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超高压-限制性酶解法降低豆乳粉致敏性工艺优化

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-02-01
核心提示:传统工艺技术制得的豆乳粉具有致敏性,致敏蛋白主要是大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、Gly m Bd 30 kD a(P34)和GIy m Bd 28 kDa。
   传统工艺技术制得的豆乳粉具有致敏性,致敏蛋白主要是大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白、Gly m Bd 30 kD a(P34)和GIy m Bd 28 kDa。目前,酶解是降低大豆致敏性最有效的方法,但酶解的主要缺点是不完全破坏抗原表位且形成强烈的苦味,不利于豆乳粉在国内外的市场推广。近年来,有利用超高压处理技术降低大豆蛋白致敏性,研究表明,相对于其他物理方法,超高压处理对大豆蛋白致敏性降低率最大。超高压主要是改变蛋白的三级、四级结构,使蛋白结构展开,主要以氢键、疏水相互作用维持,改变与过敏相关的抗原表位,降低致敏性。
 
  目前,已有研究报道采用超高压协同限制性酶解降低大豆蛋白致敏性,然而将该技术应用到豆乳粉加工中的研究尚鲜见报道。东北农业大学食品学院的江连洲、寻崇荣、綦玉曼、谢凤英*等人以传统湿法加工技术制备豆乳粉为基础,利用超高压协同限制性酶解以降低豆乳粉致敏性,通过响应面法对超高压-限制性酶解工艺进行优化,以得到低致敏性豆乳粉;对豆乳粉的蛋白质分散指数、蛋白质体外消化率、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)图谱及感官评价进行分析,为低致敏性豆乳粉的生产加工提供理论支撑。
 
  1、超高压工艺单因素试验结果
 
  01
 
  超高压处理压强对降低豆乳粉致敏性的影响
 
  当超高压处理压强从0 MPa升高到300 MPa时,豆乳粉中过敏原含量随压强的增加而显着减少(P<0.05),继续增加压强,豆乳粉中过敏原含量变化不显着(P>0.05)。结果表明,超高压处理对限制性酶解降低豆乳粉致敏性有协同作用,在处理压强为300 MPa时,豆乳粉过敏原含量最少,降低致敏性效果最好。
 
  02
 
  超高压处理时间对降低豆乳粉致敏性的影响
 
  当超高压时间由0 min延长到15 min时,豆乳粉中过敏原含量随着超高压时间的延长而显着性减少(P<0.05),而超过15 min后继续延长超高压时间,过敏原含量有增加趋势,但变化不显着(P>0.05)。
 
  03
 
  超高压处理温度对降低豆乳粉致敏性的影响
 
  过敏原含量随超高压处理温度的不同有显着变化(P<0.05),处理温度由10 ℃升高到30 ℃时,过敏原含量随温度的升高逐渐增加;继续升高温度至50 ℃时,过敏原含量随温度的升高而减少,50 ℃时过敏原含量最低;继续升高温度,过敏原含量增加。原因可能是温度不同,导致蛋白结构展开程度、柔性蛋白含量及抗原表位暴露程度的不同,对下一酶解工艺的酶促反应阶段产生不同的影响;温度变化也可能改变蛋白在乳液油水界面的吸附形式,抗原表位包裹于蛋白分子内部,或者破坏蛋白质的抗原表位,影响豆乳粉中的过敏原含量。
 
  2、限制性酶解工艺单因素试验结果
 
  01
 
  酶解时间对降低豆乳粉致敏性的影响
 
  当酶解时间从0 min延长到60 min时,豆乳粉中过敏原含量显着减少(P<0.05),酶解时间为60 min时,豆乳粉中过敏原含量仅为1.21 mg/g,继续延长酶解时间,过敏原含量变化不显着(P>0.05)。与未酶解的豆乳粉(酶解时间0 min)相比,豆乳粉中过敏原含量显着下降,说明经超高压处理后酶解可显着降低豆乳粉致敏性,进一步说明限制性酶解与超高压对降低豆乳粉致敏性的协同作用。
 
  02
 
  酶添加量对降低豆乳粉致敏性的影响
 
  酶解后豆乳粉过敏原含量显着减少(P<0.05),与只超高压处理的豆乳粉相比,过敏原含量减少了42.48%。随着酶添加量的增加,豆乳粉中过敏原含量逐渐减少,酶添加量为0.3 U/g时,继续增加酶添加量,过敏原含量变化不大(P>0.05)。进一步说明限制性酶解与超高压在降低致敏性方面的协同作用。
 
  3、超高压-限制性酶解降低豆乳粉致敏性的响应面优化试验结果
 
  为适应生产,将制备条件优化为超高压处理压强320.00 MPa、超高压处理时间15 min、酶解时间60 min、酶添加量0.3 U/g,此条件下豆乳粉的致敏性降低率为88.09%,说明响应值的实验值与回归方程预测值吻合良好。由感官评价的结果可知,此条件下得到的豆乳粉有微苦味,以豆乳粉-木糖醇质量比为1∶3调配后,豆乳粉没有苦味,为低致敏性豆乳粉的加工推广提供实验参考。
 
  4、不同工艺豆乳粉溶解性、蛋白质消化率及过敏原含量的对比分析
 
  与传统湿法工艺相比,经超高压、酶解、超高压-限制性酶解工艺制备的豆乳粉,其溶解性及蛋白质消化率均显着增加(P<0.05),过敏原含量显着减少(P<0.05),且与单独超高压处理制备的豆乳粉相比,单独酶解制备的豆乳粉蛋白质消化率显着提高,过敏原含量显着减少,但蛋白质分散指数变化不显着(P>0.05)。
 
  结 论
 
  本实验对超高压-限制性酶解制备低致敏性豆乳粉工艺进行研究,单因素试验表明超高压处理压强、超高压处理时间、超高压处理温度、酶解时间及酶添加量对豆乳粉中抗敏原含量均有显着影响。由响应面分析结果可知,超高压-限制性酶解最优工艺参数为超高压处理压强320.00 MPa、超高压处理时间15 min、酶解时间60 min、酶添加量0.3 U/g,此条件下致敏性降低率为88.09%,但制备的豆乳粉具有微苦味,需进行豆乳粉-木糖醇质量比为1∶3的调配后遮蔽苦味。且分别采用离心法、体外模拟胃肠道消化及夹心式酶联免疫法对比不同工艺制备豆乳粉的溶解性、蛋白质消化率及过敏原含量,结果发现与传统湿法工艺相比,经超高压、酶解、超高压-限制性酶解工艺制备的豆乳粉,其溶解性及蛋白质消化率均显着增加(P<0.05),过敏原含量显着减少(P<0.05),且超高压与限制性酶解具有协同作用,与单独超高压和酶解处理相比,该工艺制备豆乳粉的蛋白质消化率显着提高,过敏原含量显着减少。由SDS-PAGE分析可知传统湿法工艺制备豆乳粉主要致敏蛋白为β-伴大豆球蛋白及大豆球蛋白;经超高压制备的豆乳粉与传统湿法工艺相比,SDS-PAGE图谱变化不大;限制性酶解处理可完全降解豆乳粉的β-伴大豆球蛋白,保留少量大豆球蛋白G2碱性链;经超高压-限制性酶解工艺得到的豆乳粉,β-伴大豆球蛋白已完全降解,部分大豆球蛋白G2碱性链及分子质量低于11 kDa的小分子肽进一步降解为游离氨基酸,进一步说明超高压与限制性酶解对降低致敏性的协同效应。
 
 
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