一种高凝胶性大豆分离蛋白及凝胶的制备方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36174819发布日期:2023-11-24 22:49阅读:37来源:国知局
一种高凝胶性大豆分离蛋白及凝胶的制备方法

1.本发明涉及植物蛋白提取改性领域,尤其涉及一种高凝胶性大豆分离蛋白及凝胶的制备方法



背景技术:

2.大豆蛋白作为一种可与动物蛋白相媲美的优质植物蛋白,含有人体必需的8种氨基酸,其必需氨基酸含量接近或高于
fao/who
建议的比例

大豆蛋白还含有丰富的多不饱和脂肪酸及对人体健康有益的矿物质和磷脂等,营养价值很高,是理想的食用蛋白资源

大豆蛋白的功能性主要取决于蛋白的组成

结构以及蛋白的变性和聚集程度,国外已经开发出多种功能性比较专一的大豆蛋白产品,而我国的大豆蛋白制品比较单一
,
目前我国开发的大豆蛋白产品主要是肉制品专用蛋白

凝胶型大豆蛋白,但其凝胶性并没有达到国外研究水准,得到的最终产品在市场上缺乏竞争力

3.近年来,大豆分离蛋白凝胶由于其独特的三维网络结构,可以保护生物活性成分

替代固体脂肪等功能,在食品

药品及化妆品等行业具有广泛的应用

凝胶性是大豆蛋白在食品中应用最广泛的功能特性之一,但是其凝胶性受到许多因素的影响,例如:蛋白浓度

酸碱强弱和热处理强度等,它们使得制备的大豆蛋白溶解性较差,功能性质不强,极大地限制了其在食品领域中的应用,因此为了拓展其应用范围,需要进行改性处理

常用改性方法有:物理改性
(
例如加热

加压

超声处理等
)、
化学改性
(
例如调整离子强度

添加凝固剂等
)
以及酶法改性
(
例如转谷氨酰胺酶
)
,但是化学改性存在诸如反应副产物多,营养价值在反应过程中会受到一定程度的影响等缺点;而酶法改性酶解效率低,同时水解产物中含有一定量的苦味肽,产品具有不良风味,从而导致大豆蛋白产品功能特性提升不明显

同时他们的研究对象多为实验室提取后的大豆分离蛋白或商业大豆分离蛋白,生产成本相对过高

4.目前提供一种提高蛋白提取率及凝胶性的大豆蛋白及凝胶的制备方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题



技术实现要素:

5.为了解决上述技术问题,本发明提供一种高凝胶性大豆分离蛋白及凝胶的制备方法

6.第一方面,本发明提供的高凝胶性大豆分离蛋白的制备方法,包括:将豆粕加水溶解,调节
ph

8.0

10.0
,搅拌后在超声功率
100

1000w
下进行超声处理,离心取上清液;调节所述上清液的
ph
值至其中的蛋白质析出,然后离心,取沉淀复溶调
ph
至中性,冷冻干燥,得到大豆分离蛋白

7.本发明制备方法对提取工艺进行改进,并利用超声辅助在蛋白提取过程中提高蛋白提取率同时制备高凝胶性大豆分离蛋白

在本发明的大豆分离蛋白提取工艺下结合超声处理不仅显著提高了蛋白的提取率,还增强了其凝胶特性,增加了其在食品递送领域的应用

本发明操作方法简单易行,具有优秀的产业化前景

8.作为优选,将所述豆粕粉碎后过
100

300
目筛;和
/
或,超声功率为
200

600w
;和
/
或,超声时间为1~
20min。
9.作为优选,所述室温下静置的时间为
30

60min
;和
/
或,所述冷冻干燥的时间为3~5天;和
/
或,所述沉淀与水的重量比为
1:5

10。
10.作为优选,所述的高凝胶性大豆分离蛋白的制备方法,包括将豆粕粉碎并过筛,将过筛的豆粕与水按
1:8

12
的质量比进行混合并搅拌,得到豆粕混合液并用碱溶液调节
ph

8.0

10.0
,搅拌1~
3h
;超声处理后2~
5℃
下离心;取上清液用酸溶液调节
ph

3.5

5.0
,室温下静置后离心,取沉淀加水复溶,调
ph
至中性并冷冻干燥,得到大豆分离蛋白

11.第二方面,本发明提供的高凝胶性大豆分离蛋白,由所述高凝胶性大豆分离蛋白凝胶的制备方法制得

12.第三方面,本发明提供的高凝胶性大豆分离蛋白凝胶的制备方法,包括:将所述的高凝胶性大豆分离蛋白的制备方法制得的大豆分离蛋白按比例加水溶解,加入
mtgase
酶,水浴后灭酶,制得高凝胶性大豆分离蛋白凝胶

