酶法水解植物蛋白概况
李宏凯
(天津春发食品配料有限公司,天津 300300)
摘 要:总结了传统酸法HVP的生产、特点,酶法水解植物蛋白的研究现状。是水解迅速、彻底,成本低、投资小,广泛用于多种食品之中。、多糖大部分被破坏,导致水解液呈棕黑色。,。食品安全越来越受到重视,。,能最大限度保留原料的风味,。酶法水解植物蛋白的水解温度通常在～65之间48h不等,所用酶包括内切蛋白酶和外切蛋白酶。,。酶法水解植物蛋白的成功开发有助于保证食品安全,,。
;植物蛋白;氯丙醇
:TS20213 文献标识码:A 文章编号:1006-2513(2010)04-0233-05
Overviewofenzymatichydrolysisvegetableprotein
LIHong2kai
(TianjinChunfaFoodIngredientsCo.,Ltd.,Tianjin300300)
Abstract:Thispapersummarizedtheproduction,characteristicofacidhydrolyzedvegetableprotein,theresearchofenzymatichydrolysisvegetableprotein.ThecharacteristicofacidHVPisrapid,absolute,lowcost.Itiswidelyappliedinvariousfood.Thedisadvantageissomeaminoacidaredestroyed,andmostofmonose,polysaccharidearedestroyed,whichresultsinthehydrolysisproductdarkbrown.Themostimportantpointischlorohydrine,thatisformedintheprocess,whichisoftoxicityandcarcinogenicity.Peopleputmoreattentiontofoodsafety,sotheresearchofEHVPin2creaserecently.Theadvantageofenzymatichydrolisisisnotdestroyingaminoacid,keepingmosttheflavorofrawmate2rials,agreatlotsmallmoleculepeptidesformedinthehydrolysisproduct.Besideschlorohydrineisn’tfounded.GeneralhydrolysistemperatureofEHVPisbetween45～65℃,hydrolysistimeisbetween3～48hr,theusedenzymeincludeendopeptidaseandexopeptidase.ThecostforproductEHVPisrelativelyhigh.Thedegreeofhydrolyzationisrelativelylow.ThesuccessfuldevelopmentofEHVPassuresthefoodsafety,stepsupthequalityofproductandstrengthforcom2petition.
Keywords:enzymatichydrolysis;vegetableprotein;chlorohydrine
1 前言
水解植物蛋白(Hydrolyzedvegetableprotein)
收稿日期:2009-04-23
简称HVP,是美拉德反应的重要前体原料。植物蛋白包括大豆粕、花生粕、玉米蛋白、小麦蛋白
作者简介:李文方,男(1968-),工程师,硕士,主要从事肉味香精领域的研究开发。
233
