CN103387612A - 一种快速糖基化修饰蛋清蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
一种快速糖基化修饰蛋清蛋白的方法，将蛋清蛋白配制成0.5%-5%的溶液，按蛋白：葡萄糖质量比1:1加入葡萄糖，调节pH为8.0，搅拌30min混匀，喷雾干燥后在微波场中反应，通过控制微波时间以及微波功率得到具有高抗氧化性及功能性的蛋白产品。本发明方法工艺简单、安全可靠、高效、成本低，工艺合理，转化率高和生产周期短的优点。
Description
技术领域
本发明涉及修饰蛋清蛋白的方法，属于食品加工领域。
背景技术
禽蛋（特别是鸡蛋）由于其营养价值高、味道鲜美等优点成为人们主要食品之一，我国禽蛋产量巨大，但深加工不足，急需寻找新的加工方法来提高禽蛋的利用价值。蛋清蛋白粉的出现解决了禽蛋易变质易破损和不便储藏运输等缺点，同时由于其使用方便，功能性质佳（高凝胶性、高搅打性、乳化性、保水性）等优点从而广泛应用在食品加工过程中。但是蛋清蛋白粉依然存在低抗氧化活性等缺陷，同时在不同功能性质方面依然有着很大的上升空间，因此为提高其应用范围及应用价值，需对其抗氧化性和功能性质进行改性。
蛋白质改性的方法主要有物理法、化学法和酶法。物理改性是指通过加热、冷冻、加压、磁场、电场等方法来改善蛋白质的功能特性，提高营养价值，但是物理改性存在效果不明显的缺点。酶法改性是指通过胃蛋白酶、胰蛋白酶等水解蛋白质的多肽链，或通过转谷氨酰胺酶等使蛋白质发生交联或连接特殊的功能基团，达到改性目的。酶法改性速度快，专一性强，但选择合适的酶及控制反应条件比较困难，且蛋白酶价格较昂贵，这限制了它的应用。化学改性方法主要有酰化、脱酰胺、磷酸化等，因为反应简单、应用广泛和效果显著等特点而倍受欢迎。糖基化改性是化学改性的一种，是将碳水化合物以共价键与蛋白质分子上的氨基或羧基相结合的化学反应（包括美拉德反应）。美拉德反应糖基化改性是一种拥有发展潜力的蛋白质改性技术。
传统的美拉德糖基化反应通过水浴、油浴、加热套及烘箱等加热方式等，往往需要几小时到几周，所需时间长，而且耗能高，需要寻找新的安全高效加热方式。
微波是指频率范围在0.3-300GHz的电磁波，微波的作用原理是通过使分子振动传递能量，因此具有快速、整体作用的优点，相对于传统的传导、对流、辐射等通过温度梯度对物质由外到内加热，微波所需时间更短，而且加热均匀。微波因其高效、节能、整体作用等优势越来越广泛的应用于食品工业以及人们的日常生活中。目前我国平均每百户微波炉拥有量为46.6台，微波食品已经成为人类饮食中的重要部分。微波技术在食品工业中的应用起步较晚，但发展迅速，微波辅助提取，微波烘焙食品，微波干燥，微波杀虫，微波灭菌灭酶，微波解冻、膨化食品等工艺早已成熟。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种快速糖基化修饰蛋清蛋白的方法。
蛋清蛋白-葡萄糖溶液经混匀、调节pH值、喷雾干燥、调节适宜湿度后，在微波场中可快速发生糖基化美拉德反应，糖基化修饰后的蛋清蛋白的抗氧化性、功能性质相对反应前有较大幅度的提高。
本发明所述快速糖基化修饰蛋清蛋白的方法步骤如下：
（1）蛋白-糖溶液的配制：将蛋清蛋白配制成0.5-5 %的水溶液，搅拌30min，按蛋清蛋白：葡萄糖质量比1:1向蛋清蛋白溶液中加入葡萄糖，调节pH为8.0，充分搅拌至葡萄糖溶解并溶液均一；
（2）喷雾干燥：将上述蛋清蛋白-葡萄糖混合液喷雾干燥获得蛋白-糖混合干粉；
（3）湿度调节：将蛋白-糖干粉在放有KI饱和溶液的玻璃干燥器中放置，使其湿度平衡至65%；
