本發(fā)明屬于食品加工工藝技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及用大豆乳清廢水制備乳清多肽飲料的方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)是大豆的原產(chǎn)地和種植中心，大豆也是我國(guó)人民膳食中主要食品之一，大豆中富含優(yōu)質(zhì)蛋白、脂肪和維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分，其中蛋白質(zhì)含量高達(dá)40％左右。我國(guó)于20世紀(jì)80年代開始生產(chǎn)大豆分離蛋白，并隨著食品工業(yè)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)。

大豆分離蛋白多用傳統(tǒng)“堿溶酸沉法”生產(chǎn)，而目前困擾企業(yè)的最大問(wèn)題是其副產(chǎn)物—大豆乳清廢水的直接排放會(huì)造成環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)每生產(chǎn)1噸大豆分離蛋白需排放10噸高濃度大豆乳清水。大豆乳清水含固形物約2％，富含乳清蛋白、大豆低聚糖，少量大豆異黃酮、皂甙等生物有機(jī)成分，COD(化學(xué)需氧量)和BOD(生物需氧量)均高于10000mg/L，是一寶貴生物資源。對(duì)大豆乳清廢水不加以處理利用，不僅是對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題，更是對(duì)資源的極大浪費(fèi)。

大豆乳清蛋白中包含球蛋白、白蛋白、胰蛋白酶抑制劑、細(xì)胞色素C等多種生理活性物質(zhì)。其中胰蛋白酶抑制劑是廣譜的抗致癌因子，能夠預(yù)防口腔癌、結(jié)腸癌等多種癌癥的發(fā)生，還可降低膽固醇水平的作用。

為更好地利用乳清廢水中乳清蛋白等有用資源，李佳棟等以大豆乳清水為原料，經(jīng)抽濾、脫色、脫味、脫鹽等處理工藝得到大豆乳清蛋白飲料。喻東等用大豆乳清廢水發(fā)酵產(chǎn)朊假絲酵母生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。而本發(fā)明直接以大豆乳清廢水為原料，利用特定的蛋白酶水解乳清蛋白產(chǎn)生低分子肽類，使得終產(chǎn)品中的營(yíng)養(yǎng)成分更易被人體消化、吸收，同時(shí)使用本發(fā)明所述方法制備的產(chǎn)品，還具有低抗原性、降血壓和降低膽固醇水平的作用。大豆多肽既營(yíng)養(yǎng)又保健，大豆乳清多肽飲品具有較高的研究?jī)r(jià)值和良好的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是生產(chǎn)一種以豐富的生物有機(jī)資源——大豆乳清廢水為原料的乳清多肽飲品，采用酶解和調(diào)配工藝，將大豆乳清廢水變廢為寶，為豆制品企業(yè)增加新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

本發(fā)明所述的利用大豆乳清廢水制備乳清多肽飲品的方法是，先將大豆乳清廢水進(jìn)行熱處理，將冷卻后的廢水酶解并過(guò)濾，得到上清液，對(duì)上清液進(jìn)行調(diào)配，最后殺菌及灌裝。

具體的步驟如下：

(1)先將大豆乳清廢水80～100℃熱處理5～30min，使蛋白適度變性，以保證蛋白質(zhì)最大限度的酶解；其中，優(yōu)選的處理?xiàng)l件為：95℃熱處理15min。

(2)冷卻后進(jìn)行大豆乳清廢水酶解，選用胃蛋白酶進(jìn)行水解，其中，福林-酚法測(cè)定可溶蛋白含量，三氯乙酸(TCA)沉淀法測(cè)定肽產(chǎn)率。85～100℃滅酶處理5～15min，并過(guò)濾取上清液進(jìn)行調(diào)配后獲得口味偏酸的終產(chǎn)品，其中，優(yōu)選的處理?xiàng)l件為：95℃滅酶處理10min。

對(duì)于上文所述的乳清多肽飲品的生產(chǎn)方法，具體的，步驟(2)中酶解過(guò)程條件是：pH4.2～5.0，25～40℃下反應(yīng)1～3h，加酶量為1000～12000U/g大豆乳清蛋白。更優(yōu)選的情況下，步驟(2)中酶解過(guò)程條件是：pH 4.5，37℃下反應(yīng)2h，加酶量為8000U/g大豆乳清蛋白。

對(duì)于上文所述的乳清多肽飲品的生產(chǎn)方法，具體的，步驟(2)中所述的調(diào)配，是加入蘋果酸或檸檬酸、糖、蘋果味香精或檸檬味香精。更優(yōu)選的情況下，蘋果酸或檸檬酸添加量為0.1％、糖添加量為6.0％、蘋果香精或檸檬香精添加量為0.015％。

