CN101849607A - 微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法 - Google Patents
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Abstract
微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，它涉及提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法。它解决了现有高温变性豆粕的溶解性低，而采用酶水解的方式也无法达到在提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的同时保留住蛋白质的大部分功能性的问题。方法：一、制备过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水得料液，然后放入微波处理器中处理；三、微波处理后的料液离心后喷雾干燥，即完成。本发明微波处理后的可溶性蛋白质可达60%～65%，大豆蛋白质高级结构的亚基均存在，保留了蛋白质的高级结构，吸油性达0.8～0.9g/g，乳化性达16～20m2/g，实现了在提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的同时保留住蛋白质的大部分功能性。
Description
技术领域
本发明涉及提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法。
背景技术
现代医学和营养学研究证明，大豆富含高品质的蛋白质以及异黄酮、皂甙、低聚糖、膳食纤维等功能性成分。中国是大豆的故乡，具有丰富的大豆资源。大豆是全世界应用最广泛的植物蛋白质资源，其显著的优点是具有较高的蛋白质含量。
高温变性豆粕由大豆浸油后经高温脱溶所得。目前，高温变性豆粕主要用作饲料，在食品方面应用极少，而且只限于酿造食品。高温变性豆粕中约含45%~50%的蛋白质（可溶性蛋白质仅占总蛋白质的18%~24%）、10%~15%的低聚糖、20%~25%的多糖和纤维素，有很高的开发和利用价值。对这部分蛋白资源的利用受生产技术条件限制，国内主要应用于饲料或作为酿造食品原料等浅层次上，在采用高新技术对高变性脱脂豆粕进行综合利用和深加工方面，显得较为薄弱，这就使我国的大豆资源的巨大潜能在经济效益和社会效益上未能得以发挥。
蛋白质溶解性改性方法主要分为化学改性、物理改性和生物改性：
1）物理改性是指利用机械处理、挤压、冷冻等物理作用方式，改变蛋白质二、三级或四级结构，提高大豆蛋白溶解度和改善大豆蛋白功能特性方法；
2）酶法改性就是通过蛋白酶部分降解蛋白质，增加其分子内或分子间交联或连接特殊功能基因，改变蛋白质功能特性；常用于增溶改性蛋白酶有胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、Alcalase和中性蛋白酶；
3）化学改性就是通过化学手段在大豆蛋白中引入各种功能基团而使之具有特殊加工功能性的大豆蛋白品种；实质是通过改善蛋白质的结构、静电荷和疏水基、除去抗营养因子、改善大豆蛋白的性质。包括酸、碱、盐作用、酞化、磷酸化、糖基化、硫醇化及去酞胺等方法；
由于化学改性增溶是一种“假象”，引入的化学基团不能保证在交联后，所得产物在稳定性方面及毒理学方面的确切情况，因此化学改性一般作为蛋白质增溶的机理研究；酶处理在国内已有许多学者进行研究，因此在物理方法上找到一种行之有效的方法势在必行。
有资料显示，蛋白质的一些功能性（乳化性、发泡性等）必须依赖于溶解性，高温变性豆粕的溶解性只有18%～24%，因而其功能性也大大的降低。石彦国（1995、1997）、韩玉洁（1999）、张亚丽（2002、2005）和许晶（2009）等人论述利用物理方法几乎得不到可食用蛋白质（即可溶性蛋白质）并利用不同种类酶水解高温变性豆粕，使高级结构的疏水性集团遭到破坏得到分子量较小的肽类可以提高其可溶性蛋白质，但随即蛋白质的一些重要的功能性由于高级结构的破坏也消失（如乳化性，吸油性等），因此，酶水解只能提高蛋白质的部分功能性（溶解性），无法达到在提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的同时保留住蛋白质的大部分功能性。
发明内容
本发明目的是为了解决现有高温变性豆粕的溶解性低，而采用酶水解的方式也无法达到在提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的同时保留住蛋白质的大部分功能性的问题，而提供微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法。
微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现：一、高温变性豆粕粉碎后过60～100目筛网，得过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为2%～4%，得料液，然后将料液放入微波处理器中，在微波处理工作功率为235～700w的条件下处理3～15min；三、微波处理后的料液在转速为1000～3000r/min的条件下离心10～20min，然后在进口温度为175～185℃、出口温度为75～85℃的条件下喷雾干燥，即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本发明通过调节微波处理时的工作功率和时间，提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量，与现有高温变性豆粕的溶解性仅为18%～24%相比较，微波处理后的可溶性蛋白质可达60%～65%，实现了物理方法提高高温豆粕可溶性蛋白质的方法。采用本发明生产出来的可溶性蛋白质，经SDS-PAGE电泳后，大豆蛋白质高级结构的亚基均存在，保留了蛋白质的高级结构，试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到0.8～0.9g/g接近于大豆分离蛋白的0.9～1.1g/g，乳化性达到16～20m2/g远大于大豆分离蛋白的10～12m2/g，可见，本发明实现了在提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的同时保留住蛋白质的大部分功能性。