（4）微波处理：将调节湿度后的样品放入微波场中反应，设置功率为200-700W,时间为5-30min，即可获得修饰后的蛋清蛋白；
步骤（1）中的搅拌可在15-30℃条件下进行；
步骤（2）中喷雾干燥条件可为：进风温度160-169℃，出风温度75-85℃；
步骤（4）中所述功率可为640W,时间可为25min。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用干法反应，不需对溶液加热，所占空间小，且避免能量浪费。2、利用微波使分子振动产生能量，加热均匀，耗能低，速度快。该发明相对于传统的糖基化修饰方法大大提高了反应速率，由原来的几小时到几周缩减到只需十几到几十分钟，并且安全、节能，反应易控制，具有较好的应用前景。
3、所加糖也是人体所需要的营养素，不需再添加其他任何物质，安全可靠。
4、糖基化蛋白抗氧化性能高，功能性质如乳化性、乳化稳定性大幅提高，可广泛应用于人们的日常生活及工业生产中。
具体实施方式
实施例1：一种快速糖基化修饰鸡蛋清蛋白的方法，其步骤如下：
（1）蛋白-糖溶液的配制：将鸡蛋清蛋白配制成1%的水溶液，在15-30℃条件下搅拌30min，按蛋清蛋白：葡萄糖质量比1:1向蛋白溶液中加入葡萄糖，调节pH为8.0，充分搅拌至葡萄糖溶解并溶液均一；
（2）喷雾干燥：将上述蛋白-糖混合液喷雾干燥获得蛋白-糖混合干粉，进风温度160-169℃，出风温度75-85℃；
（3）湿度调节：将蛋白-糖干粉在放有KI饱和溶液的玻璃干燥器中放置，使其湿度平衡至65%；
（4）微波处理：将调节湿度后的样品放入微波场中反应，设置功率为640W,时间为25min，即可获得修饰后的鸡蛋清蛋白；
（5）冷却至25℃，真空包装、成品；
（6）产品检测：检测的指标包括理化指标和生化指标。
产品检查结果如下：糖基化后鸡蛋清蛋白的乳化性由原来的（即未糖基化的蛋清蛋白，下同）272.6m2/g上升到347.8m2/g。乳化稳定性由原来的56.2min上升到121.5min。抗氧化活性也大幅度提高：1mg/mL样品的DPPH清除能力由原来的24.7%升高到70.8%，1.25mg/mL样品的还原力由原来的0.019升高到0.91（700nm下的紫外吸光度表示，吸光度越大，还原力越大）,2.5mg/mL样品的ABTS自由基清除率由原来的12.3%升高到66.5%。
实施例2：一种快速糖基化修饰鸭蛋清蛋白的方法，其步骤如下：
（1）蛋白-糖溶液的配制：将鸭蛋清蛋白配制成1%的水溶液，在15-30℃条件下搅拌30min，按蛋清蛋白：葡萄糖质量比1:1向蛋白溶液中加入葡萄糖，调节pH为8.0，充分搅拌至葡萄糖溶解并溶液均一；
（2）喷雾干燥：将上述蛋白-糖混合液喷雾干燥获得蛋白-糖混合干粉，进风温度160-169℃，出风温度75-85℃；
（3）湿度调节：将蛋白-糖干粉在放有KI饱和溶液的玻璃干燥器中放置，使其湿度平衡至65%；
（4）微波处理：将调节湿度后的样品放入微波场中反应，设置功率为640W,时间为20min，即可获得修饰后的鸭蛋清蛋白；
（5）冷却至25℃，真空包装、成品；
（6）产品检测：检测的指标包括理化指标和生化指标。
产品检查结果如下：糖基化后鸭蛋清蛋白的乳化性由原来的210.1m2/g上升到297.8m2/g。乳化稳定性由原来的53.2min上升到107.3min。抗氧化活性也大幅度提高：1mg/mL样品的DPPH清除能力由原来的19.7%升高到64.1%，1.25mg/mL样品的还原力由原来的0.018升高到0.79（700nm下的紫外吸光度表示，吸光度越大，还原力越大）,2.5mg/mL样品的ABTS自由基清除率由原来的12.7%升高到59.6%。
