本发明属于食品原料加工技术领域，具体涉及一种面筋蛋白水解专用复合制剂及其制备方法和应用。
背景技术：
面筋蛋白是由面粉中的蛋白质转化而来的、具有黏性与弹力的一种物质。醇溶蛋白和谷蛋白是组成面筋的两大成分，它们之间合适的比例是赋予小麦良好加工品质的基础。小麦面筋蛋白具有优良的粘弹性、延伸性、吸水性、吸脂乳化性、成膜性和清淡醇香等特点。小麦面筋主要由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白组成，并含有少量淀粉、脂肪和矿物质等，其中麦醇溶蛋白的含量为小麦蛋白总量的40%-50%，麦谷蛋白的含量为小麦蛋白总质量的30%-40%，通常统称为面筋蛋白。麦醇溶蛋白分子量小，不溶于水及中性盐溶液，能溶于中等浓度乙醇溶液（70%-80%的溶液溶解度最大），多由非极性氨基酸组成，决定面筋的延伸性；麦谷蛋白不溶于水稀盐溶液和乙醇溶液，但能溶于烯酸或稀碱溶液，决定面筋的弹性和抗延伸性。
低筋面粉是指水份13.8%，粗蛋白质9.5%以下的面粉，通常用来做蛋糕、饼干、小西饼点心、酥皮类点心等。焙烤类面粉消费快速增长，综合餐饮企业中面包房、烘焙店及工厂化的中西点加工企业的面粉消费使得烘焙类面粉呈现较快增长。2019年焙烤面粉消费总量242.9万t，同比增长9.51%；企业中西糕点面粉消费量113.4万t，较上年下降0.53%；两者合计消费面粉量为356.3万t，较上年增长6.10%，再创历史新高。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种面筋蛋白水解专用复合制剂及其制备方法和应用，能够提高面筋蛋白的水解率，产生较多抗氧化多肽和风味多肽，增加面筋蛋白的拓展应用，提高其附加值。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种面筋蛋白水解专用复合制剂，包括a包和b包；所述a包中包括的组分及其占所述a包总质量的百分比：柠檬酸10%-20%、酸性蛋白酶80%-90%；所述b包中包括的组分及其占所述b包总质量的百分比：亚硫酸钠0.15%~0.25%、中性蛋白酶20%-30%、碱性蛋白酶40%-50%、羧肽酶5%-15%、氨肽酶10%-25%。
进一步地，所述a包中，所述酸性蛋白酶的酶活范围为1.0×105-2.0×105u/g。
进一步地，所述b包中，所述中性蛋白酶的酶活范围为0.5×105-1.0×105u/g，所述碱性蛋白酶的酶活范围为1.0×105-2.0×105u/g，所述羧肽酶的酶活范围为0.1×103-0.3×103u/g，所述氨肽酶的酶活范围为0.5×103-1.0×103u/g。
本发明还提供上述的面筋蛋白水解专用复合制剂的制备方法，通过该配制方法能配制出面筋蛋白水解专用的复合制剂，该方法包括如下步骤：
1）按设计量称量所述面筋蛋白水解专用复合制剂的各组分；
2）将柠檬酸和酸性蛋白酶加入到搅拌机中，低速常温搅拌均匀，倒出封口包装，制得所述a包；
3）将亚硫酸钠、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶加入到搅拌机中，搅拌均匀，倒出封口包装，制得所述b包。
进一步地，步骤2）和步骤3）中搅拌机的搅拌速率为100r/min，低速搅拌使混合更均匀，同时避免搅拌速率过高产热导致酶活性降低。
本发明还提供上述的面筋蛋白水解专用复合制剂的使用方法，包括如下步骤：
1）取面筋蛋白，加入适量水，再加入面筋蛋白质量1%-3%的所述a包，然后在40℃-50℃水解2-4h后取出；
2）调整ph至6.5-7.5，再加入面筋蛋白质量1%-3%的所述b包，然后在40℃-50℃水解2-4h后取出冷却。
进一步地，步骤1）中，面筋蛋白与水的质量比为1：8~1：10。
进一步地，步骤1）中将加入所述a包后的面筋蛋白置于40℃-50℃水浴摇床中，120-140r/min振荡水解2-4h后取出。