本发明采用的微波处理法是一种物理改性方法，利用不同物质介电常数不同，其吸收微波能的程度不同，由此产生的热能及传递给周围环境的热能也不相同的方法。微波辅助提取以高得率、高选择性、快速加热、易于控温及低溶剂消耗、设备尺寸减小、无污染能源的利用、减少废物及产品的污染等一系列优点。本发明方法的原料价格低廉，工艺简单，尤其适合工业化，产业链的延续。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现：一、高温变性豆粕粉碎后过60～100目筛网，得过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为2%～4%，得料液，然后将料液放入微波处理器中，在微波处理工作功率为235～700w的条件下处理3～15min；三、微波处理后的料液在转速为1000～3000r/min的条件下离心10～20min，然后在进口温度为175～185℃、出口温度为75～85℃的条件下喷雾干燥，即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式中微波处理器购买自：青岛海尔公司，型号为MM-2270M型五档式微波炉，五档分别为140w、235w、380w、520w和700w。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕粉碎后过60目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕粉碎后过100目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕粉碎后过70～90目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕粉碎后过75～85目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕粉碎后过80目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕粉碎后过70目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为2%。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为4%。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为3%。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤二中在微波处理工作功率为235w的条件下处理15min。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤二中在微波处理工作功率为700w的条件下处理3min。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤二中在微波处理工作功率为380w的条件下处理10min。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤二中在微波处理工作功率为520w的条件下处理7min。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤三中微波处理后的料液在转速为1000r/min的条件下离心20min，然后在进口温度为175℃、出口温度为85℃的条件下喷雾干燥。其它步骤及参数与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤三中微波处理后的料液在转速为3000r/min的条件下离心10min，然后在进口温度为185℃、出口温度为75℃的条件下喷雾干燥。其它步骤及参数与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤三中微波处理后的料液在转速为1500～2500r/min的条件下离心12～18min，然后在进口温度为178～182℃、出口温度为78～82℃的条件下喷雾干燥。其它步骤及参数与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤三中微波处理后的料液在转速为2000r/min的条件下离心15min，然后在进口温度为180℃、出口温度为80℃的条件下喷雾干燥。其它步骤及参数与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十九：本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现：一、高温变性豆粕粉碎后过80目筛网，得过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为3%，得料液，然后将料液放入微波处理器中，在微波处理工作功率为700w的条件下处理5min；三、微波处理后的料液在转速为2000r/min的条件下离心15min，然后在进口温度为180℃、出口温度为80℃的条件下喷雾干燥，即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量，含量高达65%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋白质，经SDS-PAGE电泳后，大豆蛋白质高级结构的亚基均存在，保留了蛋白质的高级结构，试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到0.9g/g接近于大豆分离蛋白的0.9～1.1g/g，乳化性达到20m2/g远大于大豆分离蛋白的10～12m2/g。
具体实施方式二十：本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现：一、高温变性豆粕粉碎后过90目筛网，得过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为2%，得料液，然后将料液放入微波处理器中，在微波处理工作功率为700w的条件下处理3min；三、微波处理后的料液在转速为1000r/min的条件下离心20min，然后在进口温度为185℃、出口温度为75℃的条件下喷雾干燥，即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量，含量高达64.8%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋白质，经SDS-PAGE电泳后，大豆蛋白质高级结构的亚基均存在，保留了蛋白质的高级结构，试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到0.8g/g接近于大豆分离蛋白的0.9～1.1g/g，乳化性达到18m2/g远大于大豆分离蛋白的10～12m2/g。