等植物加工副产品。水解方法主要以酸法为主,这项技术最早由瑞士的JuliusMaggi在1866年开发,主要用于汤的制作。酸水解蛋白是雀巢公司早期的几个重要产品之一,推出后在欧洲颇畅销。在二战之前,美国的HVP主要是由日本供应,由于担心战争造成缺货,美国的食品工业也从20世纪40年代开始发展HVP的制造技术。我国的HVP开发技术始于20世纪90年代初期,但发展势头迅猛。酸水解植物蛋白广泛用于多种食品之中,但由于这种食品原料中含有致癌物质氯丙醇,限制了HVP在食品工业中的进一步应用。世界上不少国家已出台相关法规,中的氯丙醇含量做出限制,超标的食品。
(olyzedvegetablepr),,历史较短。由于条件温和,不产生有毒的氯丙醇。在食品安全要求越来越严格的情况下,得到了企业的重视
[1]
表1 酸水解植物蛋白调味液理化指标
项 目
可溶性无盐固形物,g/100mL ≥全氮(以氮计),g/100mL ≥氨基酸态氮(以氮计),g/100mL ≥
pH
指 标
[**************]80～5120
尽管如此,:
(1);胱氨酸被水解为半胱;;丝氨酸和苏氨酸被部分破坏,破坏率分别在10%和5%;
(2)单糖、多糖大部分被破坏,导致水解液颜色呈棕黑色;
(3)更为严重的是酸法水解过程中,由于植物蛋白原料中的残留油脂会发生水解反应生成丙三醇,再与盐酸进一步生成氯丙醇类物质,如3-氯-1,2-丙二醇(3-chloro-1,2-propane2dio1)和1,3-二氯-2-丙醇(1,3-dichloro-2-propano1)。此类氯丙醇物质有一定的毒性,且有一定的致癌性。我国生产的部分调味品由于添加了酸法HVP,存在氯丙醇含量超标的问题,曾一度遭到欧美发达国家的抵制。
氯丙醇的英文名称为chlorohydrine,主要包括3-氯-1,2-丙二醇(3-chloro-1,2-pro2panedio1)(简称为3-MCPD)、l,3-二氯-2-丙醇(1,3-dic-hloro-2-propano1)(简称为1,3-DCP)、2,3-二氯-1-丙醇(2,3-di2chloro-1-propano1)(简称为2,3-DCP)。美国食品用化学品法规(FCC)1998年第四版规定,酸水解蛋白中氯丙醇限量为:3-MCPD≤1mg/kg,1,3-DCP≤0105mg/kg,2,3-DCP≤0105mg/kg;部分欧盟国家检测的测试低限为:3-MCPD≤015mg/kg,1,3-DCP≤0105mg/kg,2,3-DCP≤0105mg/kg;1998年英国FAC(FoodAdvisoryCommittee)规定,食品及食品原料中3-MCPD含量必须小于0101mg/kg,这是欧
[3]
盟最严格的要求。我国的酸水解植物蛋白调味液标准SB10338-2000中规定:3-MCPD≤1mg/kg。
。
2 传统HVP生产
制造HVP常用的原料是花生粕、大豆粕、小麦蛋白等植物型加工副产品。常用的酸为盐酸,因其便宜,且其中和后的产物为食盐。食盐在调味品中可以用作增味剂。常用的水解方法是:用3～6mol/L的盐酸在100～125℃之间水解4～24h,采用碳酸钠或氢氧化钠中和,然后再以活
性炭过滤。在中和的过程中,均匀的搅拌非常重要,以避免局部的碱浓度过高而导致某些敏感氨基酸分解。不同等级的活性炭过滤及不同的处理方式,都会影响到最终产品中的部分或全部芳香氨基酸的含量,尤其是酪氨酸、苯丙氨酸。酸水解液中的一些杂质也会在活性炭处理过程中被除去。
酸水解法生产HVP的特点是水解迅速彻底,大部分蛋白质水解成L型氨基酸,不产生消旋作用。酸水解法生产HVP具有成本低、投资小的特点,是历史最悠久、使用最广泛的生产方法。酸水解植物蛋白调味液标准SB10338-2000理化指标见表1。
[2]
,其
234