13.作为优选,包括将所述大豆分离蛋白在水中溶解,添加
mtgase
酶并在
25

60℃
水浴中保温,
90

95℃
灭酶
2min
以上,冰浴冷却,得到大豆蛋白凝胶;优选的,所述大豆分离蛋白与水的质量比为
1:5

20
;和
/
或,
mtgase
酶添加浓度为
10

100u/g
;和
/
或,
30

50℃
水浴
2h

90℃
灭酶
5min
以上

14.本发明发现,采用本发明上述特定改性方法和条件制得的大豆分离蛋白具有较现有工艺更高的提取率,同时改变大豆分离蛋白的二级结构,增强了其凝胶特性,利用该蛋白制备的凝胶具有较强的凝胶强度

持水性及较为致密的结构

15.进一步优选,所述的高凝胶性大豆分离蛋白凝胶的制备方法,包括以下步骤:
16.1)
将豆粕粉碎并过筛,将过筛的豆粕与水按
1:8

12
的质量比进行混合并搅拌,得到豆粕混合液并用碱溶液调节
ph

8.0

10.0
,搅拌1~
3h
;超声处理后2~
5℃
下离心;取上清液用酸溶液调节
ph

3.5

5.0
,室温下静置后离心,取沉淀加水复溶,调
ph
至中性并冷冻干燥,得到大豆分离蛋白;
17.2)
将步骤
1)
得到的大豆分离蛋白在水中溶解,添加
mtgase
酶并在
25

60℃
水浴中保温,
90

95℃
灭酶
2min
以上,冰浴冷却,得到大豆蛋白凝胶

18.作为优选,所述超声处理后以
6000

8000r/min
的速度离心
15

30min
;所述室温下静置后以
3000-5000r/min
的速度离心
15

25min。
19.作为优选,步骤
1)
中,将豆粕粉碎后过
100

300
目筛

20.进一步优选,磨粉后过
100

200
目筛

21.作为优选,步骤
1)
中,超声功率为
200

600w
;和
/
或,超声时间为1~
20min。
22.进一步优选,超声功率为
300

500w
,更优选为
400w。
23.进一步优选,超声时间为1~
6min
,优选为2~
4min
,更优选为
3min。
24.作为优选,步骤
1)
中,所述室温下静置的时间为
30

60min。
25.作为优选,步骤
1)
中,所述冷冻干燥的时间为3~5天

26.作为优选,步骤
1)
中,所述沉淀与水的重量比为
1:5

10。
27.根据本发明,在上述配比和处理工艺条件下,制得的大豆分离蛋白的综合性能达到最佳

28.作为优选,步骤
2)
中,大豆蛋白与水的质量比为
1:5

20
;和
/
或,
mtgase
酶添加浓度为
10

100u/g。
29.进一步优选,大豆蛋白与水的质量比为
1:5

10。
30.进一步优选,
mtgase
酶添加浓度为
10

50u/g。
31.作为优选,步骤
2)
中,
30

50℃
水浴
2h

90℃
灭酶
5min
以上

32.进一步优选,
30

50℃
水浴
2h

90℃
灭酶
5min
以上

33.本发明中,通过对大豆分离蛋白的提取及凝胶制备工艺进行优化,使得大豆分离蛋白的提取率和凝胶性得到大幅提升

34.第四方面,本发明提供的高凝胶性大豆分离蛋白凝胶,由所述高凝胶性大豆分离蛋白凝胶的制备方法制得

35.本发明中,高凝胶性的大豆蛋白凝胶的凝胶强度为
255.53g

546.57g、
持水性
94.71
%~
98.35


36.第五方面,本发明提供所述的高凝胶性大豆蛋白凝胶在食品包埋递送体系中的应用

37.本发明的有益效果至少在于:本发明在提取大豆分离蛋白过程中通过超声处理,显著提高大豆蛋白的溶出率在提高了大豆蛋白的提取率;同时改变大豆分离蛋白的二级结构,增强了其凝胶特性,利用该蛋白制备的凝胶具有较强的凝胶强度