进一步地，步骤2）中将加入所述b包后的面筋蛋白置于40℃-50℃水浴摇床中，120-140r/min振荡水解2-4h后取出冷却。
本发明的面筋蛋白水解专用复合制剂中各组分的设计原理如下：
a包中的柠檬酸对面筋蛋白有脱酰胺作用，即酰胺基团中氨基变成高亲水的羧基，分子内氢键的减少和分子间静电排斥的增加使得面筋蛋白溶解性提高，增加了有效水解位点，水解度增加；
a包中的酸性蛋白酶在柠檬酸的作用下可以对面筋蛋白进行初步的水解作用；
b包中的亚硫酸钠用于蛋白质时，可以使蛋白质分子中的二硫键断裂并形成游离巯基，改变网络结构的伸展和交联度，提高其分散性，更有利于水解；
b包中的中性蛋白酶、碱性蛋白酶可以在亚硫酸钠的作用下对面筋蛋白进行水解；
b包中的羧肽酶和氨肽酶可以分别从小肽、多肽和蛋白的两端对面筋蛋白进行进一步水解，增加水解成分中的风味肽，同时减少由于水解带来的苦味；
本发明利用上述各组分的特性及其之间的协同增效作用，对面筋蛋白的水解起到更有效的作用，不仅可以对面筋蛋白进行改性，还可以对高筋面粉和中筋面粉进行水解降低其面筋蛋白含量，使其可以作为低筋面粉使用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的面筋蛋白水解专用复合制剂可以对面筋蛋白进行精深加工，提高面筋蛋白的水解率，可以产生较多抗氧化多肽和风味多肽，增加面筋蛋白的拓展应用，提高其附加值；
（2）本发明提供的面筋蛋白水解专用复合制剂可以对高筋面粉和中筋面粉进行水解，使高筋面粉和中筋面粉可以作为低筋面粉使用；
（3）本发明提供的面筋蛋白水解专用复合制剂中的氨肽酶可以有效的去除蛋白水解过程中产生的苦味，提高水解产物的口感；
（4）本发明提供的面筋蛋白水解专用复合制剂的使用方法简便易操作，通过无机制剂破坏面筋蛋白结构，给酶制剂应用提供更多的水解位点，能更彻底的对面筋蛋白进行水解，产生有经济效益的抗氧化多肽、风味多肽等；
（5）本发明提供的面面筋蛋白水解专用复合制剂的制备方法简单，产品使用安全、方便，具有广阔的实际应用价值。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种面筋蛋白水解专用复合制剂，其包括a包和b包；所述a包中包括的组分及其占所述a包总质量的百分比：柠檬酸10%，酸性蛋白酶90%；所述b包中包括的组分及其占所述b包总质量的百分比：亚硫酸钠0.15%，中性蛋白酶30%，碱性蛋白酶40%，羧肽酶10%，氨肽酶19.85%；其中，酸性蛋白酶的酶活为1.0×105u/g，中性蛋白酶的酶活为1.0×105u/g，碱性蛋白酶的酶活为2.0×105u/g，羧肽酶的酶活为0.3×103u/g，氨肽酶的酶活为0.5×103u/g。
上述的面筋蛋白水解专用复合制剂的制备方法为：先按设计量称量所述面筋蛋白水解专用复合制剂的各组分，然后将柠檬酸和酸性蛋白酶加入到搅拌机中，在100r/min下常温搅拌均匀，若有发热现象，停止搅拌并冷却至室温，再在100r/min搅拌至均匀，然后倒出密封包装，制得所述a包；然后将亚硫酸钠、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶加入到搅拌机中，在100r/min下常温搅拌均匀，若有发热现象，停止搅拌并冷却至室温，再在100r/min搅拌至均匀，然后倒出密封包装，制得所述b包。
实施例2
本实施例提供一种面筋蛋白水解专用复合制剂，其包括a包和b包；所述a包中包括的组分及其占所述a包总质量的百分比：柠檬酸10%，酸性蛋白酶90%；所述b包中包括的组分及其占所述b包总质量的百分比：亚硫酸钠0.25%，中性蛋白酶30%，碱性蛋白酶49.75%，羧肽酶5%，氨肽酶15%；其中，酸性蛋白酶的酶活为2.0×105u/g，中性蛋白酶的酶活为1.0×105u/g，碱性蛋白酶的酶活为2.0×105u/g，羧肽酶的酶活为0.3×103u/g，氨肽酶的酶活为0.5×103u/g。
