體積的 1/3,得到濃縮液1 ;
[0046] (3)用2mol/L HCl調(diào)節(jié)濃縮液1的pH值至6. 8,沉降分離，水洗3-5次至中性，得 到沉淀1 ;
[0047] (4)按10:1液料比向沉淀1中加入70%乙醇，于室溫下攪拌浸泡2h，沉降分離，得 到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，采用冷凍干燥，于-18°C以下預冷使沉淀2中 心溫度達-KTC，再于120Pa壓力下干燥36h，使物料的含水量至12. 6 %，即得小麥谷蛋白；
[0048] (5)將上清液2經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分乙醇后，將剩余粘稠溶液倒入截留分子量 為30-80kD透析袋（纖維素材質(zhì)、壓平寬度31mm、直徑20mm，美國光譜公司生產(chǎn)）中透析 純化8h，除去剩余的乙醇以及小分子雜質(zhì)，得到截留物，調(diào)節(jié)截留物pH至中性，采用冷凍干 燥，于_18°C以下預冷使沉淀3中心溫度達-KTC，再于50Pa以下壓力下干燥30h，使物料的 含水量至10. 8%，即得小麥醇溶蛋白。
[0049] 對上述實施例中制備的小麥醇溶蛋白和谷蛋白的功能性質(zhì)進行分析，并與市售的 小麥面筋蛋白（也稱谷朊粉，河南省新鄉(xiāng)市豐丘粉業(yè)生產(chǎn)）進行對比，結(jié)果見表1。由表1 可知，三者的水溶性普遍較低，而起泡性和起泡穩(wěn)定性、乳化性和乳化穩(wěn)定性都比較好。相 對而言，小麥面筋蛋白的水溶性、起泡性和起泡穩(wěn)定性均比小麥醇溶蛋白、小麥谷蛋白差， 而乳化性和乳化穩(wěn)定性居于小麥醇溶蛋白和小麥谷蛋白之間，這說明不同原料來源和不同 制備工藝獲得的小麥蛋白的功能性質(zhì)差異較大，綜合比較，本實施例中從小麥粉中提取的 麥醇蛋白和麥谷蛋白的功能性質(zhì)比市售的面筋蛋白的功能性質(zhì)要好。
[0050] 蛋白水溶性的測定參考文獻《小麥面筋蛋白琥珀?；揎椦芯俊罚ńB通，2005) 進行。起泡性及起泡穩(wěn)定性、乳化性及乳化穩(wěn)定性的測定參考文獻《Emulsifying and foaming properties of transglutaminase-treated wheat gluten hydrOIysate as influenced by pH, temperature and salt》（Kingsley K, 2009)進行。上述所有功能性質(zhì) 都是在室溫25°C、pH值為7的條件下測定的。
[0051] 表1小麥蛋白的功能性質(zhì)
【權(quán)利要求】
1. 一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白的制備方法，其特征在于下列步驟： (1) 以小麥粉為原料，按8:1-20:1液料比加入溶劑，于35-551：下浸提1.5-411，沉降分 離，得到上清液1 ; (2) 將步驟（1)所得上清液1濃縮至原體積的1/3-1/2,得到濃縮液1 ; (3) 將步驟（2)所得濃縮液1加酸中和，使pH達到6. 5-7. 2,沉降分離，水洗3-5次至 中性，得到沉淀1 ; (4) 按5:1-15:1液料比向步驟（3)所得沉淀1中加浸泡液，于室溫下攪拌浸泡1. 5-4h， 沉降分離，得到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，干燥，即得小麥谷蛋白； (5) 取步驟（4)的上清液2經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分乙醇后，將剩余粘稠溶液用透析袋透 析純化，除去剩余的乙醇以及小分子雜質(zhì)，得到截留物，調(diào)節(jié)截留物pH至中性，干燥，即得 小麥醇溶蛋白； 其中： 步驟（1)中所述的溶劑是指堿性醇溶液，其中的堿為〇. 2-0. 