(10)申请公布号 CN 101785521 A
(43)申请公布日 2010.07.28C N 101785521 A
*CN101785521A*
(21)申请号 200910003940.5
(22)申请日 2009.01.23
A23J 3/08(2006.01)
A23J 3/34(2006.01)
(71)申请人内蒙古伊利实业集团股份有限公司
地址010080 内蒙古自治区呼和浩特市金川
开发区金四路8号
(72)发明人王彩云 云战友 张俊英 安颖
(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限
公司 11127
代理人黄健
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供了一种酶法水解乳清蛋白的方法
及水解产物，所述的方法包括步骤：将欲进行水
水解的值，然后对该乳清蛋白水溶液进行热处理，
使蛋白变性，再添加蛋白酶进行水解。按照本发
明的方法所得乳清蛋白水解产物，抗原性低，苦味
低，
且水解产物中分子量180～1000Dal 的寡肽含量≥50％，吸收性高。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 3 页
权 利 要 求 书
CN 101785521 A1/1页
1.一种酶法水解乳清蛋白的方法，该方法包括步骤：
将欲进行水解的乳清蛋白水溶液的pH值调节到适合蛋白酶水解的值，然后对该乳清蛋白水溶液进行热处理，使蛋白变性，再添加蛋白酶进行水解。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蛋白酶选自蛋白酶U、蛋白酶A、蛋白酶P3、蛋白酶N、蛋白酶S和蛋白酶SEB中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述乳清蛋白水溶液的浓度为2％～12％。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在进行热处理前是将所述乳清蛋白水溶液的pH 值调节到5～8。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热处理的条件为80℃～98℃、3～15min。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，控制水解过程中酶的用量为5000～21000U/100mL；水解温度45℃～70℃，水解时间30分钟～4小时。
7.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括热灭活蛋白酶以终止水解的步骤；所述灭活温度75℃～98℃，时间5min～15min。
8.根据权利要求1所述的方法，该方法包括步骤：
配制质量浓度5％～10％的乳清蛋白水溶液；
将乳清蛋白水溶液的pH值调节到适合蛋白酶水解的值，范围为5～8；
将调好pH值的乳清蛋白水溶液在80℃～98℃热处理3～15min；
冷却到适合于酶水解的温度，添加5000～21000U的蛋白酶/100mL乳清蛋白水溶液，45～65℃水解30分钟～4小时；
当乳清蛋白水解物中过敏原含量降低到1875mg/kg以下后，热灭活蛋白酶；灭活温度75～98℃，时间5min～15min。
9.一种乳清蛋白水解产物，其是按照权利要求1～8任意一项所述酶法水解乳清蛋白的方法得到的水解产物。
10.根据权利要求9所述的乳清蛋白水解产物，该水解产物中分子量180～1000Dal的寡肽含量≥50％。
酶法水解乳清蛋白的方法及水解产物
技术领域
[0001] 本发明涉及一种酶法水解乳清蛋白的方法及水解产物。
背景技术
[0002] 牛乳中含有3％～3.5％蛋白质，其中约20％为乳清蛋白。乳清蛋白主要包括β-乳球蛋白(β-LG)、α-乳白蛋白(α-LA)、血清白蛋白(BSA)、免疫球蛋白(Ig)、乳铁蛋白，还有多种酶、多种维生素、微量元素及各种生长因子和激素。其中α-乳白蛋白和β-乳球蛋白是乳清蛋白中的主要成分。β-LG是牛乳乳清蛋白的主要蛋白质，不存在于母乳中。研究表明β-LG是引起牛乳过敏的主要过敏原，大约有2％～6％的婴幼儿对乳蛋白质有一定的过敏。对以牛乳为主要食物的婴幼儿来说，牛乳过敏影响乳蛋白质的正常消化吸收，严重影响婴幼儿的健康成长。
