費英敏,石彥國
(哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院,哈爾濱 150076)
醬油是人們生活中不可缺少的一種傳統(tǒng)調(diào)味品,品質(zhì)優(yōu)良的醬油含有人體所必需的多種氨基酸、糖分、維生素及微量元素,能夠促進食欲,幫助消化,是對健康有益的營養(yǎng)品。衡量醬油品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)是氨基酸態(tài)氮,其含量越高,醬油的品質(zhì)越好,味道越鮮美[1]。但配制醬油中多數(shù)添加酸水解植物蛋白液,由于酸水解植物蛋白工藝的局限性,在產(chǎn)品中會有少量的氯丙醇?xì)埩?,若生產(chǎn)條件波動大,氯丙醇?xì)埩袅考哟螅瑢?dǎo)致醬油中氯丙醇超標(biāo),因此限制了醬油的出口[2]。
大豆分離蛋白是純植物、天然的產(chǎn)品,蛋白質(zhì)含量90%以上,是極佳的優(yōu)質(zhì)蛋白源,富含20種氨基酸,包括人體生長所需的全部8種必需氨基酸,營養(yǎng)豐富。大豆蛋白經(jīng)水解后,其功能特點可明顯改變。由于水解生成的小肽以及氨基酸易被人體消化吸收,因此更適于病人、老年人及兒童食用。大豆蛋白水解的肽及氨基酸混合物進入人體后,具有降低膽固醇的作用,亦有利于腸道內(nèi)的乳酸菌、雙歧桿菌的生長[3]。同時水解產(chǎn)物因其口味,可作調(diào)味液增強劑添加到醬油、豆醬及蠔油等湯料中[4]。大豆蛋白添加到醬油中可提高醬油的營養(yǎng)價值,提高總氮的含量,降低生產(chǎn)成本。但普通的大豆分離蛋白黏度大,有一定的凝膠特性,而醬油中需要具有溶解性好、分散性強的特性蛋白。本研究的目的是應(yīng)用蛋白酶酶解大豆分離蛋白,確定合適的酶解程度,使酶解產(chǎn)物具有良好的溶解性、分散性。
大豆分離蛋白:哈高科大豆食品有限責(zé)任公司;
Ⅰ型、Ⅱ型酶制劑:德國酶制劑公司;釀造醬油:哈爾濱正陽河醬油廠。
SHZ-82型調(diào)溫空氣浴震蕩器:哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)公司;GJJ-270型均質(zhì)機:上海申鹿均質(zhì)機有限公司;KT260型定氮儀:瑞士FOSS公司;JJ-2B型高速組織搗碎機:金壇市天瑞儀器有限公司;YC-015微型實驗室噴霧干燥機:上海雅程儀器設(shè)備有限公司;美國HP1050型高壓液相色譜儀(HPLC)。
大豆分離蛋白酶解的工藝流程:
大豆分離蛋白凝乳→調(diào)節(jié)pH值→加酶制劑酶解→滅酶→噴霧干燥→成品
大豆分離蛋白酶解的操作要點:準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的大豆分離蛋白凝乳,用蒸餾水配制成一定濃度的溶液,用酸堿調(diào)節(jié)pH值,加入2.5‰Ⅰ型酶制劑和0.5‰Ⅱ型酶制劑,在一定溫度下水浴酶解,酶解過程中用酸堿調(diào)節(jié)使其pH值保持恒定,反應(yīng)完成后90℃條件下滅酶5min,然后將其進行噴霧干燥,噴霧干燥時進風(fēng)溫度180℃,出風(fēng)溫度80℃。
配制醬油制作基本配方:釀造醬油96%,酶解大豆蛋白2%,添加劑2%。
配制醬油制作的操作要點:將選定的釀造醬油先加熱至80~85℃進行滅菌,冷卻至50℃左右再加入酶解大豆蛋白進行配制(勾兌),進行配制前需先將酶解大豆蛋白用50℃左右的熱水進行溶解,再用攪拌器3000r/min攪拌3min使之成為均勻的乳狀液。2h后感官檢測配制醬油的澄清度及沉淀狀況。
1.4.1 氨基酸態(tài)氮的測定[5]按照GB/T18186-2000第六章檢驗。
1.4.2 分散穩(wěn)定性的測定[6]稱取5g酶解后并經(jīng)噴霧干燥的樣品,溶于95mL水中,25℃條件下用磁力攪拌器攪拌1h。取10mL于離心管中,在2500r/min下離心10min。讀出析出水的毫升數(shù)X,其計算公式為:分散穩(wěn)定性=[(10-X)/10]×100%
1.4.3 澄清度、穩(wěn)定性檢驗 取2.0mL配制醬油樣品于25mL具塞試管中,加水至刻度,充分振蕩,靜置30min后觀察色澤及沉淀情況。
1.4.4 氨基酸組分分析[7]
(1)FMOC柱前衍生
準(zhǔn)確稱取樣品0.5mg,酸解,先用OPA衍生一級氨基酸,在室溫下需30s,繼之用FMOC衍生二級氨基酸,室溫下大約2min。用3-巰基異丙醇代替β-巰基乙醇,使異吲哚衍生物疏水性降低,使出峰時間在14.5min之內(nèi),過量的FMOC及其分解產(chǎn)物的出峰時間在最后被洗脫出的二級氨基酸之后,不干擾分析結(jié)果。樣品最終定容至10mL,離心后取樣10μL上色譜柱。
(2)色譜條件
色譜柱:C184.6×200mm5μm柱。流動相:A:20mmol/L乙酸鈉,0.018%三乙醇胺,0.3%四氫呋喃(pH7.2);B:100mmol/L乙酸鈉∶乙腈∶甲醇(1∶2∶2)。梯度洗脫:0min時A為100%,0~23min,B由0%上升至60%,24min時B為100%,25min時B為0%。流速:1mL/min。柱溫:40℃。二極管陳列檢測器檢測一級氨基酸:檢測λ228nm,參比λ390nm;檢測二極氨基酸:檢測λ262nm,參比λ324nm.。