为解决酸法HVP的氯丙醇问题可以从三方面入手。其一是将原料中残留的油脂去除,目前还未见这方面的有关报道,可见在工艺上存在一定的难度;其二是改良水解工艺,例如采取酶解和酸解工艺相结合;其三是水解后增加对产品的后处理,可以采用减压蒸馏法、碱处理法、凝胶渗透色谱法等方法。但目前这些方法还存在着很多不足,有的方法耗时太长或耗能太大;有的方法操作繁琐,给工业应用带来困难;有的方法易污染杂菌,导致水解液变质发臭;有的方法使香气和风味成分减少,改变了产品的感官品质;有的方法生产成本太高;低。随着人们食品安全意识的增强,题越来越制约酸法HVP(3)不产生有害的氯丙醇;
(4)水解产物除含有游离氨基酸外,还含有
大量呈味小分子肽。
酶法水解的缺点在于:
(1)酶制剂较为昂贵,生产成本较高;
(2)由于酶具有较强的专一性,蛋白质的三级结构、氨基酸序列均对酶解有较大影响,水解程度相对较低;
(3),深度,2 大豆蛋白的HVP和EVP中游离氨基酸占总蛋白的比例
氨基酸
酸水解液
(6h)[***********][***********][***********][***********]70164
酶水解液
(4h)[***********][***********][***********][***********]011030161
酶水解液
(10h)[***********][***********][***********][***********]011543182
3 ,酶法水解具有条件温和、副反应少、不破坏敏感氨基酸、水解程度容易控制的特点。特别是不使用盐酸,不生成致癌物氯丙醇,具有不可比拟的优点。因此,酶法水解工艺越来越受到重视。酶制剂公司和HVP生产厂家不断进行深入研究
[4-6]
AspGluAsnGlnLysArgProGlyAlaValSerThrIleLeuPheTrpTyrMetCya
。
酶法水解温度通常在45～60℃之间,水解时间则从3～48h不等,水解程度受酶的种类和活力、专一性、pH、底物浓度、水解温度、水解时间等诸多因素的影响。如何以较低的生产成本获得较高的水解度是生产EVP的难点。对于植物性蛋白,80～85℃、5～10min的预处理以破坏蛋白质的三级结构,有助于进一步提高水解度。由于蛋白酶具有底物专一性,如羧肽酶从多肽羧基端将氨基酸水解下来;氨肽酶从多肽氨基端将氨基酸水解下来;胰蛋白酶专一性水解赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸。采用多种外切酶和内切酶复合使用,在相对较低的温度下长时间水解是通用工艺。另外,酶解温度的选择也较为重要,温度太低,不仅酶解速度慢,而且酶解液容易腐败变质;温度太高,蛋白酶容易失活导致水解度降低。酶法水解与酸法水解相比具有如下优点:
(1)水解条件温和,对敏感氨基酸无破坏作用;
(2)能最大限度保留原料的风味;
合计
235
表2为HVP和EVP的游离氨基酸分析。表中列出了酸法水解大豆蛋白(4mol/L盐酸,125℃,6h)和酶法水解大豆蛋白
(Flavourzyme
6600活力单位/100g和Alcalase214活力单位/100g)的水解液中游离氨基酸的种类和比例。可
[1]
最佳工艺条件:As11398中性酶400活力单位/g,Flavourzyme复合风味蛋白酶200活力单位/g,酶解温度55℃,pH715,酶解时间2h,相应的肽产率约为32%。
Alcalase碱性内切蛋白酶水解大豆蛋白的最
以看出,酸水解植物蛋白和酶水解植物蛋白在水解度和游离氨基酸的组成上有较大的区别。
(1)酸水解法的水解度明显高于酶水解法;
(2)由于强酸的破坏作用,HVP中天冬酰氨
酸Asn和谷氨酰氨酸Gln被水解为天门冬氨酸Asp和谷氨酸Glu而无法检出,Trp被破坏,含量
佳水解条件:底物质量浓度为60g/L,pH值为715,水解温度为60℃,酶/底物比为40mL/kg,水解时间为10h。水解度为89112%。