[0003] 为了消除或降低牛乳过敏性，通过对牛乳蛋白过敏原进行改性生产低过敏或无过敏牛乳技术已取得了较大进展。蛋白酶解法是一种目前常用的牛乳清蛋白改性方法，主要是利用蛋白酶水解乳清蛋白制备得到水解产物，水解产物的抗原性可降低，进一步应用于配制低过敏性或无过敏性食品例如婴幼儿食品等。另外，酶法水解乳清蛋白往往会产生苦味肽，从而影响制品的口感和风味。
[0004] 当前的对酶法水解乳清蛋白的方法的研究中，大多集中在对酶具体种类的筛选以及酶解过程中工艺条件的优化，以期得到所希望的具有特定性能或特定组分的水解产物。例如，CN 101260421A公开了一种利用特定组成的复合蛋白酶酶解乳清蛋白的方法，以提高水解度、乳清蛋白利用率及产品收率等；CN 101297674A公开了一种利用由碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶按一定比例组成的复合蛋白酶
水解乳清蛋白生产低敏性水解物的方法；包怡红等人研究了碱性蛋白酶对乳清蛋白的水解作用，并优化了工艺条件，乳清蛋白水解后，产物溶解性和热稳定性得到提高(“乳清蛋白的酶解及其性质研究”，《食品科学》，2003，Vol.24，No.9)；王国荣等人通过对多种蛋白酶酶解乳清蛋白的研究比较，筛选出蛋白酶A具有优先降解β-乳球蛋白的能力，并优化了蛋白酶A优先降解β-乳球蛋白的工艺(“优先酶解乳清蛋白浓缩物中β-乳球蛋白工艺的研究”，《中国乳品工业》，2007年第35卷第10期)；......。在酶法水解乳清蛋白的研究中，可以通过选择合适的蛋白酶、控制酶解工艺条件等措施来降低水解产物的抗原性和/或水解产物的苦味，使水解产物具有所期望的性能及组成。
发明内容
[0005] 本发明的一个目的在于提供一种酶法水解乳清蛋白的方法，以制备具有低抗原性的水解产物。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种酶法水解乳清蛋白的方法，以降低水解产物的苦味。
[0007] 本发明的另一目的在于提供一种酶法水解乳清蛋白的方法，以制备易于消化吸收
的水解产物。
[0008] 本发明的另一目的在于提供一种乳清蛋白水解产物，其具有低抗原性、低苦味，并易于消化吸收。
[0009] 一方面，本发明提供了一种酶法水解乳清蛋白的方法，该方法包括步骤：将欲进行水解的乳清蛋白水溶液的pH值调节到适合蛋白酶水解的值，然后对该乳清蛋白水溶液进行热处理，使蛋白变性，再添加蛋白酶进行水解。
[0010] 在所属领域中，在向欲进行酶解的乳清蛋白水溶液中添加蛋白酶进行水解前，需要将乳清蛋白水溶液的pH值调节到适合蛋白酶水解的值，是已知的；通常，在传统的优选方法中，在调节乳清蛋白水溶液pH值、添加酶水解的步骤前，还需要预先对乳清蛋白水溶液进行热处理(例如可参见前述CN 101260421A、CN 101297674A公开的内容，以及包怡红等人的研究、王国荣等人的研究中的记载)，热处理的主要目的是使蛋白变性，使蛋白的一些结构伸展开，暴露出更多的酶切位置，利于酶解的进行。
[0011] 而本案发明人在研究中发现，在对乳清蛋白水溶液进行热处理前即将其pH值调节到适合蛋白酶水解的值，然后进行热处理使蛋白变性，再添加蛋白酶进行水解，与传统的先热处理然后调pH值加酶水解的方法相比，将能带来预料不到的技术效果。发明人的相关实验证明：利用本发明的先调pH值然后热处理再加酶水解的方法，所得水解产物将具有更低的抗原性；而且，利用本发明的方法所得水解产物将具有较低的苦味；此外，本发明的方法还利于控制水解率，制备寡肽含量高、易于消化吸收的水解产物。
[0012] 根据本发明的具体实施方案，本发明中所述欲进行酶解的乳清蛋白水溶液是通过将乳清蛋白溶于水得到的。所述乳清蛋白可以是通过本领域已知的方法得到的，如干酪乳清、乳清浓缩蛋白、乳清分离
蛋白等。典型的乳清蛋白制品是含有β-乳球蛋白和/或α-乳白蛋白，市售的多为乳清蛋白浓缩物(WPC)或乳清蛋白分离物(WPI)。在本发明优选的实施方案中，是对通过将乳清蛋白浓缩物或乳清蛋白分离物溶于水得到的乳清蛋白水溶液进行酶解。本发明中，所述欲进行酶解的乳清蛋白水溶液的浓度为2％～12％(w/w，按总固形物的含量计算，除特别标注和说明外，本发明中所述含量和比例为重量含量和比例)，优选为5％～10％。
[0013] 根据本发明的具体实施方案，本发明是采用微生物蛋白酶对乳清蛋白进行水解，更具体地，所述蛋白酶包括：蛋白酶U、蛋白酶A、蛋白酶P3、蛋白酶N、蛋白酶S和蛋白酶SEB 中的至少一种。这些蛋白酶均可商购获得。
