一种简单、高效的利用小麦蛋白制备咸味肽的方法

技术领域

本发明属于小麦蛋白的深加工技术领域，具体涉及一种简单、高效的利用小麦蛋白制备咸味肽的方法。

背景技术

食盐是最基础的咸味剂，但长期摄入高钠食物容易导致钠的滞留，引起心血管病、高血压及其它疾病。咸味肽产品可以有效替代食盐，在保证咸味的同时避免高钠的摄入，其研发响应了国家政策号召，满足人们对食品健康、营养的需求。尤其对于需低钠食品的特殊群体来说，咸味肽产品更是有着巨大的潜在价值。

咸味肽是以动植物蛋白为原料，通过酶解制成的具有一定咸味的小分子肽类物质。CN110623244A、CN101822308B、CN105995912A、CN110074380A、CN109182426A等公开了以动物蛋白为原料制备咸味肽的方法，制备工艺涉及破碎、脱脂、酶解、发酵、超滤、离心、浓缩、干燥、美拉德反应修饰等，工艺复杂，成本较高。CN101703145B、CN104388513A、CN113881744A、CN102224921B等公开了以植物蛋白为原料制备咸味香精的技术，其中涉及多种酶分步酶解，物理处理辅助酶解和咸味肽的分离纯化等技术。植物蛋白来源广泛，制备工艺相对简单，但溶解性差，水解度普遍较低，且得到的产品咸度低，往往需要辅助处理来提高酶解度和咸味程度。但这些处理进一步加大了工艺的复杂程度，增加了设备成本，不利于咸味肽产品的生产、应用和推广。

目前，解决动植物蛋白酶解后咸味不突出且风味差的主要方法是美拉德反应，通过添加糖类和氨基酸进行热反应修饰，增加咸味并进行风味修饰。如CN 110623244A通过美拉德反应修饰进一步增强肽降解，生成更多咸味肽，但其分子量集中在500Da以下，咸味程度可代替40％的食盐。但美拉德反应过程复杂，副产物多，不利于控制，难以工业化生产和实际应用。如何提供一种简单、高效的利用蛋白制备咸味肽的方法，既能达到替代食盐的目的，同时又避免副产物的产生，成为本领域技术人员研究的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、高效的利用小麦蛋白制备咸味肽的方法，在保证咸味的同时，解决咸味肽制备工艺复杂，副产物多的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种简单、高效的利用小麦蛋白制备咸味肽的方法，先利用谷朊粉进行酶解获得小麦肽，然后将小麦肽的水溶液加入精氨酸进行热处理，之后干燥获得咸味肽粉。

其中，谷朊粉加水和蛋白酶水解，然后灭酶离心，将上清液或干燥后的肽粉配成水溶液获得小麦肽的水溶液。

可选的，可将谷朊粉加水获得质量体积浓度为4-9％的溶液。

添加的蛋白酶为风味蛋白酶，酶与底物比为2000-5000U/g，酶解时间为2-5h，酶解温度为50℃。优选的，添加的蛋白酶与底物比为3500-5000U/g，酶解时间5h。

灭酶条件为煮沸10min，离心条件为3500rpm离心15min。

上清液干燥成肽粉后可配制成质量体积浓度为5％的水溶液后再加入精氨酸进行热处理。

精氨酸加入的量为小麦肽质量的5％-10％，优选精氨酸添加量为小麦肽质量的5％-8％。

所述的热处理为90-110℃下反应2-4h。

可选的，通过喷雾干燥获得咸味肽。

本发明中所述的酶解以及热处理都不需要调节控制反应体系的pH值。

本发明所述的制备咸味肽的方法，实际上是两个步骤：

1)蛋白酶解：将谷朊粉溶于水，加入风味蛋白酶进行水解，酶解结束后灭酶离心，去除沉淀；

2)热处理：将上述上清液或干燥得到的肽粉重新配成水溶液，加入精氨酸进行热反应修饰，反应结束后干燥制得咸味肽。

本发明提供了一种简单、高效的制备小麦蛋白咸味肽的方法，以谷朊粉为原料，经风味蛋白酶酶解制备咸味酶解物，又通过添加精氨酸进行热反应增强咸味程度得到咸味肽。此法制备的咸味肽主要为小分子多肽，能有效代替食盐，促进人体健康，同时小分子肽有抗氧化、抑菌、抗病毒、调节机体免疫等特性，且易于被人体吸收，具备营养保健功能。