[12]
研究了Novo公司)。酶解50℃,pH615,底物浓度,80活力单位/g,水解时间7h。反应最终可得蛋白质提取率和游离氨基酸均很高、且没有苦味的植物蛋白水解液。其中蛋白质提取率可达52%,酶解液中游离氨基酸含量可达3144%。
天津科技大学食品科学与生物工程学院的武[13]
彦文等研究了酶法水解植物蛋白制备肉味香精的工艺条件。其最佳条件是:将豆粕粉用2%复合胰酶水解后,添加6%葡萄糖、018%L-半胱氨酸和014%DL-蛋氨酸,在115℃下反应60min。反应产物香气强烈、协调。
[14]
郑州牧业工程高等专科学校张雪等人利用蛋白酶(天津利华酶制剂厂)水解豆粕。先将豆粕粉碎(过100目筛)、浸润和热处理。原料预处理条件为液固比10∶1,温度100℃,时间30min。先加入promod278内切蛋白酶,水解2h,调整水解液pH后加入具有内切和外切酶特性的混合酶promod279继续水解2h,最后加入外肽酶切除多肽键上的疏水基部分以降低苦味。一般较理想的水解度是控制氨基氮与总氮之比为1∶10。
[15]
南宁职业技术学院的范恒君以豆粕为原料,对蛋白酶(武汉某生物工程有限公司)水解植物蛋白的条件进行了研究。在酶解反应中,各因素对酶解作用的影响大小顺序是:酶解时间>pH>酶用量>酶解温度。酶解反应的最适作用条
[11]
远低于EVP;
(3)由于Flavourzyme有酸性氨基酸(Gln、AsA和Pro,(游离氨基酸/之间;在HVP中90%以上;
(4)大分子量疏水性氨基酸和碱性氨基酸在HVP中的释放率分别在70%和60%左右,在EVP中的释放率均在80%以上。
4 研究现状
大连轻工业学院钱方等人研究酶解大豆蛋白较多。以大豆分离蛋白为底物,通过单因素分析、正交试验以及水解蛋白曲线的分析,确定了胃蛋白酶水解大豆蛋白的最佳水解条件:pH为210,水解温度为37℃,酶与底物比为710%(质量百分比),底物质量浓度为0104kg/L,水解时间为24h。对胃蛋白酶水解大豆蛋白产生的苦味肽进行粗分,得到3个苦味肽粗品,相对分子量为868、651和361
[8]
[7]
。
为了研究酶解大豆蛋白之苦味,在相同条件下将5种不同的蛋白酶分别作用于大豆分离蛋白
[9]
。结果发现无锡酶制剂厂生产的HAP低温碱
性蛋白酶和1398中性蛋白酶、丹麦Novo公司的Flavourzyme复合风味蛋白酶不易产生苦味,而胃
蛋白酶和丹麦Novo公司的Alcalase碱性内切酶较易产生苦味。
还进行了脱脂豆粕的酶法水解生产大豆肽的研究
[10]
件为:酶解温度45℃、pH510和酶用量3000活力单位/g。豆粕的水解度随时间的延长而增大,水解8h后,水解产物的氮收率和水解度分别55146%和43104%。在同样条件下,水解油菜饼,水解产物氮收率和水解度分别为57159%和44165%。
北京工商大学化学与环境工程学院的李大
。先将豆粕粉碎,再进行浸提蛋白,酶解
等操作。脱脂豆粕蛋白浸出的温度为50℃。酶解
236
明、宋焕禄、祖道海用几种常用蛋白酶对豆粕进行酶解研究。其中包括:复合风味酶F(Fla2vozyme)、复合内切酶P(Protamex)和碱性内切酶(Alcalase),均为NovoNodisk公司生产。利用均匀设计安排试验,确定最佳酶解条件:酶解温度51℃;pH为619;F∶P=3∶1;加酶量为4%;酶解时间为8h。水解度为28%。
酶水解植物蛋白的成功开发和应用,将提供新型原料。对于改进产品风味,提升产品质量,保证食品安全,提高产品竞争力有十分重要的作用。
参考文献:
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[6]YiFangG,Wu,KeithR,Cadwallader.Characterizationofthe
粮食与食品工业,2006,13(2):20-23.
