酶催化水解蛋白工艺

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1、酶催化水解蛋白工艺专 利 号： 0 325 986 A2发 明 人：美国的 Faigh,Jilane G. 、 Stuart,Mark J.、 Talbott,Larry L.申 请 人： MILES INC. 1127 Myrtle Street Elkhart,IN 46515(US) 申请日期：1989年8月2日申 请 号： 89100684.3归档日期：1989 年 1月 17 日发明背景食用级水解蛋白在食品工业方面至少有两方面的应用。首先，水解蛋白作为添加成分在婴幼儿 食品配制中应用比较广泛，其次，还可作为一种营养成分增强人体的消化功能。众所周知，蛋白可 退降为多缩氨酸以及经过酶的水

2、解作用的自由氨基酸，但添加在制成品中尝起来则会有点儿苦味。 在早期制作蛋白的工艺技术中参考了 Feldman et al的美国专利3,970,520,该专利采用酶水解作用 的蛋白制备工艺，无花果、papain以及B.subtilis提取的中性蛋白酶与分离蛋白水溶液混合的生产 工艺 。Hiraga et al的美国专利4,228,241是关于栽培细丝状的真菌米曲霉，或A.soyae提供的能够完 全进行水解蛋白中氨基酸成分的肽酶制作工艺。R.C.Jolly 美国专利 4,107,334 介绍了热敏式使一种不纯的天然蛋白变性，然后用一种选自于 B.subtillis 或者 B.licheniform

3、is 的蛋白水解酶天然蛋白来进行酶蛋白的水解作用。Feldman et al的美国专利3,857,966介绍了生产蛋白水解产物，在碱性PH值下，进行热处理, 然后，用碱性微生物蛋白在碱性PH值下，用植物酶和中性微生物蛋白在中性PH值下分别进行反 应。在专业具体化的操作中介绍了 B.subtilis 作为一种碱性资源，以及作为植物酶中的中性蛋白的 制作工艺。日本专利73/001188介绍采用一种无异味水解产物中的曲霉属微生物，可以产生出一种酸性蛋 白酶或者羧基肽酶，利用大豆的水解蛋白质作用来处理水解大豆蛋白。日本专利 77/79083 描述的是用一种细胞质或酶乳酸杆菌、胰酶和曲霉属中的蛋白酶来制

4、备的 水解蛋白工艺，而且没有苦味。日本专利71/015653中描述的关于酶是从用猪的胰脏或乳酸杆菌细胞体来处理酪蛋白的萃取， 包括从产品中除去苦味的工艺技术。还有出版的欧洲专利65663是关于乳清蛋白的水性悬浮液来处理加工水解蛋白的制作工艺，包 括中性的、真菌状的米曲霉以及食品级蛋白酶等的低乳糖。发明概要本发明是关于生产食品级的水解蛋白的工艺技术，此方法包括用酶系统并从真菌米曲霉及猪的 胰脏萃取物再结合蛋白形成水的悬浮液工艺，这种反应可在适当的条件下以及有效的时间内得到理 想的蛋白水解度。发明介绍本发明的制作方法可采用的食品级的蛋白种类有酪蛋白、鱼类、鸡肉、牛肉、鸡蛋、酵母、大 豆油嘴、 乳白

5、朊、向日葵、小麦、玉米、豌豆、大麦、棉籽、米、裸麦、燕麦、花生和苜。蛋白 的水解产物可用于非日用产品、人造肉、香料、生面团、tofu、汤、婴幼儿食品的配方中以及各 种饮料配制中，若生产酶的水解产品，则通常将这种水解化的蛋白置于合适的 PH 值下的水的悬浮 液中，比较好的PH值可以是酸性也可以是碱性的等电位值，而且应该保持在酶系统功能的范围内。从A.oryzae提取的真菌类蛋白酶大部分都是液体或粉末状的，例如，采用Takamine牌的真菌 蛋白酶31,000,蛋白酶通过A.oryzae即用一种适当张力的发酵过程来进行制备以及进行分离蛋白 的制作工艺。然后在浓缩蛋白酶中加入适当的稀释剂，比例如，乳