本发明简化了制备工艺，且添加物种类少，无复杂副产物，反应简单易于控制，极大降低了生产成本，便于生产、应用和推广。此法制备的咸味肽咸味突出，咸味程度相当于70％左右的食盐，且分子量重要集中在3000Da以下，营养价值丰富。

本发明创新的通过热反应修饰来增加咸味，仅添加一种氨基酸，不涉及美拉德反应产生的复杂副产物，过程简单易于控制，便于咸味肽的工业化生产和推广应用。其中，本发明的热反应修饰不同于美拉德反应，也不同于有美拉德反应同时存在的添加氨基酸的热反应。以专利申请CN 110623244 A为例，其虽然反应物中也有添加氨基酸，但其反应机理与本申请存在很大差异。其中主要是肽以及氨基酸与糖之间发生羰氨缩合反应，添加的精氨酸与木糖发生反应，生成风味物质，目的在于改善产品风味；此外，通过美拉德反应修饰进一步增强肽降解，从而产生分子量低于500Da的咸味肽。而本发明不添加糖类，仅添加精氨酸进行热反应。精氨酸为碱性氨基酸，游离状态时呈苦味。在热反应体系中，添加的精氨酸可能与脯氨酸、亮氨酸、甘氨酸、缬氨酸等发生交联生成咸味增强肽，使精氨酸苦味消失，咸味明显增强。本发明主要通过肽发生交联来增强咸味，分子量集中在3000Da以下，其中1000-3000Da的肽含量最多。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明涉及的原料和添加物种类少，制备的咸味肽产品咸味突出，在同等浓度下可有效代替70％左右的食盐，且分子量集中在3000Da以下，营养丰富，便于人体吸收。热反应过程简单易于控制，无复杂副产物，适用于工业化生产。

附图说明

图1为小麦蛋白咸味肽的制备工艺流程图；

图2是实施例1中获得肽粉的分子量分布图；

图3是实施例1中咸味肽的分子量分布图；

图4是对比例1中美拉德肽的分子量分布图。

具体实施方式

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

以下实施例中所用小麦蛋白即谷朊粉，蛋白含量为72％。

咸味评价方法如下：将小麦肽粉或咸味肽配制成2％(w/v，g/ml)的水溶液，通过电子舌(SA402B，日本INSENT公司)和感官评价分别进行评分。电子舌评价的参比溶液为氯化钾(2.2365g/L)和酒石酸(0.045g/L)的混合溶液，用来模拟人体口腔中只有唾液时的状态，所有样品均以参比溶液作为对照。感官评价小组由受过专业培训的10名男性和10名女性组成，年龄在20-35岁之间，评定过程在温度为25±1℃的感官评价室进行，设置评分为1-10分(2％的食盐溶液为10分)。

实施例1

一种简单、高效的制备小麦蛋白咸味肽的方法，步骤如下：

(1)蛋白酶解：配制5％(w/v，g/ml，下同)的谷朊粉水溶液，搅拌成均匀的悬浮液，加入风味蛋白酶(诺维信公司)，蛋白酶与底物比为3500U，50℃酶解3h。酶解结束后煮沸10min灭酶，于3500rpm离心15min，将上清液喷雾干燥得到小麦肽粉。

(2)热处理：将步骤1)的肽粉配成5％(w/v，下同)的水溶液，加入肽粉质量10％的精氨酸，于110℃热处理2h，反应结束后降至室温，喷雾干燥后得到咸味肽。

步骤(1)中肽粉和步骤(2)中获得的咸味肽的咸味评价如下表：

步骤(1)中谷朊粉水解度为36.43％，蛋白回收率为83.70％，得到的肽粉为浅黄色粉末。此法制备的咸味肽为浅棕色粉末，易溶于水，咸味相当于60.78％的食盐。

采用Agilent 1260高效液相色谱仪对步骤(1)肽粉和步骤(2)咸味肽的分子量分布进行测定。色谱柱为TSK-GELG2000 SWxl 7.8mm×300mm，进样量20μL，检测波长220nm，流速0.5mL/min，流动相为乙腈：水：TFA＝20：80：0.1。以细胞色素C(相对分子量12500Da)，抑肽酶(相对分子量6511Da)，维生素B

肽粉和咸味肽的分子量分布情况表(％)