(上接第190页)
[2]中华人民共和国国家标准.GB2760-81食品添加剂使用卫
水解法制备没食子酸获得成功,用此法生产没食子酸,每吨产品消耗五倍子(含单宁56%以上)2168t,95%硫酸0188t,工业活性碳0125t,转化率约67%。酸碱法制备没食子酸的缺点是严重污染环境,并且对设备要求高,及其他一些问题,酶法制备没食子酸具有化学法不可比拟的优点:反应条件温和,底物转化完全,对环境友好,能耗低等许多优点。如前所述,近期很多研究者开
[5,7,10]
展了酶法转化生产没食子酸的研究。本实验还需进一步研究酶转化法制备没食子酸的工艺优化条件,提高产率;设计黑曲霉单宁酶二步法生产没食子酸的专用反应器;深入研究采用黑曲霉B0201为菌种,利用五倍子为原料,直接生料固体发酵未能产生没食子酸的原因。
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237
酶法水解植物蛋白概况
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摘 要:总结了传统酸法HVP的生产、特点,酶法水解植物蛋白的研究现状。是水解迅速、彻底,成本低、投资小,广泛用于多种食品之中。、多糖大部分被破坏,导致水解液呈棕黑色。,。食品安全越来越受到重视,。,能最大限度保留原料的风味,。酶法水解植物蛋白的水解温度通常在～65之间48h不等,所用酶包括内切蛋白酶和外切蛋白酶。,。酶法水解植物蛋白的成功开发有助于保证食品安全,,。
;植物蛋白;氯丙醇
:TS20213 文献标识码:A 文章编号:1006-2513(2010)04-0233-05
Overviewofenzymatichydrolysisvegetableprotein
LIHong2kai
(TianjinChunfaFoodIngredientsCo.,Ltd.,Tianjin300300)
Abstract:Thispapersummarizedtheproduction,characteristicofacidhydrolyzedvegetableprotein,theresearchofenzymatichydrolysisvegetableprotein.ThecharacteristicofacidHVPisrapid,absolute,lowcost.Itiswidelyappliedinvariousfood.Thedisadvantageissomeaminoacidaredestroyed,andmostofmonose,polysaccharidearedestroyed,whichresultsinthehydrolysisproductdarkbrown.Themostimportantpointischlorohydrine,thatisformedintheprocess,whichisoftoxicityandcarcinogenicity.Peopleputmoreattentiontofoodsafety,sotheresearchofEHVPin2creaserecently.Theadvantageofenzymatichydrolisisisnotdestroyingaminoacid,keepingmosttheflavorofrawmate2rials,agreatlotsmallmoleculepeptidesformedinthehydrolysisproduct.Besideschlorohydrineisn’tfounded.GeneralhydrolysistemperatureofEHVPisbetween45～65℃,hydrolysistimeisbetween3～48hr,theusedenzymeincludeendopeptidaseandexopeptidase.ThecostforproductEHVPisrelativelyhigh.Thedegreeofhydrolyzationisrelativelylow.ThesuccessfuldevelopmentofEHVPassuresthefoodsafety,stepsupthequalityofproductandstrengthforcom2petition.