6、糖、葡萄糖、麦芽糖糊精或上 浆，将其稀释成所需要的浓度。其中液体稀释剂可使用梨糖醇或聚丙二醇，较理想的真菌蛋白酶应 该含有酸性、中性和碱性真菌类蛋白酶三者的活性，虽然这些活性存在于多数真菌类蛋白酶中，其 比率从发酵开始到发酵结束都有所改变，但活性可以达到总蛋白酶活性的标准。猪的胰脏中酶的萃 取物是通过常用制作分离蛋白的工艺生产，即碾碎的猪的胰脏必须受溶剂萃取的支配，因此必须要 先除去脂肪，然后将沉淀的酵素悬浮于水溶液中。萃取液是含有脂酶、淀粉酶和朊酶的混合物，将 这些萃取液标准化是为了能产生脂酶的活性。因此，淀粉酶和蛋白酶活性从萃取到萃取时会发生变 化。就蛋白酶成分而言，真菌蛋白酶与胰腺萃取液

7、的比率应该是在 0.9:1 至 1.1:1 的范围之内，但 是， 1:15%的比率特别适合使用，例例如，美国专利4,707,364中所介绍的测验结果，这就要根 据实际需要再考虑选择最合适的exo-endo-peptidase-蛋白酶。通常情况下，进行水解作用的温度是在30C至50C, ph值在4.0至9.5,好一点应是在6.5 至7.5之间，在一定的有效时间内就可以达到比较理想的蛋白质量。例如，果为了可以细分蛋白质 直至最小的颗粒，而且产生不含苦味的水解产品，那么反应时间在正常情况下就需要 8至 24小时。 而当要求蛋白的降解度小时，反应时间则可相应地缩短，一般是2至24小时。采用本发明的制作

8、工艺，使蛋白质水解产物的制备特别适用于食品的生产方面，因为其刺激性 小，无苦味。例1乳白朊蛋白水解作用50度10% W/v水性蛋白溶液，用氢氧化钠将PH值调整至7.0至7.5。酶成分将包含真菌31,000 和胰腺的 250 调至浓度为 2.45% 真菌类和 0.65%胰腺萃取液的悬浮液中，真菌类蛋白酶 31.000 是一种从A.oryzae张力控制的发酵过程中提取的酶系统。标志31,00是通过HU、血红蛋白进行测 量每克的活性度。蛋白酶包含酸性、中性的和用exo和endo peptidase两种碱性蛋白酶的活性；真 菌蛋白酶也可是非标准化的浓缩物，或60,000 HU/g标准化的粉状；胰脂酶2

9、50是从猪的胰脏提取 的酶的制备方法。除了脂酶活性之外，也可用含有淀粉酶和蛋白酶活性的甘油三酸酯。蛋白酶活性 主要存在于大多数胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶中，用标准的方法可以产生一种在增加吸收性660毫微 米的反应和酪蛋白皂体凝结物，以及用欧洲专利85100267.5中所介绍的福林反应方法，即用0.1 m 摩尔的羟苯丙氨酸/小时/毫升释放二蛋白酶的测定方法， 41,423 真菌类和 156.831 胰腺的最终活性 度的单位是克250蛋白酶。因此，酶的变质处理根据其活性可采用 1：1 真菌与胰腺的比例来进行 加孕育剂法。在以前所采用的工艺中有许多单个的和组合的酶产品，例如，上所述的在开发生产低苦味、高

10、蛋白质水解产物方面采用这种工艺是比较理想的。选择制作这种蛋白酶的混合方法涉及到 了利用各种不同的单个蛋白酶，产品由吸收光谱学来进行监测，并且发现有高度水解作用而且涩味 最低。然后在分别组合和个别地重新测试这些二酵素，接着，用相同测定的方法进行操作，其中有 0.5、 2.0、 5.0、8.0 和 24 小时段来选择最终适合的加工时间，这是由感官综合评定和水解的茚三 酮测定来完成测试。例如，果是在制备一种非苦味的 hydrolasyte 的协调制备中，1:1 比率是最佳的。反应过程中可以不添加任何香料进行 24 小时的生产制备，其分析样品可在 0.5、2.0、5.0、 8.0 和 24 小时等的时

