绿豆蛋白多肽脱苦条件优化

2022-07-21张津睿翟爱华

农产品加工 2022年11期

张津睿，翟爱华，2

（1. 黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆 163319；2. 国家杂粮工程技术研究中心，黑龙江大庆 163319）

绿豆蛋白是提取绿豆淀粉后的主要副产物[1]，绿豆蛋白中氨基酸组成均衡，是优质的蛋白质资源。绿豆多肽是绿豆蛋白经不同类型的蛋白酶水解而成的多肽混合物，其具有食品应用所需的溶解性、吸水性和流动性[2-3]；绿豆多肽值得关注的一些功能特性，如降血压[4]、免疫活性[5]、抗氧化[6]等多样的生物活性，对开发提高食品功能性的产品非常重要，因此适合多肽食品领域的应用。

蛋白水解物大部分会产生苦味，将此类多肽称为苦味肽。这种多肽的苦味是溶液中的疏水性氨基酸引起的，由于选用不同的蛋白酶其水解氨基酸的位点不同，获得不同外露的疏水性氨基酸，因此在食用时不同程度地品尝到苦味[7]。在蛋白质经蛋白酶水解得到不同活性多肽液的研究很多，而开发出多肽的产品却很少见，主要原因就是苦味较大，如何对活性多肽进行脱苦，已成为开发活性多肽产品的主要技术问题[8-9]。脱苦方法是去除或改变蛋白水解物中的疏水氨基酸特性。掩盖方法脱苦是目前比较常用的脱苦方法，主要是把苦味肽进行包埋或隔离，使苦味肽不能接触味蕾上的苦味感受器而达到脱苦的目的。不但达到脱苦作用，还不影响多肽食用后的活性作用。β - 环状精是一种大分子的低聚糖，属结构稳定的包埋剂。使用β - 环状糊精对绿豆蛋白多肽进行脱苦试验，根据β - 环状糊精添加量、包埋温度和包埋时间的单因素试验结果，采用正交试验进一步优化，通过脱苦效果确定β - 环状糊精脱苦的最

佳工艺条件[9-10]。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

绿豆蛋白多肽液，国家杂粮工程技术中心实验自制；β - 环状糊精，孟州市华兴生物化工责任有限公司提供。

DK-S24 型电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司产品。

1.2 苦味评价方法

采用感官评定方法，确定超滤后酶解液的苦味，苦味值评价方法采用以奎宁为苦味基准物质进行稀释，当浓度稀释到刚好无苦味的浓度时，作为标准浓度C（C=3×10-6mol/L），以标准苦味浓度为基础，按倍数增加奎宁用量设置苦味值。苦味值确定由5 人组成的评定小组完成，结果取5 人评分值的平均值。

苦味评分标准见表1。

表1 苦味评分标准

1.3 脱苦单因素试验条件

绿豆蛋白多肽是通过中性蛋白酶和胰蛋白酶复合水解的混合多肽，经无机陶瓷膜对其初步纯化浓缩后的多肽混合液，多肽含量20 mg/100 mL。

1.3.1 β - 环状糊精添加量对抗氧化肽脱苦效果的影响利用[9-10]

根据无机陶瓷膜处理的酶解液进行浓缩，按肽的含量计算β - 环状糊精百分含量，分别加入β - 环状糊精0，1%，2%，3%，4%，在50 ℃的水浴中恒温60 min，按照表1 苦味评价标准，确定β - 环状糊精添加量对抗氧化肽脱苦效果。

1.3.2 包埋温度对抗氧化肽脱苦效果的影响

取适量的抗氧化肽，β - 环状糊精添加量2%，在水浴锅中分别以20，30，40，50，60 ℃的包埋温度恒温60 min，按照表1 苦味评价标准，确定包埋温度对抗氧化肽脱苦的效果。

1.3.3 包埋时间对抗氧化肽脱苦效果的影响

取适量的抗氧化肽，β - 环状糊精添加量2%，在40 ℃的水浴中分别恒温20，40，60，80，100 min，按照表1 苦味评价标准，确定包埋时间对抗氧化肽脱苦的效果。