對(duì)于上文所述的乳清多肽飲品的生產(chǎn)方法，具體的，步驟(2)還包括將調(diào)配好的料液進(jìn)行高溫殺菌的步驟，殺菌后料液冷卻，進(jìn)行中溫?zé)o菌灌裝。所述的殺菌溫度110℃，時(shí)間是15min。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明是用酶解法，利用大豆乳清廢水制備乳清多肽飲品，是一種變廢為寶，大幅減少食品加工廢水對(duì)環(huán)境污染和資源浪費(fèi)的技術(shù)。本發(fā)明的乳清多肽飲品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，將大豆乳清蛋白酶解為多肽，更易消化吸收，且多肽作為一種生物活性物質(zhì)具有多種保健功能，對(duì)人體具有調(diào)節(jié)作用，有利于人體健康，適用人群廣泛。本發(fā)明的飲品制作工藝簡(jiǎn)便可行，口味偏酸，無(wú)豆腥味，具有很好的市場(chǎng)前景。

附圖說(shuō)明

圖1：熱處理?xiàng)l件確定及酶的選擇，對(duì)風(fēng)味蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶和胃蛋白酶進(jìn)行篩選；

圖2：熱處理溫度對(duì)酶解效果的影響；

圖3：熱處理時(shí)間對(duì)酶解效果的影響；

圖4：酶解溫度對(duì)酶解效果的影響；

圖5：酶添加量對(duì)酶解效果的影響；

圖6：時(shí)間對(duì)酶解效果的影響。

具體實(shí)施方式

下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

下述實(shí)施例中使用的蛋白酶均可以由商業(yè)途徑獲得，具體使用的風(fēng)味蛋白酶(1.59×10⁵U/g)、木瓜蛋白酶(1.52×10⁴U/g)、菠蘿蛋白酶(3.44×10⁴U/g)均購(gòu)于廣西南寧龐博生物工程有限公司；胃蛋白酶(3.93×10⁴U/g)購(gòu)于華美生物工程公司。

下述實(shí)施例中使用的大豆乳清廢水的來(lái)源為：生產(chǎn)大豆分離蛋白的食品企業(yè)排出的有機(jī)廢水。

下述實(shí)施例中使用的測(cè)定方法包括：可溶蛋白含量測(cè)定方法為福林-酚法，肽產(chǎn)率測(cè)定方法為三氯乙酸(TCA)沉淀法。相對(duì)肽產(chǎn)率則以肽產(chǎn)率最高者計(jì)為100％。感官評(píng)定方法：檢驗(yàn)區(qū)環(huán)境溫度20～25℃，相對(duì)濕度50％～60％。保證空氣流通，足夠亮度。被檢測(cè)樣品，裝入形狀、大小相同的容器中，統(tǒng)一編號(hào)。被檢測(cè)樣品溫度在15℃左右。感官評(píng)定人員為10名(5男、5女)22～25歲的不吸煙者。按表1指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品的色澤、風(fēng)味、口感等進(jìn)行綜合感官評(píng)價(jià)。

表1感官評(píng)定評(píng)分指標(biāo)

下述實(shí)施例的工藝流程是：

大豆乳清廢水→熱處理→冷卻→酶解→滅酶→過(guò)濾→上清液→調(diào)配→殺菌→灌裝→大豆乳清多肽飲料

實(shí)施例1乳清多肽飲品關(guān)鍵酶系的篩選

1.熱處理：將大豆乳清廢水95℃熱處理15min，使蛋白適度變性，以保證蛋白最大限度的酶解。

2.酶解：步驟1產(chǎn)物進(jìn)行酶解，加酶量為1000U/g大豆乳清蛋白，37℃水解30min，所述的酶為風(fēng)味蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶和菠蘿蛋白酶。

3.滅酶與殺菌：步驟2的產(chǎn)物經(jīng)95℃滅酶處理10min。

圖1表明，胃蛋白酶的水解效果要明顯高于其它三種酶，且其熱處理組的肽得率更大。因此確定將大豆乳清廢水先進(jìn)行熱處理后，再用胃蛋白酶進(jìn)行酶解。

實(shí)施例2不同熱處理?xiàng)l件對(duì)乳清多肽飲品酶解效果的影響

1.熱處理：熱處理溫度分別選擇80℃、85℃、90℃、95℃、100℃進(jìn)行熱處理，熱處理時(shí)間分別為5min、10min、15min、20min、30min。

2.酶解：步驟1產(chǎn)物進(jìn)行酶解，用胃蛋白酶(1000U/g大豆乳清蛋白)37℃水解30min。

3.滅酶與殺菌：步驟2的產(chǎn)物經(jīng)95℃滅酶處理10min。

由圖2看出，80～90℃肽產(chǎn)率隨熱處理溫度的升高而增大，95℃達(dá)到最大，95℃后隨著熱處理溫度的升高，肽產(chǎn)率降低，表明熱處理溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致部分蛋白變性過(guò)度，更不利于水解。90℃與95℃熱處理對(duì)肽產(chǎn)率的影響差異不顯著，綜合考慮選取95℃作為熱處理溫度。