采用的测定方法：
1. 乳化性的测定
取植物油(10 ml)，加入30 ml 1%的蛋白溶液，分散机10000 rpm 分散2 min。从溶液底部吸取50 μL乳液，加入5 ml SDS溶液(0.1 %)中，混合均匀。500nm处测定其吸光值。0min时的吸光值用于计算其乳化性，10 min时的吸光值用于计算其乳化稳定性。计算公式如下：
式中：F是油所占比例为0.25；A10是10 min时的吸光值；Δt=10min；ΔA=A0-A10。
2. DPPH自由基清除能力的测定
分别取稀释合适倍数的样液2mL，0.1mmol/L的DPPH乙醇溶液2mL，加入同一具塞试管中摇匀，室温密闭静置30min，于517nm处测定吸光度Ai。同样方法用水代替样液测得吸光度A0，用乙醇代替DPPH乙醇溶液测得吸光度Aj。按如下公式计算DPPH自由基清除率：
式中：A0为未加样液时DPPH溶液的吸光度；Ai为加样液后DPPH溶液的吸光度；Aj为样液的吸光度。
3. 还原力的测定
先后取2.0mL稀释合适倍数倍的样品溶液，1.4mL蒸馏水，2.0mL磷酸盐缓冲溶液(0.2mol/L，pH6.6)和2.0mL 1%的铁氰化钾(K3Fe(CN)6)溶液于10mL离心管中混合均匀，50℃水浴20min后，加入2.0mL 10%的三氯乙酸溶液，4000r/min离心10min，取上清液2.0mL，加入2.0mL蒸馏水和0.4mL 0.1%的三氯化铁(FeCl3)溶液，混合均匀，50℃下反应10min，最后测量700nm处的吸光值。吸光值越高表示样品还原力越强。
4. ABTS自由基清除能力的测定
ABTS+试剂的制备：7mmoL/L ABTS溶液和2.45mmoL/L过硫酸钾溶液在室温下避光反应12-16h 备用。
测定：将ABTS溶液用pH7.4的PBS溶液稀释约58倍，直到在37℃下，734nm处测得吸光度值在0.7±0.02左右。0.08mL的样品与3.92mL的ABTS+试剂常温下反应10min，在734nm波长下测定其吸光度AS。另外取0.08ml蒸馏水加3.92mlABTS+试剂常温下反应10min，在734nm波长下测定其吸光度A0。清除率按以下公式计算：
Claims (4)
1.一种快速糖基化修饰蛋清蛋白的方法，其特征是：
（1）蛋白-糖溶液的配制：将蛋清蛋白配制成0.5-5 %的水溶液，搅拌30min，按蛋清蛋白：葡萄糖质量比1:1向蛋清蛋白溶液中加入葡萄糖，调节pH为8.0，充分搅拌至葡萄糖溶解并溶液均一；
（2）喷雾干燥：将上述蛋清蛋白-葡萄糖混合液喷雾干燥获得蛋白-糖混合干粉；
（3）湿度调节：将蛋白-糖干粉在放有KI饱和溶液的玻璃干燥器中放置，使其湿度平衡至65%；
（4）微波处理：将调节湿度后的样品放入微波场中反应，设置功率为200-700W,时间为5-30min，即可获得修饰后的蛋清蛋白。
2.根据权利要求1所述的一种快速糖基化修饰蛋清蛋白的方法，其特征在于：步骤（1）中的所述搅拌在15-30℃条件下进行。
3.根据权利要求1所述的一种快速糖基化修饰蛋清蛋白的方法，其特征在于：步骤（2）中所述喷雾干燥进风温度160-169℃，出风温度75-85℃。
4.根据权利要求1所述的一种快速糖基化修饰蛋清蛋白的方法，其特征在于：步骤（4）中所述功率为640W,时间为25min。
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