具体实施方式二十一：本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现：一、高温变性豆粕粉碎后过60目筛网，得过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为4%，得料液，然后将料液放入微波处理器中，在微波处理工作功率为520w的条件下处理6min；三、微波处理后的料液在转速为3000r/min的条件下离心10min，然后在进口温度为175℃、出口温度为85℃的条件下喷雾干燥，即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量，含量高达63.5%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋白质，经SDS-PAGE电泳后，大豆蛋白质高级结构的亚基均存在，保留了蛋白质的高级结构，试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到0.85g/g接近于大豆分离蛋白的0.9～1.1g/g，乳化性达到16.5m2/g远大于大豆分离蛋白的10～12m2/g。
具体实施方式二十二：本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现：一、高温变性豆粕粉碎后过70目筛网，得过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为3%，得料液，然后将料液放入微波处理器中，在微波处理工作功率为380w的条件下处理10min；三、微波处理后的料液在转速为2000r/min的条件下离心15min，然后在进口温度为180℃、出口温度为80℃的条件下喷雾干燥，即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量，含量高达62.6%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋白质，经SDS-PAGE电泳后，大豆蛋白质高级结构的亚基均存在，保留了蛋白质的高级结构，试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到0.88g/g接近于大豆分离蛋白的0.9～1.1g/g，乳化性达到17.3m2/g远大于大豆分离蛋白的10～12m2/g。
具体实施方式二十三：本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现：一、高温变性豆粕粉碎后过700目筛网，得过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为2%，得料液，然后将料液放入微波处理器中，在微波处理工作功率为235w的条件下处理15min；三、微波处理后的料液在转速为1500r/min的条件下离心16min，然后在进口温度为175℃、出口温度为75℃的条件下喷雾干燥，即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量，含量高达60.1%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋白质，经SDS-PAGE电泳后，大豆蛋白质高级结构的亚基均存在，保留了蛋白质的高级结构，试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到0.82g/g接近于大豆分离蛋白的0.9～1.1g/g，乳化性达到16.8m2/g远大于大豆分离蛋白的10～12m2/g。
Claims (10)
1.微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现：一、高温变性豆粕粉碎后过60～100目筛网，得过筛豆粕粉；二、向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为2%～4%，得料液，然后将料液放入微波处理器中，在微波处理工作功率为235～700w的条件下处理3～15min；三、微波处理后的料液在转速为1000～3000r/min的条件下离心10～20min，然后在进口温度为175～185℃、出口温度为75～85℃的条件下喷雾干燥，即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
2.根据权利要求1所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤一中高温变性豆粕粉碎后过70～90目筛网。
3.根据权利要求1所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤一中高温变性豆粕粉碎后过75～85目筛网。
4.根据权利要求1所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤一中高温变性豆粕粉碎后过80目筛网。
5.根据权利要求1所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤一中高温变性豆粕粉碎后过70目筛网。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤二中向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为3%。
7.根据权利要求6所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤二中在微波处理工作功率为380w的条件下处理10min。
8.根据权利要求6所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤二中在微波处理工作功率为520w的条件下处理7min。
9.根据权利要求7或8所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤三中微波处理后的料液在转速为1500～2500r/min的条件下离心12～18min，然后在进口温度为178～182℃、出口温度为78～82℃的条件下喷雾干燥。
10.根据权利要求7或8所述的微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法，其特征在于步骤三中微波处理后的料液在转速为2000r/min的条件下离心15min，然后在进口温度为180℃、出口温度为80℃的条件下喷雾干燥。
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