[发明专利]一种转谷酰胺酶交联大豆分离蛋白保护乳杆菌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用转谷酰氨酶交联技术所形成的大豆分离蛋白凝胶对乳杆菌进行保护的方法。

背景技术

乳杆菌是在发酵食品和益生菌制品生产中经常使用的菌株，也是哺乳动物肠道内的有益微生物，主要的益生作用包括：平衡肠道菌群、改善肠道功能、控制血清胆固醇水平、防止腹泻、抗癌等。

但在乳杆菌的应用和食用过程中会遭遇各种胁迫，例如酸奶体系中的酸胁迫，腌制品中的盐胁迫，储藏过程中的冷胁迫，益生菌进入胃肠道将会遭受到胆盐、酸、消化酶的影响等，这些胁迫环境会导致乳杆菌活菌数下降，进而影响乳杆菌的发酵和益生性能。为了确保益生菌在人体充分发挥益生作用，几个国际组织已经颁布了某些益生菌最小活菌数的标准，他们要求在出售的发酵乳中，嗜酸乳杆菌最小活菌数应达到10⁷cfu/mL，双歧杆菌应达到10⁶cfu/mL。在日本，发酵乳和乳饮料协会要求在发酵乳饮品中双歧杆菌活菌数至少要达到10⁷cfu/mL。

微胶囊(microencapsule)是一种能包埋和保护某些敏感性物质的具有聚合物壁壳的半透性的微型“容器”或“包装物”。通过特殊的方法，利用天然或合成的高分子材料包覆固体、液体甚至是气体物质，制成有囊壁的微型胶囊以及保留或截留其它物质的微粒，从而达到保护、控释等效果，这一过程称为微胶囊化(microencapsulation)。微胶囊化的目的是建立一个微环境，在这里敏感的活性物质可以在加工和贮存过程中更好的存活下来，然后在消化道中适当位点(例如小肠)被释放出来。有研究发现，在加工、贮存过程中，或者当乳杆菌在人体胃肠道中传递时，微胶囊能够起到保护乳杆菌的作用。因为微胶囊能削弱低pH胃酸、胆盐等胁迫环境对益生菌的伤害，同样在液态产品，如乳制品中也有同样的作用。

通常，在以海藻酸等多糖凝胶为微胶囊化的壁材时，常会用到CaCl2、甲醛、戊二醛这样的化学交联剂或醛类固化剂，残留的化学交联大分子会存在毒性，严重限制了微胶囊产品在食品中的应用。而转谷氨酰胺酶作为一种无毒的酶类可以催化多种蛋白形成水不溶性的凝胶，替代常用的多糖凝胶，避免引入有毒的交联剂，扩大微胶囊在食品领域中的应用。将乳杆菌微胶囊制备成粉末状可以使食品中的乳杆菌在加工、运输、贮存和食用之前保持较高存活率。常用的干燥方法有喷雾干燥法和真空冷冻干燥法，因为乳杆菌对温度比较敏感，所以通过真空冷冻干燥法制备微胶囊粉末，更有利于保持较高的存活率。因此利用转谷氨酰胺酶交联大豆分离蛋白，并利用真空冷冻干燥技术制备乳杆菌微胶囊，势必推动微胶囊领域的变革，为益生菌微胶囊的开发与应用提供一个新的途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种转谷酰胺酶交联大豆分离蛋白保护乳杆菌的方法，通过研究微胶囊中乳杆菌的冻干存活率，确定达到最好保护作用的转谷酰胺酶交联大豆分离蛋白的条件；对结构特性的研究，揭示交联处理会加强保护性的原因；通过在模拟胃液和模拟肠液中存活率的分析，确定微胶囊化后抗性提高；通过贮存稳定性和在酸奶中的应用实验，进一步验证其在发酵食品中应用的可行性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种转谷酰胺酶交联大豆分离蛋白保护乳杆菌的方法，包括以下步骤：

一、采用灭菌蒸馏水配制4～10％(w/w)的大豆分离蛋白溶液，以0.3～2mol/L HCl(HCl使用0.22μm滤膜过滤除菌)调节蛋白质溶液pH为6.5～8.0；

二、按照10～40U/g蛋白质的浓度加入转谷氨酰胺酶(TGase)，使用磁力搅拌器搅拌均匀，在30～50℃交联1～4h，然后立即使用冰水浴冷却，之后放入2～8℃冰箱贮存备用。

三、向经交联处理的大豆分离蛋白溶液中加入5～15倍乳杆菌浓缩液，其加入量为经交联处理的大豆分离蛋白溶液的5～15％(w/w)，搅拌5～15min混合均匀后，再经冷冻干燥制备微胶囊，得到微胶囊化效率为67.4±2.7％。

本发明中，所述的冷冻干燥是将乳杆菌与交联处理后获得的蛋白质溶液混合均匀后先在-15～-25℃预冻7～12h，然后真空冷冻干燥8～17h。

本发明具有如下优点：

1、本发明利用转谷酰胺酶交联大豆分离蛋白形成的凝胶对乳杆菌进行保护。

2、本发明拓展了凝胶制品的应用领域，尤其是在生物活性物质领域的应用。