持水性及较为致密的结构,进一步改善大豆蛋白凝胶特性

此外,本发明操作方法简单易行,具有优秀的产业化前景

附图说明
38.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图

39.图1是本发明实施例
1-3
和对比例
1-4
大豆蛋白凝胶的凝胶强度对比图;
40.图2是本发明实施例
1-3
和对比例
1-4
大豆蛋白凝胶的持水性图;
41.图3是本发明实施例
1-3
和对比例1大豆蛋白凝胶的电镜扫描图

具体实施方式
42.为使本发明的目的

技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚

完整地描述,显然,所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围

43.应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制

凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内

除非另有说明,以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品,或者可以通过已知方法制备

实施例中未注明具体技术或条件者,均为常规方法或者按照本领域的文献所描述的技术或条件进行,或者按照产品说明书进行

所用试剂和仪器等未注明生产厂商者,均为可
通过正规渠道商购买得到的常规产品

44.本发明实施例中,豆粕采用山东禹王生态食业有限公司提供的低温脱脂豆粕
。mtgase
酶采用购自北京索莱宝科技有限公司的谷氨酰胺转氨酶

调节
ph
所用的碱溶液采用浓度为
1mol/l-1

naoh
溶液

调节
ph
所用的酸溶液采用浓度为
1mol/l-1

hcl。
45.实施例146.本实施例提供了一种提高蛋白提取率及凝胶性的大豆蛋白的制备方法,制备方法如下:
47.(1)
将豆粕粉碎并过
100
目筛;豆粕与水按
1:8
的质量比进行混合并搅拌均匀,得到豆粕混合液并调节
ph

8.0
,搅拌
1h

48.(2)

200w
功率下超声处理
180s
后在
4℃
下离心,取上清液调节
ph

4.5
,室温下静置后离心,取沉淀按沉淀:水=1:5复溶,调
ph

7.0
后冷冻干燥,得到大豆分离蛋白2;
49.(3)
将上述大豆蛋白与水按照
1:10
充分溶解,添加
mtgase
酶并在
40℃
水浴中保温,
90℃
灭酶
2min
以上,冰浴冷却至室温,获得大豆蛋白凝胶,命名为蛋白凝胶
b。
50.实施例251.本实施例提供了一种提高蛋白提取率及凝胶性的大豆蛋白的制备方法,制备方法仅与实施例1不同的是:
52.在蛋白制备过程中,混合液在
400w
功率下超声处理
180s
,得到大豆分离蛋白3;
53.获得大豆蛋白凝胶,命名为蛋白凝胶
c。
54.实施例355.本实施例提供了一种提高蛋白提取率及凝胶性的大豆蛋白的制备方法,制备方法仅与实施例1不同的是:
56.在蛋白制备过程中,混合液在
600w
功率下超声处理
180s
,得到大豆分离蛋白4;
57.获得大豆蛋白凝胶,命名为蛋白凝胶
d。
58.对比例159.本对比例提供了一种传统大豆蛋白及凝胶的制备方法,制备方法如下:
60.(1)
将豆粕粉碎并过
100
目筛;豆粕与水按
1:8
的质量比进行混合并搅拌均匀,得到豆粕混合液并调节
ph

8.0
,搅拌
1h。
61.(2)

2℃
下以
6000r/min
的速度离心
15min
,取上清液调节
ph

4.5
,室温下静置,
3000r/min
离心
15min
,取沉淀按沉淀:水=1:5复溶,调
ph

7.0
后冷冻干燥,得到大豆分离蛋白
1。
62.(3)
将上述大豆蛋白在水中充分溶解,添加
mtgase
酶并在
40℃
水浴中保温,
90℃
灭酶
2min
以上,冰浴冷却至室温,获得大豆蛋白凝胶,命名为蛋白凝胶
a。
63.对比例264.本对比例提供了一种传统改性蛋白及凝胶的制备:
65.(1)
将豆粕粉碎并过
100
目筛;豆粕与水按
1:8
的质量比进行混合并搅拌均匀,得到豆粕混合液并调节
ph