Keywords:enzymatichydrolysis;vegetableprotein;chlorohydrine
1 前言
水解植物蛋白(Hydrolyzedvegetableprotein)
收稿日期:2009-04-23
简称HVP,是美拉德反应的重要前体原料。植物蛋白包括大豆粕、花生粕、玉米蛋白、小麦蛋白
作者简介:李文方,男(1968-),工程师,硕士,主要从事肉味香精领域的研究开发。
233
等植物加工副产品。水解方法主要以酸法为主,这项技术最早由瑞士的JuliusMaggi在1866年开发,主要用于汤的制作。酸水解蛋白是雀巢公司早期的几个重要产品之一,推出后在欧洲颇畅销。在二战之前,美国的HVP主要是由日本供应,由于担心战争造成缺货,美国的食品工业也从20世纪40年代开始发展HVP的制造技术。我国的HVP开发技术始于20世纪90年代初期,但发展势头迅猛。酸水解植物蛋白广泛用于多种食品之中,但由于这种食品原料中含有致癌物质氯丙醇,限制了HVP在食品工业中的进一步应用。世界上不少国家已出台相关法规,中的氯丙醇含量做出限制,超标的食品。
(olyzedvegetablepr),,历史较短。由于条件温和,不产生有毒的氯丙醇。在食品安全要求越来越严格的情况下,得到了企业的重视
[1]
表1 酸水解植物蛋白调味液理化指标
项 目
可溶性无盐固形物,g/100mL ≥全氮(以氮计),g/100mL ≥氨基酸态氮(以氮计),g/100mL ≥
pH
指 标
[**************]80～5120
尽管如此,:
(1);胱氨酸被水解为半胱;;丝氨酸和苏氨酸被部分破坏,破坏率分别在10%和5%;
(2)单糖、多糖大部分被破坏,导致水解液颜色呈棕黑色;
(3)更为严重的是酸法水解过程中,由于植物蛋白原料中的残留油脂会发生水解反应生成丙三醇,再与盐酸进一步生成氯丙醇类物质,如3-氯-1,2-丙二醇(3-chloro-1,2-propane2dio1)和1,3-二氯-2-丙醇(1,3-dichloro-2-propano1)。此类氯丙醇物质有一定的毒性,且有一定的致癌性。我国生产的部分调味品由于添加了酸法HVP,存在氯丙醇含量超标的问题,曾一度遭到欧美发达国家的抵制。
氯丙醇的英文名称为chlorohydrine,主要包括3-氯-1,2-丙二醇(3-chloro-1,2-pro2panedio1)(简称为3-MCPD)、l,3-二氯-2-丙醇(1,3-dic-hloro-2-propano1)(简称为1,3-DCP)、2,3-二氯-1-丙醇(2,3-di2chloro-1-propano1)(简称为2,3-DCP)。美国食品用化学品法规(FCC)1998年第四版规定,酸水解蛋白中氯丙醇限量为:3-MCPD≤1mg/kg,1,3-DCP≤0105mg/kg,2,3-DCP≤0105mg/kg;部分欧盟国家检测的测试低限为:3-MCPD≤015mg/kg,1,3-DCP≤0105mg/kg,2,3-DCP≤0105mg/kg;1998年英国FAC(FoodAdvisoryCommittee)规定,食品及食品原料中3-MCPD含量必须小于0101mg/kg,这是欧
[3]
盟最严格的要求。我国的酸水解植物蛋白调味液标准SB10338-2000中规定:3-MCPD≤1mg/kg。
。
2 传统HVP生产
制造HVP常用的原料是花生粕、大豆粕、小麦蛋白等植物型加工副产品。常用的酸为盐酸,因其便宜,且其中和后的产物为食盐。食盐在调味品中可以用作增味剂。常用的水解方法是:用3～6mol/L的盐酸在100～125℃之间水解4～24h,采用碳酸钠或氢氧化钠中和,然后再以活
性炭过滤。在中和的过程中,均匀的搅拌非常重要,以避免局部的碱浓度过高而导致某些敏感氨基酸分解。不同等级的活性炭过滤及不同的处理方式,都会影响到最终产品中的部分或全部芳香氨基酸的含量,尤其是酪氨酸、苯丙氨酸。酸水解液中的一些杂质也会在活性炭处理过程中被除去。
酸水解法生产HVP的特点是水解迅速彻底,大部分蛋白质水解成L型氨基酸,不产生消旋作用。酸水解法生产HVP具有成本低、投资小的特点,是历史最悠久、使用最广泛的生产方法。酸水解植物蛋白调味液标准SB10338-2000理化指标见表1。
[2]
,其