经分子量分布检测发现肽粉与精氨酸经过热处理后在500-1000Da范围内的肽含量显著减少，主要发生交联反应生成分子量1000-3000Da的肽，可能在此分子量范围内也含有大量呈咸味的肽段。此法制备的咸味肽主要是分子量为3000Da以下的小分子肽，容易被人体吸收，营养价值较高。

实施例2

一种简单、高效的制备小麦蛋白咸味肽的方法，步骤如下：

(1)蛋白酶解：配制5％的谷朊粉水溶液，搅拌成均匀的悬浮液，加入风味蛋白酶(诺维信公司)，与底物比为3500U，50℃酶解5h。酶解结束后煮沸10min灭酶，于3500rpm离心15min，将上清液喷雾干燥得到小麦肽粉。

(2)热处理：将步骤1)肽粉配成5％的水溶液，加入肽粉质量8％的精氨酸，于90℃热处理4h，反应结束后降至室温，喷雾干燥后得到咸味肽。

步骤(1)中肽粉和步骤(2)中咸味肽的咸味评价如下表：

步骤(1)中谷朊粉水解度为41.62％，蛋白回收率为84.58％，得到的肽粉为浅黄色粉末。此法制备的咸味肽为浅棕色粉末，易溶于水，咸度相当于73.96％的食盐，咸味纯正，且带有鲜味风味，无苦味和其他不良异味，营养丰富。

实施例3

一种简单、高效的制备小麦蛋白咸味肽的方法，步骤如下：

(1)蛋白酶解：配制5％的谷朊粉水溶液，搅拌成均匀的悬浮液，加入风味蛋白酶(诺维信公司)，与底物比为3500U，50℃酶解5h。酶解结束后煮沸10min灭酶，于3500rpm离心15min，将上清液喷雾干燥得到肽粉。

(2)热处理：将上述肽粉配成5％的水溶液，加入肽粉质量10％的精氨酸，于110℃热处理2h，反应结束后降至室温，喷雾干燥后得到咸味肽。

步骤(1)中肽粉和步骤(2)中咸味肽的咸味评价如下表：

步骤(1)中谷朊粉水解度为41.62％，蛋白回收率为84.58％，得到的肽粉为浅黄色粉末。此法制备的咸味肽为浅棕色粉末，易溶于水，此法制备的咸味肽相当于74.39％的食盐，咸味纯正，且带有鲜味风味，无苦味和其他不良异味，营养丰富。

实施例4

一种简单、高效的制备小麦蛋白咸味肽的方法，步骤如下：

(1)蛋白酶解：配制5％的谷朊粉水溶液，搅拌成均匀的悬浮液，加入风味蛋白酶(诺维信公司)与底物比为3500U，50℃酶解5h。酶解结束后煮沸10min灭酶，于3500rpm离心15min。

(2)热处理：向上述酶解上清液中加入0.25％(按照每100ml加入0.25g精氨酸计)的精氨酸，于90℃热处理40min，反应结束后降至室温，喷雾干燥后得到咸味肽。

步骤(2)中2％咸味肽的咸味评价如下表：

此法制备的咸味肽为浅棕色粉末，易溶于水，此法制备的咸味肽相当于69.67％的食盐，咸味纯正，且带有鲜味风味，无苦味和其他不良异味，营养丰富。

对比例1

与实施例1进行对比，在同等反应条件下加入木糖进行美拉德反应，制备美拉德肽，具体方法如下：

(1)蛋白酶解：配制5％的谷朊粉水溶液，搅拌成均匀的悬浮液，加入风味蛋白酶(诺维信公司)，与底物比为3500U，50℃酶解3h。酶解结束后煮沸10min灭酶，于3500rpm离心15min，将上清液喷雾干燥得到肽粉。

(2)美拉德反应：将上述肽粉配成5％的水溶液，加入肽质量5％的木糖和10％的精氨酸，于110℃热处理2h，反应结束后降至室温，喷雾干燥后得到美拉德肽。

采用实施例1中高效液相色谱条件测定美拉德肽的分子量分布。

肽粉和美拉德肽的分子量分布情况表(％)

经分子量分布检测发现美拉德反应后，分子量500-3000Da范围的肽占比减少，＜500Da的肽含量增加，在反应过程中肽主要发生降解。此法制备的美拉德肽的咸味感官评分为4.77±0.41，咸味相当于40.32％的食盐，带有轻微肉味风味。因此，在该反应条件下，小麦肽通过美拉德反应导致的肽降解对咸味增强不利，只能略改善风味。