一種固定化酶及其制作方法和在攪拌型酸奶中的應用技術

本發(fā)明專利技術屬于食品加工技術領域，具體涉及一種固定化酶的生產及應用，本發(fā)明專利技術對谷氨酰胺轉氨酶進行固定化處理得到固定化谷氨酰胺轉氨酶，并將該固定化酶應用在酸奶的生產中。以牛奶為原料，利用嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌為菌株進行發(fā)酵，在生產過程中添加固定化谷氨酰胺轉氨酶和大豆分離蛋白，提供一種不需要添加化學穩(wěn)定劑和增稠劑的攪拌型綠色酸奶產品，由于固定化酶可多次反復使用，本發(fā)明專利技術具有生產成本低，工藝簡單，產品穩(wěn)定性好的特點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及食品加工
，特別是涉及一種固定化酶的制備及應用這種固 定化酶生產攪拌型酸奶的工藝方法。背景材料谷氨酰胺轉氨酶是一種廣泛存在于人體、高級動植物及微生物中的一種聚合 酶，能夠催化蛋白質分子間或分子內的交聯(lián)，改善蛋白質的多種功能特性，可應用于肉 制品、乳制品、豆制品和面制品等領域。但由于目前市售谷氨酰胺轉氨酶的價格較高， 限制了其在食品中的廣泛應用。固定化酶是指在一定空間內呈閉鎖狀態(tài)存在的酶，與游離酶相比，除具有高 效、專一、溫和及酶的活性可調節(jié)控制等催化反應特性以外，還具有容易分離回收、可 重復多次使用、操作連續(xù)可控、工藝操作簡便等優(yōu)點。目前，谷氨酰胺轉氨酶主要以游 離酶的形式使用，有資料報道可采用海藻酸鈉對谷氨酰胺轉氨酶進行固定化處理，但該 固定化酶質地較柔軟，因容易破碎造成分離困難。酸奶是以牛乳或復原乳為主要原料，經巴氏殺菌后，接入乳酸菌菌種經發(fā)酵制 成的一種老少皆宜的營養(yǎng)食品。它不僅具有牛奶的營養(yǎng)價值，其中的有益微生物還會抑 制人體腸道中的腐敗菌，促進營養(yǎng)物質的消化吸收，更加適合于人類的營養(yǎng)和保健。攪拌型酸奶是在牛奶中接入乳酸菌種后，在大型發(fā)酵罐中進行發(fā)酵，經機械攪 拌后成為液態(tài)，然后分裝到包裝容器內。同凝固型酸奶相比，攪拌型酸奶更適合大規(guī)模 生產，更便于添加果料等輔料，具有口味多樣化、營養(yǎng)更為豐富的特點。但由于機械攪 拌過程破壞了酸奶的凝膠結構，為了保持酸奶的口感和質地，需要在酸奶生產過程中添 加穩(wěn)定劑。目前使用的穩(wěn)定劑通常由食品膠(如果膠、明膠、瓜爾豆膠)或增稠劑(如 變性淀粉)等組成，它們或成本高或口感差，或保水性與穩(wěn)定性不佳，在使用效果上均 存在一定的缺陷，產品的質量有待改進。添加的穩(wěn)定劑對人體健康沒有幫助，而且還增 加了產品的生產成本。在酸奶生產過程中添加固定化谷氨酰胺轉氨酶，可改善酸奶的口 感，增加其粘度和持水力，替代目前生產中普遍使用的穩(wěn)定劑，有效地防止乳清析出。 同時具有生產成本低、產品保水性好、食用安全等特點。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是克服現(xiàn)有生產攪拌型酸奶工藝中不足，提供一種既不用添加穩(wěn) 定劑，還可以保持普通凝固型酸奶的口感和質地，并且能提高攪拌型酸奶的營養(yǎng)價值的 綠色、安全、簡單、產品質量穩(wěn)定且營養(yǎng)豐富的生產工藝方法。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術生產一種谷氨酰胺轉氨酶固定化酶，這種固定化酶作 為一種食品添加劑，可起到增加蛋白質的粘度和凝膠性的作用，可在酸奶等食品制作中 應用。