圖3表明，熱處理5～15min時(shí)，肽產(chǎn)率逐漸增大；但15min后，隨著熱處理時(shí)間的增加，肽產(chǎn)率逐漸降低。表明熱處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蛋白質(zhì)熱變性過(guò)度，若時(shí)間過(guò)短，則變性不完全，酶切位點(diǎn)不會(huì)完全暴露。其中15min時(shí)熱處理效果顯著性最大，為熱處理的最適時(shí)間。

實(shí)施例3不同酶解溫度對(duì)乳清多肽飲品酶解效果的影響

1.熱處理：95℃熱處理15min，使蛋白適度變性，以保證蛋白最大限度的酶解。

2.酶解：步驟1產(chǎn)物進(jìn)行酶解，用胃蛋白酶(1000U/g大豆乳清蛋白)分別在36℃、37℃、38℃、39℃、40℃下酶解30min。

3.滅酶與殺菌：步驟2的產(chǎn)物經(jīng)95℃滅酶處理10min。

圖4表明，在酶解時(shí)間、反應(yīng)初始pH和加酶量恒定時(shí)，38～40℃對(duì)肽產(chǎn)率無(wú)顯著性影響，而36℃、37℃與其它組均有顯著性差異，且37℃肽產(chǎn)率最高，確定為適宜水解溫度。

實(shí)施例4不同加酶量對(duì)乳清多肽飲品酶解效果的影響

1.熱處理：95℃熱處理15min，使蛋白適度變性，以保證蛋白最大限度的酶解。

2.酶解：步驟1產(chǎn)物進(jìn)行酶解，加酶量分別為2000U/g、4000U/g、6000U/g、8000U/g、10000U/g、12000U/g大豆乳清蛋白的胃蛋白酶在pH 4.5，37℃水解30min。

3.滅酶與殺菌：步驟2的產(chǎn)物經(jīng)95℃滅酶處理10min。

圖5表明，肽產(chǎn)率隨酶量增加而增大；在加酶量8000U/g時(shí)，酶解接近飽和，之后水解產(chǎn)物增加并不明顯。確定胃蛋白酶的最適加酶量為8000U/g大豆乳清蛋白。

實(shí)施例5不同酶解時(shí)間對(duì)乳清多肽飲品酶解效果的影響

1.熱處理：95℃熱處理15min，使蛋白適度變性，以保證蛋白最大限度的酶解。

2.酶解：步驟1產(chǎn)物進(jìn)行酶解，胃蛋白酶在加酶量為8000U/g大豆乳清蛋白、pH 4.5、37℃水解大豆乳清廢水1h、1.5h、2h、2.5h、3h等不同時(shí)間。

3.滅酶與殺菌：步驟2的產(chǎn)物經(jīng)95℃滅酶處理10min。

圖6表明，酶解2～2.5h間顯著性差異不大，但2h時(shí)肽產(chǎn)率相對(duì)較大，且酶解時(shí)間越長(zhǎng)，肽產(chǎn)率有下降的趨勢(shì)，因此確定適宜酶解時(shí)間為2h。

綜合比較，大豆乳清廢水經(jīng)95℃、15min熱處理后，加入8000U/g蛋白的胃蛋白酶，于37℃酶解2h后，其肽產(chǎn)率為21.97％。與未優(yōu)化相比，肽產(chǎn)率提高了71.5％。

實(shí)施例6乳清多肽飲品最佳調(diào)配比例的確定

經(jīng)檢測(cè)大豆乳清廢水中Na含量為1100-1150mg/L，在運(yùn)動(dòng)飲料國(guó)標(biāo)GB15266-2009(50～1200mg/L)范圍內(nèi)，確定調(diào)配乳清多肽飲品前不需脫鹽。

考慮到乳清多肽飲料產(chǎn)品配方的交互影響，用L₉(3⁴)正交表，以檸檬酸(0.1％、0.2％、0.3％)、蔗糖(4.0％、5.0％、6.0％)、檸檬味香精(0.010％、0.015％、0.020％)為因素，設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)，以感官評(píng)定作為指標(biāo)，確定大豆乳清多肽飲品的最適調(diào)配比例。

表2大豆乳清多肽飲品調(diào)配正交試驗(yàn)L₉(3⁴)結(jié)果及極差分析

表3感官評(píng)定方差分析表

注：“**”表示差異顯著,F＝8.94>F_0.01(2,8)。

由表2可得，影響大豆乳清多肽飲品風(fēng)味的主次關(guān)系為B(蔗糖量)>A(檸檬酸量)>C(檸檬香精量)。正交試驗(yàn)最適配方為A₁B₃C₂，即檸檬酸0.1％、蔗糖6.0％和檸檬味香精0.015％，該配方產(chǎn)品色澤明亮，口感酸甜可口，品質(zhì)穩(wěn)定。

表3表明，檸檬酸量、檸檬味香精量對(duì)飲料最終口感的影響不顯著，而糖量對(duì)口感的影響極顯著性。蔗糖量直接影響著產(chǎn)品風(fēng)味，所制得的飲料為酸甜口味。