234
为解决酸法HVP的氯丙醇问题可以从三方面入手。其一是将原料中残留的油脂去除,目前还未见这方面的有关报道,可见在工艺上存在一定的难度;其二是改良水解工艺,例如采取酶解和酸解工艺相结合;其三是水解后增加对产品的后处理,可以采用减压蒸馏法、碱处理法、凝胶渗透色谱法等方法。但目前这些方法还存在着很多不足,有的方法耗时太长或耗能太大;有的方法操作繁琐,给工业应用带来困难;有的方法易污染杂菌,导致水解液变质发臭;有的方法使香气和风味成分减少,改变了产品的感官品质;有的方法生产成本太高;低。随着人们食品安全意识的增强,题越来越制约酸法HVP(3)不产生有害的氯丙醇;
(4)水解产物除含有游离氨基酸外,还含有
大量呈味小分子肽。
酶法水解的缺点在于:
(1)酶制剂较为昂贵,生产成本较高;
(2)由于酶具有较强的专一性,蛋白质的三级结构、氨基酸序列均对酶解有较大影响,水解程度相对较低;
(3),深度,2 大豆蛋白的HVP和EVP中游离氨基酸占总蛋白的比例
氨基酸
酸水解液
(6h)[***********][***********][***********][***********]70164
酶水解液
(4h)[***********][***********][***********][***********]011030161
酶水解液
(10h)[***********][***********][***********][***********]011543182
3 ,酶法水解具有条件温和、副反应少、不破坏敏感氨基酸、水解程度容易控制的特点。特别是不使用盐酸,不生成致癌物氯丙醇,具有不可比拟的优点。因此,酶法水解工艺越来越受到重视。酶制剂公司和HVP生产厂家不断进行深入研究
[4-6]
AspGluAsnGlnLysArgProGlyAlaValSerThrIleLeuPheTrpTyrMetCya
。
酶法水解温度通常在45～60℃之间,水解时间则从3～48h不等,水解程度受酶的种类和活力、专一性、pH、底物浓度、水解温度、水解时间等诸多因素的影响。如何以较低的生产成本获得较高的水解度是生产EVP的难点。对于植物性蛋白,80～85℃、5～10min的预处理以破坏蛋白质的三级结构,有助于进一步提高水解度。由于蛋白酶具有底物专一性,如羧肽酶从多肽羧基端将氨基酸水解下来;氨肽酶从多肽氨基端将氨基酸水解下来;胰蛋白酶专一性水解赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸。采用多种外切酶和内切酶复合使用,在相对较低的温度下长时间水解是通用工艺。另外,酶解温度的选择也较为重要,温度太低,不仅酶解速度慢,而且酶解液容易腐败变质;温度太高,蛋白酶容易失活导致水解度降低。酶法水解与酸法水解相比具有如下优点:
(1)水解条件温和,对敏感氨基酸无破坏作用;
(2)能最大限度保留原料的风味;
合计
235
表2为HVP和EVP的游离氨基酸分析。表中列出了酸法水解大豆蛋白(4mol/L盐酸,125℃,6h)和酶法水解大豆蛋白
(Flavourzyme
6600活力单位/100g和Alcalase214活力单位/100g)的水解液中游离氨基酸的种类和比例。可
[1]
最佳工艺条件:As11398中性酶400活力单位/g,Flavourzyme复合风味蛋白酶200活力单位/g,酶解温度55℃,pH715,酶解时间2h,相应的肽产率约为32%。
Alcalase碱性内切蛋白酶水解大豆蛋白的最
以看出,酸水解植物蛋白和酶水解植物蛋白在水解度和游离氨基酸的组成上有较大的区别。
(1)酸水解法的水解度明显高于酶水解法;
(2)由于强酸的破坏作用,HVP中天冬酰氨
酸Asn和谷氨酰氨酸Gln被水解为天门冬氨酸Asp和谷氨酸Glu而无法检出,Trp被破坏,含量
佳水解条件:底物质量浓度为60g/L,pH值为715,水解温度为60℃,酶/底物比为40mL/kg,水解时间为10h。水解度为89112%。
[12]
研究了Novo公司)。酶解50℃,pH615,底物浓度,80活力单位/g,水解时间7h。反应最终可得蛋白质提取率和游离氨基酸均很高、且没有苦味的植物蛋白水解液。其中蛋白质提取率可达52%,酶解液中游离氨基酸含量可达3144%。