本專利技術采用的技術方案如下本專利技術所采用的固定化谷氨酰胺轉氨酶是用從泰興市一鳴生物制品有限公司購得的酶活力為100U/g的谷氨酰胺轉氨酶通過固定化制成的，其固定化方法如下1)將殼聚糖按料液比1 20 1 40的比例溶于醋酸溶液中，用攪拌機在 50 200rpm的條件攪拌10 40分鐘，配成殼聚糖膠體溶液；2)將濃度4 10%的NaOH溶液和濃度30 90%乙醇溶液按50 1 5 6 的比例配成凝結液；3)用5 7號注射器將殼聚糖溶液滴入到凝結液中制成殼聚糖微球，20 30°C 下放置1 3小時，用蒸餾水反復洗滌至中性，4°C下冷藏備用；4)將殼聚糖微球按料液比1 3 1 10的比例溶于1 3%的戊二醛溶液中， 在15 30°C下恒溫振蕩1 3小時，用蒸餾水反復洗滌至微球不含游離戊二醛為止；5)將殼聚糖微球按料液比1 3 1 10的比例加入5 20%谷氨酰胺轉氨酶 液，在20 30°C的溫度下恒溫振蕩1 3小時，用pH 7.0的磷酸緩沖液反復洗滌微球至 未交聯(lián)的游離酶被洗盡，即得固定化酶，4°C下冷藏備用。經上述方法得到的固定化酶，可以用來進行生產攪拌型酸奶。一種利用固定化酶生產攪拌型酸奶的工藝方法1)向牛奶中按20 100g/L的比例添加白砂糖和3 15g/L的比例添加大豆分 離蛋白并攪拌均勻，然后在20 25Mpa下高壓均質；2)將均質后的原料在85 95°C下加熱3 lOmin，冷卻至43°C ；3)向冷卻好的原料中按10 50g/L的比例添加按上述方法制作的固定化谷氨酰 胺轉氨酶和體積百分比2 4%的比例添加保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌，兩種乳酸菌的 比例為1 1 1 10，固定化谷氨酰胺轉氨酶添加的具體方法是將固定化酶分成3 10份，用滅菌后的單層紗布包裹，用滅菌后的線繩系口，將紗布包浸入牛奶，并留一段 線繩在發(fā)酵容器外；4)將3)中準備好的原料在40 43°C下發(fā)酵2 4小時，制成酸奶；5)取出用紗布包裹著的固定化酶，將發(fā)酵好的酸奶冷卻至18°C，用攪拌機在 20 40rpm的條件下攪拌5 20分鐘；6)將5)中攪拌好的酸奶分裝到銷售容器中，再在0 6°C下后熟12 24h，即 得攪拌型酸奶。7)將固定化酶取出后，用無菌水清洗干凈，放在4°C冰箱中冷藏，可反復使用 10次以上。根據(jù)需要，可以在步驟5)的攪拌過程中可按20 60g/L的比例添加果醬或果 粒，制成各種口味的果味酸奶或果粒酸奶。大豆分離蛋白具有較高的營養(yǎng)價值和良好的功能特性，尤其是具有良好的溶解 性和凝膠性。因此，在酸奶中添加一定量的大豆分離蛋白，不但能夠顯著提高攪拌型酸 奶的黏度、凝膠性和產品穩(wěn)定性，還能夠改善酸奶的營養(yǎng)價值，對人體非常有好處。谷氨酰胺轉氨酶(簡稱TG)是一種廣泛存在于人體、高級動植物及微生物中的 一種聚合酶，能夠催化蛋白質分子間或分子內的交聯(lián)。因此，它可以催化牛奶中的酪蛋 白、乳清蛋白和大豆球蛋白分子內或分子之間的交聯(lián)反應，改善酸奶的口感，增加其粘 度和持水力，用它來替代目前酸奶生產中普遍使用的穩(wěn)定劑，可以有效地防止酸奶中乳 清的析出，同時還具有結合力強、保水性好、使用安全等特點。固定化酶是指在一定空間內呈閉鎖狀態(tài)存在的酶，一般采用物理或化學方法使 酶與水不溶性大分子載體結合或把酶包埋在水不溶性凝膠或半透膜的微囊體中制成的。 與游離酶相比，固定化酶除具有高效、專一、溫和及酶的活性可調節(jié)控制等催化反應特 性以外，還具有容易分離回收、可重復多次使用、操作連續(xù)可控、工藝操作簡便等優(yōu) 點。目前，固定化酶不僅在化學、生物學及生物工程、醫(yī)學及生命科學等學科領域的得 到廣泛的應用，在食品領域中的應用前景尤為可觀。具體實施例方式實施例11.殼聚糖微球的制備1)取20g殼聚糖，溶于醋酸溶液600mL中，用攪拌機在IOOrpm攪拌20分鐘，配成殼聚糖膠體溶液；2)將8 % NaOH 250mL和30 %乙醇溶液300mL混合，配成凝結液；3)用6號注射器將殼聚糖溶液滴入到凝結液中制成微球，25°C下放置2小時，用 蒸餾水反復洗滌微球至中性，4°C下冷藏；2.