8.0
,搅拌
1h

66.(2)4℃
下离心,取上清液调节
ph

4.5
,室温下静置后离心,取沉淀按沉淀:水=1:5复溶,调
ph

7.0
后冷冻干燥,得到大豆分离蛋白5;
67.(3)
将上述大豆分离蛋白按照
1:10
溶解在水中,在
200w
功率下超声处理
180s
,冷冻
干燥;
68.(4)
将上述大豆蛋白在水中充分溶解,添加
mtgase
酶并在
40℃
水浴中保温,
90℃
灭酶
2min
以上,冰浴冷却至室温,获得大豆蛋白凝胶,命名为蛋白凝胶
e。
69.对比例370.本对比例提供了一种传统改性蛋白及凝胶的制备,制备方法仅与对比例2不同的是:
71.将冻干的蛋白溶解后,溶液在
400w
功率下超声处理
180s
,得到大豆分离蛋白6;
72.获得大豆蛋白凝胶,命名为蛋白凝胶
f。
73.对比例474.本对比例提供了一种传统改性蛋白及凝胶的制备,制备方法仅与对比例2不同的是:
75.将冻干的蛋白溶解后,溶液在
600w
功率下超声处理
180s
,得到大豆分离蛋白7;
76.获得大豆蛋白凝胶,命名为蛋白凝胶
g。
77.试验例1提取率的测定
78.(1)
称取低温脱脂豆粕
20g
,豆粕:水=1:8,碱溶酸沉冻干
(
具体步骤如实例
1)
后,收集冻干的样品称重;
79.(2)
提取率
(

)

(
冻干后蛋白质量
(g)/
豆粕质量
(g))
×
100


80.测试结果如表1所示:
81.表1大豆分离蛋白的提取率
[0082] 大豆分离蛋白2大豆分离蛋白3大豆分离蛋白4大豆分离蛋白1提取率%
31.12
±
0.1235.44
±
0.0641.62
±
0.2624.68
±
0.40
[0083]
试验结果表明,与未经超声处理提取的蛋白相比,经过本发明超声处理的蛋白提取率显著提高,在
400

600w
的处理条件下提取率高达
31.12

41.62


[0084]
试验例2凝胶硬度测试
[0085]
(1)
将制备好的凝胶在
4℃
冷室中过夜,取出室温下平衡
30min

[0086]
(2)
用质构仪测定凝胶强度

主要参数为
:
探头类型为
p/0.5
,测前速度
1mm/s
,测试速度
1mm/s
,测后速度
10mm/s
,触发类型为自动,触发力为
5g
,凝胶强度用硬度
(hardness)
即探头下压过程中的最大感应力
(
单位
g)
表示

[0087]
试验结果如图1所示,图1表示与传统改性方法制备的大豆蛋白凝胶的凝胶强度对比图,结果表明,在相同的超声时间条件下,随着超声功率的增加,凝胶强度呈现出先增大后减小的趋势,且在
400w180s
时达到最大值
(546.57g)。
结果同时表明,在同样的超声强度和时间下,提取中超声处理得到的蛋白制备的凝胶其凝胶强度比对比例
2-4
的传统改性方法
(
提取后超声
)
提取的蛋白制备的凝胶好

[0088]
试验例3凝胶持水性测试
[0089]
(1)
称取
5g
改性
spi
凝胶样品放置于
10ml
离心管中,称重记为
w2
,以
8000r/min
离心
20min

[0090]
(2)
擦去凝胶表面和离心管内的水分,精确称量凝胶样品和离心管的质量并记为
w3。
持水率计算如下:
[0091]
whc(

)

(w
3-w1)/(w
2-w1)
×
100

[0092]
其中,
w1
为离心管的质量
(g)。
[0093]
试验结果如图2所示,图2表示与对比例1未处理及对比例
2-4
传统改性方法制备的大豆蛋白凝胶的持水性对比图
(
其中实施例2的持水性可达
98.3

)。
结果表明,在相同的超声时间下,随着超声功率的增加,凝胶持水性呈现出先增大后减小的趋势,且在
400w180s
时达到最大值

结果同时表明,在同样的超声强度和时间下,提取中超声处理得到的蛋白制备的凝胶持水性比传统改性方法提取的蛋白制备的凝胶持水性好

[0094]
试验例4凝胶扫描电镜测试
[0095]
用扫描电镜对蛋白凝胶进行微观结构观察,电压为
10kv。
在观察之前先将凝胶样品进行临界点干燥并喷金

[0096]
试验结果如图3所示,未经处理的凝胶的网络结构孔洞较大

交联度不高且不均匀

而经超声处理的大豆蛋白制备的凝胶,其凝胶网络结构更为均匀致密

[0097]
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围

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