11、间段内，用浸提百分比和感官评定这两种方法进行测试。表1酶 （名称）%-数量1%= 131,250 pau/125g ，10% 浮白脘的悬浮液 酶的变质处理培育时间 （小时）浸提 （%）平均感观记分：0=没有苦味1=有轻微苦味2=有适中的苦味3=有浓烈的苦味 感观记分控制系统00控制系统0.50真菌类的1%0.510.0%0.125真菌类的2%0.516.6%0.125胰腺的1%0.518.3%0.375胰腺的2%0.522.9%0.125真菌类的+胰腺的1%毫微米0.523.8%0控制系统2.00真菌类的1%2.019.8%0.375真菌类的2%2.029.3%0.250胰腺的1%2.024.

12、6%0.125胰腺的2x2.034.1%0.375真菌类的+胰腺的1%毫微米2.037.3%0.375控制系统5.00真菌类的1%5.028.0%0.625真菌类的2%5.040.5%0.875胰腺的1%5.029.9%0.250胰腺的2%5.038.7%0.625真菌类的+胰腺的1%毫微米5.035.6%0.625控制系统8.00真菌类的1%8.032.4%1.25真菌类的2%8.047.4%1.50胰腺的1%8.037.4%0.875胰腺的2%8.041.1%1.25真菌类的+胰腺的1%毫微米8.049.8%1.00控制系统24.00真菌类的1%24.053.8%1.875真菌类的2%24

13、.059.2%2.125胰腺的1%24.048.3%1.375胰腺的2%24.050.7%1.625真菌类的+胰腺的1%毫微米24.064.6%1.375100%水解作用 以 100%酸性水解作用为标准从表1中可以看出，真菌类和胰脂酶在1X（每个）的结合及每次间隔时，开发了最高的百分比 浸提，而通过这种方法制作完成的苦味程度也是在最低限度内。总之，这种酶的组合在每个培育周24.0100%期都保持了最高记分。反应完成后，减除活性酶一般用 10 分钟，在 90 度时进行热处理。例2经过水解作用的大豆分离蛋白50度8% W/v水性蛋白溶液，用25%氢氧化钠将PH值调整至7,将温度平衡至50C。在干燥

14、 固体的基础上，分别以 0.62%和 0.16%的标准加入真菌类蛋白酶 31,000 和胰脂酶 250，其蛋白酶 比率是 1:1，这种反应需要三小时。因此，水解作用在温度升至 90度时便停止操作10分钟。然后， 将水解产物进行喷雾干燥。一种10%(w/w)大豆蛋白的水溶液生产需要在Brookfield粘度计RVT 下，用 No.21 的测量轴以每分钟100转的速度测试，最终大约有20厘米的的粘性，并且伴随有由 淡棕黄色到发白颜色全过程的显示。1. 食品级蛋白的水解作用，其中包括用酶的水解系统与蛋白的水性悬浮液混合的制作工艺， 酶的水解系统包括蛋白酶从真菌米曲霉和猪的胰脏的酶的萃取液，在一定的条

15、件下，充分的时间内 就可产生比较满意的水解产品。2. 结合申请内容 1 的制作方法，蛋白提取是来源于酪蛋白、鱼类、牛肉、鸡蛋、酵母、大豆 油嘴、乳白脘、向日葵、小麦、玉米、豌豆、大麦、棉籽、大米、裸麦、燕麦、花生或 alalfa 等。3. 结合申请内容1或2的制作方法，在进行水解作用时，PH值在4.0和9.5之间。4. 结合申请内容1 至3的制作方法，根据蛋白酶的量，真菌类蛋白酶与胰腺萃取液的比率是 在 0.9:1 和 1.1:1 之间。5. 结合申请内容4的制作方法， 其比率是1:15%。6. 结合申请内容1至4的制作方法，水解蛋白是大豆分离蛋白。7. 进行大豆蛋白水解作用的制作方法包括用酶的水解系统，将大豆水解产物与水溶液结合， 酶的水解系统包含从真菌米曲霉提取的蛋白酶和猪的胰脏中酶的萃取液，根据蛋白酶的量，真菌类 蛋白酶与猪的胰脏萃取液比