1.4 抗氧化肽脱苦条件优化

根据单因素结果设计正交试验，以β - 环状糊精添加量、包埋温度、包埋时间对抗氧化肽脱苦效果的影响，按照表2 所示L9（34）正交试验进行试验，确定β - 环状糊精脱苦效果达到最佳工艺参数。

β - 环糊精对抗氧化肽脱苦效果正交试验因素与水平设计见表2。

表2 β- 环糊精对抗氧化肽脱苦效果正交试验因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 β - 环状糊精绿豆多肽脱苦条件单因素试验

2.1.1 β - 环状糊精添加量影响多肽的脱苦效果

β - 环状糊精添加量对脱苦效果的影响见图1。

图1 β - 环状糊精添加量对脱苦效果的影响

由图1 可知，β - 环状糊精添加量对脱苦有一定的影响，主要表现在β - 环状糊精大分子结构将苦味肽包裹起来，在食用时阻隔与味蕾的接触而达到消除苦味的效果。在β - 环状糊精添加量2%时，基本能够将苦味肽包裹达到饱和，再提高添加量，苦味基本不变，如果β - 环状糊精使用过多还会降低多肽饮料的感官品质或产生异味。因此，β - 环状糊精添加量控制在2%的脱苦效果比较理想。经包埋后多肽带有的少量苦味可在后续饮料配方优化中通过添加糖、酸等物质进行改善[7]。

2.1.2 包埋温度影响多肽的脱苦效果

包埋温度对脱苦效果的影响见图2。

图2 包埋温度对脱苦效果的影响

由图2 可知，包埋温度为40 ℃时，苦味最低，因为包埋温度的高低会影响β - 环状糊精的溶解度，当溶解效果最大时，其包埋作用最好；当包埋温度升高到一定程度，β - 环状糊精吸收的能量也会增大，影响了糊精的结构，对苦味肽的吸附和包埋作用下降。因此，包埋温度超过40 ℃以上，随包埋温度升高苦味值反而上升[8-9]。

2.1.3 包埋时间影响多肽的脱苦效果

包埋时间对脱苦效果的影响见图3。

图3 包埋时间对脱苦效果的影响

由图3 可知，包埋的初期，苦味肽随时间延长，β - 环状糊精溶解度增大，内部的空间结构展开，苦味肽逐渐被吸附进入β - 环状糊精内部空间，当包埋时间在60 min 以后，苦味值趋于稳定，说明包埋时间超过60 min，一定量的β - 环状糊精随着时间延长其的空间结构包埋的苦味物质达到饱和，也就是一定的空间结构其容纳量有限，因此选定最佳包埋时间为60 min[11-12]。

2.2 β - 环状糊精脱苦效果条件优化结果

通过正交试验设计，苦味值由5 位食品专业的学生对脱苦试验设计进行品尝评价，取5 位品尝人员评分的平均值。

脱苦效果正交试验优化结果见表3。

表3 脱苦效果正交试验优化结果

对苦味值结果进行极差分析，各因素间的影响程度按大小顺序为A＞B＞D（即β - 环状糊精添加量＞包埋温度＞包埋时间），β - 环状糊精包埋法脱苦试验，影响脱苦效果最关键因素是β - 环状糊精添加量；通过正交试验设计优化的最佳脱苦条件组合是A2B2D3，即β - 环状糊精添加量为2%，包埋温度恒定在40 ℃，包埋时间控制在60 min，试验效果最佳。为了进一步优化β - 环状糊精添加量，对正交试验结果进行方差分析。

β- 环状糊精脱苦效果正交优化方差分析见表4，不同β - 环状糊精添加量处理的苦味值多重比较见表5，不同β - 环状糊精添加量处理各水平苦味值均值多重比较（LSD 检验法）见表6。

由表4 可知，β - 环状糊精添加量的因素间F值差异显著，说明β - 环状糊精添加量对脱苦效果有显著影响，在包埋法的脱苦过程中β - 环状糊精添加量是最重要的控制条件。在方差分析结果的基础上还要通过显著性因素进行LSD 检验法多重比较，优化最佳的β - 环状糊精添加量参数。由表5 和表6的多重比较结果可知，A2（2%）、A3（3%）与A1（1%）间水平差异显著，所以在选择最佳的β - 环状糊精添加量时，最终确定添加量为2%，与正交试验结果优化的条件一致[13]。