上述的面筋蛋白水解专用复合制剂的制备方法为：先按设计量称量所述面筋蛋白水解专用复合制剂的各组分，然后将柠檬酸和酸性蛋白酶加入到搅拌机中，在100r/min下常温搅拌均匀，若有发热现象，停止搅拌并冷却至室温，再在100r/min搅拌至均匀，然后倒出密封包装，制得所述a包；然后将亚硫酸钠、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶加入到搅拌机中，在100r/min下常温搅拌均匀，若有发热现象，停止搅拌并冷却至室温，再在100r/min搅拌至均匀，然后倒出密封包装，制得所述b包。
实施例3
本实施例提供一种面筋蛋白水解专用复合制剂，其包括a包和b包；所述a包中包括的组分及其占所述a包总质量的百分比：柠檬酸20%，酸性蛋白酶80%；所述b包中包括的组分及其占所述b包总质量的百分比：亚硫酸钠0.25%，中性蛋白酶20%，碱性蛋白酶50%，羧肽酶14.75%，氨肽酶15%；其中，酸性蛋白酶的酶活为2.0×105u/g，中性蛋白酶的酶活为0.8×105u/g，碱性蛋白酶的酶活为2.0×105u/g，羧肽酶的酶活为0.1×103u/g，氨肽酶的酶活为1.0×103u/g。
上述的面筋蛋白水解专用复合制剂的制备方法为：先按设计量称量所述面筋蛋白水解专用复合制剂的各组分，然后将柠檬酸和酸性蛋白酶加入到搅拌机中，在100r/min下常温搅拌均匀，若有发热现象，停止搅拌并冷却至室温，再在100r/min搅拌至均匀，然后倒出密封包装，制得所述a包；然后将亚硫酸钠、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶加入到搅拌机中，在100r/min下常温搅拌均匀，若有发热现象，停止搅拌并冷却至室温，再在100r/min搅拌至均匀，然后倒出密封包装，制得所述b包。
实施例4
选取实施例2中制备的面筋蛋白水解专用复合制剂进行水解试验，水解后的面筋蛋白可用水解度和面筋蛋白的剩余质量指标来判定面筋蛋白的水解程度，水解情况可由上清液中的小肽含量来判定；面筋蛋白的蛋白提取率指水解后的水溶性蛋白占面筋蛋白总蛋白含量的百分比，可以用来判定蛋白质的利用率；水解后的面筋蛋白的抗氧化作用可用自由基清除率指标来判定。本实施例研究了本发明的面筋蛋白水解专用复合制剂的不同添加量对面筋蛋白水解程度、蛋白利用率和水解液的抗氧化作用的影响。取相同质量的面筋蛋白进行5组试验，分别为对照组、试验组1、试验组2、试验组3和试验组4，具体处理如下：
对照组：称取10.0g面筋蛋白（谷朊粉，蛋白含量≥75%），加入90ml水，放置于水浴摇床中，130r/min，50℃水浴振荡6h。
试验组1：称取10.0g面筋蛋白（谷朊粉，蛋白含量≥75%），加入90ml水，添加1%（以面筋蛋白质量计）实施例2中制备的所述a包，放置于50℃水浴摇床中，130r/min振荡2h后取出，调整ph至7.0，再加入1%（以面筋蛋白质量计）实施例2中制备的所述b包，放置于50℃水浴摇床中，130r/min振荡4h后取出冷却。
试验组2：与试验组1的处理过程基本一致，所不同之处在于所述a包和所述b包的添加量均为2%（以面筋蛋白质量计）。
试验组3：与试验组1的处理过程基本一致，所不同之处在于所述a包和所述b包的添加量均为3%（以面筋蛋白质量计）。
试验组4：与试验组1的处理过程基本一致，所不同之处在于所述a包和所述b包的添加量均为4%（以面筋蛋白质量计）。
分别取对照组和试验组1、试验组2、试验组3和试验组4中的蛋白质利用率、上清液测自由基清除率和小肽含量进行检测，测定结果见表1所示。
由表1可知，与对照组中不加入本发明中的面筋蛋白水解专用复配制剂相比，采用本发明的专用水解复合制剂后的蛋白提取率、自由基清除率和小肽含量均大幅度提高；而当添加量超过3%时，蛋白质利用率、自由基清除率和小肽含量的提升率均不显著，因此，添加量优选为1%~3%。
实施例5