圖1 不同時間對酶解效果的影響
由圖1可知,隨著酶解時間的延長,游離氨基酸態(tài)氮含量和分散穩(wěn)定性逐漸提高,至5h左右達到最大并趨于穩(wěn)定。這主要是因為酶解之初,底物濃度高,在加酶量一定的情況下,酶解速率高;當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)底物逐漸被轉(zhuǎn)化之后,酶解速率便開始下降。同時,溫度使酶蛋白變性是隨時間累加的,隨著時間的延長,部分酶發(fā)生失活也是導(dǎo)致酶解后程速率下降的一個原因。
圖2 不同溫度對酶解效果的影響
由圖2可知,溫度對酶解效果有顯著影響。隨溫度升高,游離氨基酸態(tài)氮含量和分散穩(wěn)定性逐漸提高,50℃達到最大,繼續(xù)升高溫度,酶解效果降低。這是因為酶與大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)有相同之處,在較低溫度下,當(dāng)溫度升高時,反應(yīng)速率加快,蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率逐漸上升;但是隨著溫度繼續(xù)升高,酶蛋白會逐漸變性而失活,引起酶反應(yīng)速率下降,導(dǎo)致蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率下降。
圖3 不同pH值對酶解效果的影響
由圖3可知,pH值對酶解效果有顯著影響。在pH值為7時游離氨基酸態(tài)氮含量和分散穩(wěn)定性最高。pH值對酶催化反應(yīng)速率的影響主要有兩方面,首先過酸或過堿可以使酶的空間構(gòu)象改變,使酶失活;其次pH值直接影響著酶及蛋白質(zhì)分子某些解離基團的解離狀態(tài),只有在特定的pH值條件下,酶及底物蛋白質(zhì)的解離基團才能處于最易于結(jié)合并轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的解離狀態(tài)。
表1 不同酶解條件的大豆蛋白產(chǎn)物調(diào)配的醬油質(zhì)量結(jié)果
由表1可知,酶解程度不同的產(chǎn)物加入到醬油中對醬油的品質(zhì)影響顯著,其中在酶解溫度為50℃、pH值為7.0、酶解時間為5h條件下的酶解產(chǎn)物和釀造醬油調(diào)配出的配制醬油質(zhì)量最好,醬油澄清不渾濁,且放置一定時間后無沉淀生成。
所以,選擇酶解溫度為50℃、pH值為7.0、酶解時間為5h條件下的大豆分離蛋白酶解產(chǎn)物作為調(diào)配配制醬油的基料。
表2 最優(yōu)條件酶解產(chǎn)物氨基酸成分分析
從表2中可以得知:在大豆分離蛋白最優(yōu)酶解條件的水解產(chǎn)物中,共檢出18種常見的氨基酸,其中谷氨酸含量最高,約占氨基酸總量的15.89%,18種氨基酸中有8種人體必需氨基酸,分別為:色氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和苯丙氨酸,約占氨基酸總量的28.46%。因此,可以認(rèn)為大豆分離蛋白水解產(chǎn)物中含有多種人體必需氨基酸,且含量較高,具有極好的營養(yǎng)價值。
通過酶解大豆分離蛋白來提高大豆分離蛋白的溶解性、分散穩(wěn)定性和游離氨基酸態(tài)氮含量,能夠達到良好的氨基酸平衡。通過試驗可以得出,酶解溫度為50℃、pH值為7.0、酶解時間為5h條件下的大豆分離蛋白酶解產(chǎn)物最適合應(yīng)用到配制醬油中,可以保證醬油的各項指標(biāo)達到標(biāo)準(zhǔn)要求。
[1]佟志揚.醬油中氨基酸態(tài)氮檢測及分析[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志.2010(2):429.
[2]李國基.蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中氯丙醇的形成機理[J].中國釀造.1997(5):26-29.
[3]Ader Nissen J.Enzymatic hydrolysis of protein for inreased solubility[J].J Agric Food Chem,1976,24(6):1090-1096.
[4]張國治,陳潔,王放.水解植物蛋白及其在食品中的應(yīng)用[J].中國釀造,1995(5):27-28.
[5]GB 18186—2000釀造醬油
[6]張鵬.大豆蛋白肽的制備和應(yīng)用研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué).2007:51-53.
[7]陸暉,閆曉梅,張雙全.羊胎盤活細(xì)胞素微量元素和氨基酸組成的分析[J].南京師大學(xué)報.2001(1):79-80.