[0014] 在确定所用蛋白酶之后，适合蛋白酶水解的pH值范围即可获知。本发明中即可将欲进行水解的乳清蛋白水溶液的pH值调节到适合所用蛋白酶水解的值，然后在该pH值下对该乳清蛋白水溶液进行热处理，使蛋白变性。根据本发明的优选实施方案，应控制欲进行热处理的乳清蛋白水溶液的pH值为5～8，更优选为6～7，调节pH值的调节剂可以采用所属领域中常用的调节剂，如NaOH溶液、HCl溶液等。热处理的条件如温度和时间等，可以参照所属领域中已知的方法进行，也可以考虑乳清蛋白水溶液的性状而确定。根据本发明的优选实施方案，所述热处理温度为80℃～98℃，更优选85℃～95℃，处理时间为3min～15min，更优选5min～10min。
[0015] 在将乳清蛋白水溶液进行热处理后，将其冷却至适合酶水解的温度，即可加入蛋白酶进行水解。在选定所用的蛋白酶后，适合酶水解的温度是可以得知的，向乳清蛋白水溶
液中加入的蛋白酶的量可以根据本领域已知的方法来确定，也可以根据所用的酶的活性和乳清蛋白水溶液的性状来确定。本发明中，蛋白酶的活性以U(Unit)表示。一个U表示在最佳条件下，单位时间内(每分钟)水解酪蛋白释放出1g酪氨酸所需要的酶量。酶水解酪蛋白从而每分钟释放一定量的三(TCA)可溶物。根据本发明的具体实施方案，蛋白酶的添加量为每100mL乳清蛋白溶液中添加酶活单位为5000～21000U，优选的实施方案中，添加的酶活单位为19000～20000U/100mL乳清蛋白溶液。
[0016] 根据本发明的优选具体实施方案，向乳清蛋白溶液中加入蛋白酶后应控制在45℃～70℃进行水解，优选45℃～65℃，更优选50℃～60℃。水解时间控制在30分钟到4小时，优选为2小时到3小时。随着水解的进行，乳清蛋白被水解为乳清蛋白水解物。[0017] 根据本发明的具体实施方案，本发明的方法还包括热灭活蛋白酶以终止水解的步骤。本发明在水解过程中，可随时取样，检测水解物中抗原含量。根据本发明的优选实施方案，是当乳清蛋白水解物中的过敏原含量降低到1875mg/kg(本发明中抗原含量是以乳清蛋白水解物的干物质量而非水解溶液的量为基准)以下后，热灭活蛋白酶，终止水解的进行。本发明中具体的热灭活温度可控制为75℃～98℃，优选为80℃～98℃，更优选为85℃～95℃；热灭活时间5min～15min，优选为5min～10min。
[0018] 灭活后迅速冷却到室温，即得到本发明的乳清蛋白水解产物(灭活并冷却至室温的水解产物仍是存在于水解液中，经冷冻干燥后即可得以固体形式存在的水解产物)。本发明中，可不需要对该水解产物进行脱盐处理，即可应用于配制食品等。
[0019] 在本发明的一具体的实施方案中，所述的酶法水解乳清蛋白的方法包括步骤：[0020] 配制质量浓度2％～12％，优选5％～10％的乳清蛋白水溶液；
[0021] 将乳清蛋白水溶液的pH值调节到适合蛋白酶水解的值，且该pH值范围在5～8；[0022] 将调好pH值的乳清蛋白水溶液在80℃～98℃热处理3～15min；
[0023] 冷却到适合于酶水解的温度，添加蛋白酶5000～21000U/100mL乳清蛋白水溶液，45～65℃水解30分钟～4小时；
[0024] 当乳清蛋白水解物中过敏原含量降低到1875mg/kg以下后，热灭活蛋白酶；灭活温度75～98℃，时间5min～15min。
[0025] 灭活后迅速冷却(例如置于冰水混合水浴中冷却)到室温。
[0026] 另一方面，本发明还提供了一种乳清蛋白水解产物，其是按照本发明所述的酶法水解乳清蛋白的方法得到的水解产物。
[0027] 本发明中，还采用酶联免疫方法对水解产物的抗原性进行了测定，按照本发明的方法所制备得到的水解产物，与按照传统方法得到的水解产物相比，其抗原性将显著降低。本发明中，每千克乳清蛋白水解产物(以干物质量为基准)中，过敏原含量在1875mg以下，可进一步应用于配制低过敏性或无过敏性食品例如婴幼儿食品等。本发明中，还对水解产物的苦味进行了评价(直接评价水解原液的苦味)。具体的苦味评价方法为：采用硫酸奎宁标准溶液，称取0.1g硫酸奎宁溶于50mL 5％的乙醇溶液中，作为标准液。苦味程度采用5级评价，标准液浓度为C(C＝3×10-6mol/L)时刚好无苦味(-)，2C为有轻微苦味(+)，4C为中等苦味(++)，8C为强苦味(+++)，10C为很强的苦味(++++)，12C为很强的苦味(+++++)，15C为很强的苦味(++++++)。按照本发明的方法所制备得到的水解产物，与按照传统方法得到的水解产物相比，其苦味将显著降低。将本发明的水解产物用于配制食品，可减少苦味
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