谷氨酰胺轉氨酶的固定化(1)取20g殼聚糖微球，溶于2%戊二醛溶液IOOmL中，25°C下恒溫振蕩2小 時，用蒸餾水反復洗滌至微球不含游離戊二醛為止；(2)向微球中添加10%谷氨酰胺轉氨酶酶液lOOmL，25°C恒溫振蕩2小時。用 pH 7.0的磷酸緩沖液反復洗滌微球，直至未交聯(lián)的游離酶被洗盡，即得固定化酶，于4°C 冰箱中保存?zhèn)溆谩?.攪拌型酸奶的制備1)向500mL牛奶中添加25g白砂糖和2.5g大豆分離蛋白，攪拌均勻，在25Mpa下高壓均質；2)90°C下加熱5分鐘，冷卻至43°C。3)添加15g固定化谷氨酰胺轉氨酶和15mL的保加本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固定化谷氨酰胺轉氨酶，其特征在于通過下述制備方法制成：１）將殼聚糖按料液比１∶２０～１∶４０的比例溶于１％醋酸溶液中，用攪拌機在５０～２００ｒｐｍ的條件攪拌１０～４０分鐘，配成殼聚糖膠體溶液；２）將濃度４～１０％的ＮａＯＨ溶液和濃度３０～９０％乙醇溶液按５０∶１～５∶６的比例配成凝結液；３）用５～７號注射器將殼聚糖溶液滴入到凝結液中制成殼聚糖微球，２０～３０℃下放置１～３小時，用蒸餾水反復洗滌至中性，４℃下冷藏備用；４）將殼聚糖微球按料液比１∶３～１∶１０的比例溶于１～３％的戊二醛溶液中，在１５～３０℃下恒溫振蕩１～３小時，用蒸餾水反復洗滌至微球不含游離戊二醛為止；５）將殼聚糖微球按料液比１∶３～１∶１０的比例加入５～２０％谷氨酰胺轉氨酶液，在２０～３０℃的溫度下恒溫振蕩１～３小時，用ｐＨ７．０的磷酸緩沖液反復洗滌微球至未交聯(lián)的游離酶被洗盡，即得固定化酶，４℃下冷藏備用。

【技術特征摘要】
1.一種固定化谷氨酰胺轉氨酶，其特征在于通過下述制備方法制成1)將殼聚糖按料液比1 20 1 40的比例溶于醋酸溶液中，用攪拌機在50 200rpm的條件攪拌10 40分鐘，配成殼聚糖膠體溶液；2)將濃度4 10%的NaOH溶液和濃度30 90%乙醇溶液按50 1 5 6的比 例配成凝結液；3)用5 7號注射器將殼聚糖溶液滴入到凝結液中制成殼聚糖微球，20 30°C下放 置1 3小時，用蒸餾水反復洗滌至中性，4°C下冷藏備用；4)將殼聚糖微球按料液比1 3 1 10的比例溶于1 3%的戊二醛溶液中，在 15 30°C下恒溫振蕩1 3小時，用蒸餾水反復洗滌至微球不含游離戊二醛為止；5)將殼聚糖微球按料液比1 3 1 10的比例加入5 20%谷氨酰胺轉氨酶液， 在20 30°C的溫度下恒溫振蕩1 3小時，用pH 7.0的磷酸緩沖液反復洗滌微球至未交 聯(lián)的游離酶被洗盡，即得固定化酶，4°C下冷藏備用。2.如權利要求1所述的固定化谷氨酰胺轉氨酶的制備方法，其特征在于1)將殼聚糖按料液比1 20 1 40的比例溶于醋酸溶液中，用攪拌機在50 200rpm的條件攪拌10 40分鐘，配成殼聚糖膠體溶液；2)將濃度4 10%的NaOH溶液和濃度30 90 %乙醇溶液按50 1 5 6的比 例配成凝結液；3)用5 7號注射器將殼聚糖溶液滴入到凝結液中制成殼聚糖微球，20 30°C下放 置1 3小時，用蒸餾水反復洗滌至中性，4°C下冷藏備用；4)將殼聚糖微球按料液比1 3 1 10的比例溶于1 3%的戊二醛溶液中，在 15 30°C下恒溫振蕩1 3小時，用蒸餾水反復洗滌至微球不含游離戊二醛為止；5)...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張春紅，劉長江，岳喜慶，孫婧，常南，
申請(專利權)人：沈陽農業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：89