大豆蛋白发酵酶解风味剂的研究

(Key Laboratory of Food Nutrition and Safety，Ministry of Education，College of Food Engineering and Biotechnology， Tianjin University of Science & Technology，Tianjin 300457，China)
DOI:10.13364/j.issn.1672-6510.2012.06.008
第 27 卷 第 6 期 2012 年 12 月
天津科技大学学报
Journal of Tianjin University of Science & Technology
Vol. 27 No. 6 Dec. 2012
大豆蛋白发酵酶解风味剂的研究
关键词：大豆蛋白；发酵；酶解；响应面分析
中图分类号：Q946.1
文献标志码：A
文章编号：1672-6510(2012)06-0021-06
Study of Flavouring Agent for Soy Protein Fermentation and Enzymolysis
WANG Jianming，WANG Yiyun，LI Ping
pert 软件，以大豆蛋白粉用量、接种孢子量和加酶量
3 个因素为自变量，所测 SN-TCA 指数为响应值，进
行 3 因素 3 水平共 15 个实验点的响应面分析实
验．首先，配制不同大豆蛋白粉用量的发酵培养基，
调节液体发酵培养基 pH 为 5.0，接种孢子，于 28,℃、
200,r/min 条件下，发酵 60,h；之后调节发酵液 pH 7.0，添加风味蛋白酶，于 55,℃酶解 8,h；灭酶后，测
用．酶解法能很好地控制生产，再加上是在比较温和
的条件下进行的，所以还能很好地保存氨基酸的营养 价值．因此，酶解法在工业上应用较广[6]．本文通过 雅致放射毛霉[7]和风味蛋白酶 ACCELERZYME NP
混合发酵酶解大豆蛋白，对酶解液进行研究，为大豆
收稿日期：2012-02-20；修回日期：2012-06-12 基金项目：天津市科技支撑计划重点项目(11ZCKNC01800) 作者简介：汪建明（1972—），女，新疆库尔勒人，教授，wangjianming@.
植物水解蛋白可作为一种天然风味料，又可作为 一种天然氨基酸调味剂，可用于方便面汤和酱包的增 鲜增香、膨化食品和饼干的调味，还可用于调味品如 海鲜酱油、辣汁、醋等的调香增香．张晓鸣等[1]利用 酶解大豆蛋白制备鲜味肽，对我国调味领域的发展有 重要意义．制备植物水解蛋白时，应选择来源广泛、 价 格 便 宜 的 原 料 ，因 此 较 常 用 的 是 脱 脂 大 豆 [ 2 ] ．豆 酱、酱油等大豆发酵食品是具有特殊风味、鲜味的调 味品，不仅鲜味醇厚、持久，而且有增香的作用．研究 表明，以大豆蛋白质为原料经过生物降解之后产生的
种孢子量 2.0×109,L-1，于 28,℃、200 r/min 的摇床中发酵 60 h；调节发酵液 pH 为 7.0，加酶量 28,000 U/g，于 55,℃酶
解 8,h．在此条件下进行验证实验，测得发酵酶解液的风味值为 25，具有特殊的酶解味，风味浓郁，无臭味，三氯乙酸溶
解指数(SN-TCA 指数)可达到 8.70%．
(15.0 、30.0 、45.0 、60.0 、75.0,g/L) 和 加 酶 量 (5,000 、
10,000、15,000、20,000、25,000,U/g)对酶解过程的影 响，并通过 L9(33)正交实验优化酶解条件．
1.5 混合发酵酶解大豆蛋白实验 根据 Box-Behnken 设计的原理，利用 Design Ex-
样品中大豆蛋白总氮含量采用凯氏定氮法[10]进
行测定．
1.3 雅致放射毛霉发酵大豆蛋白实验 样品在 28,℃、200,r/min 振荡培养 60,h 的条件
下，通过测定发酵液中的 SN-TCA 指数并进行感官
评定，利用单因素实验，研究大豆蛋白粉用量(15.0、 30.0、45.0、60.0、75.0,g/L)，接种孢子量(0.6×109、 1.2×109、1.8×109、2.4×109、3.0×109,L-1)和培养基
三氯乙酸(TCA)是一种蛋白质沉淀剂，它可以沉 淀蛋白质和肽段．大豆蛋白在裂解时，每裂解一个肽
键就生成一个新的—NH3，因此可根据标准曲线求出 发酵液中—NH3 的含量，从而计算发酵液中 10%TCA 可溶性氮的含量，即 SN-TCA 指数，在一定程度上可 作为蛋白质水解程度的一种表征．
取 2.0,mL 大豆蛋白酶解液，加入 10%的三氯乙 酸液2.0,mL，静置15,min，4,000,r/min 离心 10,min．离 心结束后，取上清液 1.0,mL，按标准曲线制作步骤， 在相同条件下测定吸光度，根据标准曲线方程计算 SN-TCA 指数[11]．
霉菌孢子悬浮液：参照文献[8]制备． 1.1.2 培养基