选取实施例2中制备的面筋蛋白水解专用复合制剂进行水解试验，研究本发明的面筋蛋白水解专用复合制剂的所述a包中添加的柠檬酸和所述b包中添加的亚硫酸钠对水解的影响。取相同质量的面筋蛋白进行4组试验，分别为对照组、试验组1、试验组2和试验组3，具体处理如下：
对照组：同实施例4中的对照组处理过程一致。
试验组1：同实施例4中的试验组3处理过程基本一致，不同之处在于所述a包中不含有柠檬酸。
试验组2：同实施例4中的试验组3处理过程基本一致，不同之处在于所述b包中不含有亚硫酸钠。
试验组3：同实施例4中的试验组3处理过程一致。
分别取对照组、试验组1、试验组2和试验组3的滤渣和上清液测定蛋白质利用率、自由基清除率和小肽含量，测定结果如表2所示。
由表2可知，试验组3与对照组相比，说明本发明提供的复合制剂对面筋蛋白水解具有较好的效果；试验组3与试验组1相比，说明柠檬酸在第一步水解过程中起到了一定破坏面筋蛋白的作用，增加了部分蛋白酶结合位点，增强了水解作用；试验组3与试验组2相比，说明亚硫酸钠在第二步水解过程中也起到了一定破坏面筋蛋白的作用，增加了部分蛋白酶结合位点，增强了水解作用。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种面筋蛋白水解专用复合制剂，其特征在于：包括a包和b包；所述a包中包括的组分及其占所述a包总质量的百分比：柠檬酸10%-20%、酸性蛋白酶80%-90%；所述b包中包括的组分及其占所述b包总质量的百分比：亚硫酸钠0.15%~0.25%、中性蛋白酶20%-30%、碱性蛋白酶40%-50%、羧肽酶5%-15%、氨肽酶10%-25%。
2.如权利要求1所述的一种面筋蛋白水解专用复合制剂，其特征在于：所述a包中，所述酸性蛋白酶的酶活范围为1.0×105-2.0×105u/g。
3.如权利要求1所述的一种面筋蛋白水解专用复合制剂，其特征在于：所述b包中，所述中性蛋白酶的酶活范围为0.5×105-1.0×105u/g，所述碱性蛋白酶的酶活范围为1.0×105-2.0×105u/g，所述羧肽酶的酶活范围为0.1×103-0.3×103u/g，所述氨肽酶的酶活范围为0.5×103-1.0×103u/g。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的面筋蛋白水解专用复合制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）按设计量称量所述面筋蛋白水解专用复合制剂的各组分；
2）将柠檬酸和酸性蛋白酶加入到搅拌机中，低速常温搅拌均匀，倒出封口包装，制得所述a包；
3）将亚硫酸钠、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶加入到搅拌机中，搅拌均匀，倒出封口包装，制得所述b包。
5.如权利要求4所述的面筋蛋白水解专用复合制剂的制备方法，其特征在于：步骤2）和步骤3）中搅拌机的搅拌速率为100r/min。
6.一种如权利要求1-3任一项所述的面筋蛋白水解专用复合制剂的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）取面筋蛋白，加入适量水，再加入面筋蛋白质量1%-3%的所述a包，然后在40℃-50℃水解2-4h后取出；
2）调整ph至6.5-7.5，再加入面筋蛋白质量1%-3%的所述b包，然后在40℃-50℃水解2-4h后取出冷却。
7.如权利要求6所述的面筋蛋白水解专用复合制剂的使用方法，其特征在于：步骤1）中，面筋蛋白与水的质量比为1：8~1：10。
8.如权利要求6所述的面筋蛋白水解专用复合制剂的使用方法，其特征在于：步骤1）中将加入所述a包后的面筋蛋白置于40℃-50℃水浴摇床中，120-140r/min振荡水解2-4h后取出。
9.如权利要求6所述的面筋蛋白水解专用复合制剂的使用方法，其特征在于：步骤2）中将加入所述b包后的面筋蛋白置于40℃-50℃水浴摇床中，120-140r/min振荡水解2-4h后取出冷却。
技术总结