5 % NaOH或KOH的堿溶 液，其中的醇為80-95%乙醇或異丙醇水的醇溶液，所述的堿溶液與水的醇溶液的體積比為 45:55-55:45 ； 步驟（2)中所述的濃縮條件為：濃縮溫度45-60°C，絕對壓強5.3Kpa以下，濃縮時間 l〇-50min ； 步驟（4)中所述的浸泡液組分為50-80%濃度的乙醇或異丙醇的水的醇溶液； 步驟（5)中所述的透析袋的截留分子量是30-80kD，透析時間5h以上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟⑶中所述的加酸中和是用HC1溶 液或H2S04溶液調(diào)節(jié)的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（4)和步驟（5)中所述的干燥是 采用熱風干燥，干燥溫度為35-551：，風速為0.1-0.5111/8，相對濕度60 (%以下，或采用流化 床干燥，干燥溫度35-55°C，風速0. 2-2m/s，或采用氣流干燥，干燥溫度為80-120°C，風速 10-20m/s，或采用冷凍干燥，于-18°C以下預冷使物料中心溫度達-10°C，再于200Pa以下壓 力下，使物料的含水量降至13%以下。
4. 一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白，其特征在于通過下列步驟制備得到： (1) 以小麥粉為原料，按8:1-20:1液料比加入溶劑，于35-551：下浸提1.5-411，沉降分 離，得到上清液1 ; (2) 將步驟（1)所得上清液1濃縮至原體積的1/3-1/2,得到濃縮液1 ; (3) 將步驟（2)所得濃縮液1加酸中和，使pH達到6. 5-7. 2,沉降分離，水洗3-5次至 中性，得到沉淀1 ; (4) 按5:1-15:1液料比向步驟（3)所得沉淀1中加浸泡液，于室溫下攪拌浸泡1. 5-4h， 沉降分離，得到上清液2和沉淀2,多次水洗沉淀2至中性，干燥，即得小麥谷蛋白； (5) 取步驟（4)的上清液2經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去大部分乙醇后，將剩余粘稠溶液用透析袋透 析純化，除去剩余的乙醇以及小分子雜質(zhì)，得到截留物，調(diào)節(jié)截留物pH至中性，干燥，即得 小麥醇溶蛋白； 其中： 步驟（1)中所述的溶劑是指堿性醇溶液，其中的堿為〇. 2-0. 5%濃度的NaOH或K0H的 堿溶液，其中的醇為80-95%乙醇或異丙醇水的醇溶液，所述的堿溶液與水的醇溶液的體積 比為 45:55-55:45 ; 步驟（2)中所述的濃縮條件為：濃縮溫度45-60°C、絕對壓強5. 3Kpa以下，濃縮時間 l〇-50min ； 步驟（4)中所述的浸泡液組分為50-80%濃度的乙醇或異丙醇的水的醇溶液； 步驟（5)中所述的透析袋的截留分子量是30-80kD，透析時間5h以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的小麥醇溶蛋白和谷蛋白，其特征在于：步驟（3)中所述的加 酸中和是用HC1溶液或H2S04溶液調(diào)節(jié)的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的小麥醇溶蛋白和谷蛋白，其特征在于：步驟（4)和步驟（5) 中所述的干燥是采用熱風干燥，干燥溫度為35-55°C，風速為0. 1-0. 5m/s，相對濕度60% 以下，或采用流化床干燥，干燥溫度35-55°C,風速0. 2-2m/s，或采用氣流干燥，干燥溫度為 80-120°C，風速10_20m/s，或采用冷凍干燥，于-18°C以下預冷使物料中心溫度達-10°C，再 于200Pa以下壓力下，使物料的含水量降至13%以下。
7. 權(quán)利要求4所述的一種小麥醇溶蛋白和谷蛋白在米或面制品以及凝膠食品中的應(yīng) 用。
8. 如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其中所述的米、面制品包括饅頭、面條、面包、米粉、軟糖 以及由米、面制品制成的凝膠食品。
【文檔編號】A23J1/12GK104365990SQ201410670110
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】趙思明, 趙阿丹, 熊善柏, 豁銀強, 牛猛, 劉友明 申請人:華中農(nóng)業(yè)大學