天津科技大学食品科学与生物工程学院的武[13]
彦文等研究了酶法水解植物蛋白制备肉味香精的工艺条件。其最佳条件是:将豆粕粉用2%复合胰酶水解后,添加6%葡萄糖、018%L-半胱氨酸和014%DL-蛋氨酸,在115℃下反应60min。反应产物香气强烈、协调。
[14]
郑州牧业工程高等专科学校张雪等人利用蛋白酶(天津利华酶制剂厂)水解豆粕。先将豆粕粉碎(过100目筛)、浸润和热处理。原料预处理条件为液固比10∶1,温度100℃,时间30min。先加入promod278内切蛋白酶,水解2h,调整水解液pH后加入具有内切和外切酶特性的混合酶promod279继续水解2h,最后加入外肽酶切除多肽键上的疏水基部分以降低苦味。一般较理想的水解度是控制氨基氮与总氮之比为1∶10。
[15]
南宁职业技术学院的范恒君以豆粕为原料,对蛋白酶(武汉某生物工程有限公司)水解植物蛋白的条件进行了研究。在酶解反应中,各因素对酶解作用的影响大小顺序是:酶解时间>pH>酶用量>酶解温度。酶解反应的最适作用条
[11]
远低于EVP;
(3)由于Flavourzyme有酸性氨基酸(Gln、AsA和Pro,(游离氨基酸/之间;在HVP中90%以上;
(4)大分子量疏水性氨基酸和碱性氨基酸在HVP中的释放率分别在70%和60%左右,在EVP中的释放率均在80%以上。
4 研究现状
大连轻工业学院钱方等人研究酶解大豆蛋白较多。以大豆分离蛋白为底物,通过单因素分析、正交试验以及水解蛋白曲线的分析,确定了胃蛋白酶水解大豆蛋白的最佳水解条件:pH为210,水解温度为37℃,酶与底物比为710%(质量百分比),底物质量浓度为0104kg/L,水解时间为24h。对胃蛋白酶水解大豆蛋白产生的苦味肽进行粗分,得到3个苦味肽粗品,相对分子量为868、651和361
[8]
[7]
。
为了研究酶解大豆蛋白之苦味,在相同条件下将5种不同的蛋白酶分别作用于大豆分离蛋白
[9]
。结果发现无锡酶制剂厂生产的HAP低温碱
性蛋白酶和1398中性蛋白酶、丹麦Novo公司的Flavourzyme复合风味蛋白酶不易产生苦味,而胃
蛋白酶和丹麦Novo公司的Alcalase碱性内切酶较易产生苦味。
还进行了脱脂豆粕的酶法水解生产大豆肽的研究
[10]
件为:酶解温度45℃、pH510和酶用量3000活力单位/g。豆粕的水解度随时间的延长而增大,水解8h后,水解产物的氮收率和水解度分别55146%和43104%。在同样条件下,水解油菜饼,水解产物氮收率和水解度分别为57159%和44165%。
北京工商大学化学与环境工程学院的李大
。先将豆粕粉碎,再进行浸提蛋白,酶解
等操作。脱脂豆粕蛋白浸出的温度为50℃。酶解
236
明、宋焕禄、祖道海用几种常用蛋白酶对豆粕进行酶解研究。其中包括:复合风味酶F(Fla2vozyme)、复合内切酶P(Protamex)和碱性内切酶(Alcalase),均为NovoNodisk公司生产。利用均匀设计安排试验,确定最佳酶解条件:酶解温度51℃;pH为619;F∶P=3∶1;加酶量为4%;酶解时间为8h。水解度为28%。
酶水解植物蛋白的成功开发和应用,将提供新型原料。对于改进产品风味,提升产品质量,保证食品安全,提高产品竞争力有十分重要的作用。
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(上接第190页)
[2]中华人民共和国国家标准.GB2760-81食品添加剂使用卫
水解法制备没食子酸获得成功,用此法生产没食子酸,每吨产品消耗五倍子(含单宁56%以上)2168t,95%硫酸0188t,工业活性碳0125t,转化率约67%。酸碱法制备没食子酸的缺点是严重污染环境,并且对设备要求高,及其他一些问题,酶法制备没食子酸具有化学法不可比拟的优点:反应条件温和,底物转化完全,对环境友好,能耗低等许多优点。如前所述,近期很多研究者开
[5,7,10]
展了酶法转化生产没食子酸的研究。本实验还需进一步研究酶转化法制备没食子酸的工艺优化条件,提高产率;设计黑曲霉单宁酶二步法生产没食子酸的专用反应器;深入研究采用黑曲霉B0201为菌种,利用五倍子为原料,直接生料固体发酵未能产生没食子酸的原因。
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