PDA 培养基：参照文献[9]配制． 发酵试验培养基[9]：按大豆蛋白 30.0,g/L，葡萄糖 5.0,g/L，硫酸镁 2.0,g/L，磷酸二氢钾 2.0,g/L，配制溶 液，pH 自然，121,℃灭菌 20,min．
1.2 主要测定方法 1.2.1 大豆蛋白发酵酶解液的风味评定
汪建明，王奕云，李 平
(食品营养与安全教育部重点实验室，天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津 300457)
摘 要：采用雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)和风味蛋白酶共同发酵酶解大豆蛋白，研究发酵酶解液的风味变化
情况．利用响应面法优化发酵酶解过程，确定的最佳工艺条件为：大豆蛋白粉用量 52.5,g/L，液体发酵培养基 pH 5.0，接
Abstract：Soy protein fermentation and enzymolysis process were investigated with Actinomucor elegans and flavourzyme ACCELERZYME NP. Mixed fermentation and enzymolysis were optimized with response surface method，and the optimal conditions were determined as follows．Soybean protein concentration was 52.5 g/L，the pH of liquid fermentation medium
定发酵酶解液的 SN-TCA 指数，确定最佳混合发酵
2012 年 12 月
酶解条件．
汪建明，等：大豆蛋白发酵酶解风味剂的研究
2 结果与讨论
2.1 甘氨酸标准曲线 根据 1.2.2 所述方法，测定不同浓度甘氨酸标准
溶液在 570,nm 下的吸光度，绘制标准曲线，如图 1 所示．
·23·
(a) 接种孢子量
·22·
天津科技大学学报 第 27 卷 第 6 期
蛋白发酵酶解产物在调味品市场的应用和复合风味 剂的制备方面提供了一定的理论参考．
1 材料与方法
1.1 材料 1.1.1 菌种及酶制剂
雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)，实验室保 存 ；ACCELERZYME NP(53,705,U) ，DSM 酶 制 剂 公司．
评定小组由 5 人组成．小组成员对大豆蛋白酶 解液进行风味评定，结果取 5 人评定值的平均值．风 味得分范围为 0～25，具体评分标准见表 1．
风味值 0～5 6～10 11～15 16～20 21～25
表 1 风味评分标准 Tab. 1 Scores for flavour
风味强度描述 几乎无酶解味 稍有酶解味，但风味较弱 具有特殊的酶解味，风味一般，无臭味 具有特殊的酶解味，风味较强，无臭味 具有特殊的酶解味，风味浓郁，无臭味
图 1 甘氨酸标准曲线 Fig. 1 Standard curve of concentration of glycine
2.2 发酵条件的确定 考察大豆蛋白粉用量、接种孢子量、培养基初始
pH 对发酵过程的影响，结果如图 2 所示． 接种孢子量为 2.4×109 L-1 时，发酵液的风味值最
高(图 2(a))．当接种孢子量偏低时，菌体生长速度缓 慢，产蛋白酶量少，蛋白酶的活性相对较低，不利于 发酵；而当接种孢子量过高时，菌体生长速度过快， 使 得 培 养 基 的 黏 度 增 大 ，供 氧 将 受 到 限 制 ，影 响 发 酵．由于原料和菌种选择的差异，本实验中大豆蛋白 粉 用 量 为 45.0,g/L 时 ，发 酵 液 的 风 味 值 最 高 ( 图 2(b))，这与许多利用微生物发酵法研究大豆多肽的 结果并不相同，如李理等[12]研究表明，要实现蛋白的 深度水解应控制培养基中大豆分离蛋白含量在 3%左 右．培养基初始 pH 为 6.0 时，发酵液的风味值最高 (图 2(c))，这与王丽英等[13]的研究结果基本一致，其 研究表明，在液体培养中，雅致放射毛霉的最适生长 起始 pH 为 6.0．这有可能是因为其复合酶系中的中 性蛋白酶的活力最高所致．
产品具有醇厚的风味[3]，比如腐乳粉在食品加工过程
中 可 以 补 充 天 然 发 酵 鲜 味 ，促 进 产 品 整 体 风 味 和 谐[4]．目前用微生物发酵法是水解大豆蛋白产大豆多 肽较先进的方法[5]，但存在着菌种选择范围广及发酵
方 式 复 杂 等 问 题 ，故 在 工 业 上 还 没 有 大 规 模 的 应
的初始 pH(4.0、5.0、6.0、7.0、8.0)对发酵过程的影 响，并通过 L9(33)正交实验优化发酵条件．
1.4 ACCELERZYME NP 酶解大豆蛋白实验 样品在 55,℃、pH 7.0 的条件下，通过测定酶解
液中 SN-TCA 指数并进行感官评定，利用单因素实