CN103431157A - 一种土豆蛋白的复合改性方法及应用 - Google Patents
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Abstract
一种土豆蛋白的复合改性方法及应用，属于淀粉类食品添加剂技术领域。本发明取土豆蛋白1份和反应介质6-8.5份配成悬浮液，再超声波振荡2-10min，60-75℃水浴加热，磁力搅拌，加入0.1-1.0mol/L酸溶液0.5-3份，酸溶液按循环次数平分依次加入，8-15min后停止水浴；加入弱碱性盐中和过量酸至pH7，弱碱性盐的浓度为0.05-0.2mol/L，继续超声振荡2-10min；将最终得到的产物冷冻干燥至恒重，研磨粉碎后即得复合改性的土豆蛋白。改性后的土豆蛋白作为淀粉类食品添加剂，可替代无机盐类添加剂，用于面粉、面条、面包等食品加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然土豆蛋白的复合改性方法，及其改性后的土豆蛋白在淀粉类食品中作为添加剂的应用，属于淀粉类食品添加剂技术领域。
背景技术
淀粉类食品的改良的发明很多，目前市售的淀粉类食品改良剂一般采用无机盐类与表面活性剂进行复配，例如明矾，碳酸盐，亚硫酸盐，乳化剂，蛋白粉等。它们对淀粉类食品，如拉面、面包等进行改良，增加韧性，调节硬度和口感。但无机盐类食品添加剂对人体产生毒性，长期食用会对人体产生不良的影响。世界卫生组织早在1989年就正式将铝定为食品污染物并要求严加控制，长期食用明矾，明矾中的铝元素渗入骨骼中沉积下来使骨质变得松软，随着血液进入大脑沉积下来会使脑组织发生器质性改变，轻者记忆力减退，重者造成痴呆；沉积于皮肤，可使皮肤弹性降低，皱纹增多。Na+被认为是诱导高血压的起因之一。目前使用的氧化剂溴酸钾是面粉增筋剂的典型代表，使用它已有80余年历史，但近代国际上不少学者研究证实，它与动物组织的癌变有关，国际粮农卫生组织食品添加剂法规委员会指出，溴酸钾残留有致癌毒性。亚硝酸盐在食品加工中可用作护色剂，具有很强的毒性，摄入3克即可致死。亚硫酸是一种古老的漂白剂和防腐剂，由于亚硫酸本身为液体，运输使用不便，故多以亚硫酸钠或亚硫酸氢钠等盐类代替，亚硫酸适用于植物性食品的防腐和漂白、保色和防止维生素破坏的作用，但是亚硫酸能破坏鱼、肉中的硫胺素。如果食用了二氧化硫超标的食物，人体会出现急性中毒，表现为头晕、呕吐、恶心、腹泻、全身乏力、胃粘膜损伤等，严重时会毒害肝和肾脏，引起急性中毒，二氧化硫还是一种致癌物质。过氧化苯甲酰增白剂会破坏面粉的营养，导致面粉中的类胡萝卜素、叶黄素等天然成份丧失，过氧化苯甲酰水解后产生的苯甲酸进入人体后在肝脏内进行分解，长期过量食用后会对肝脏造成严重的损害，极易加重肝脏负担，引发多种疾病，短期过量食用会使人产生恶心、头晕、神经衰弱等中毒现象。针对上述的传统淀粉类食品添加剂对人体长期产生的不良影响，开发一种天然无害且品质好的改良剂是一个亟待解决的问题。
作为淀粉类食品的添加剂需具备以下条件：性能稳定，无毒副作用，温和无刺激性，营养性，口感清香，与淀粉长链分子发生作用，能够对淀粉类食品加工过程中的流变性能以及面团的韧性，硬度，保水性，表面光洁度等性能有很好的改善。制备方法简单，耗能少，且成本低，在干燥状态下稳定性好。
土豆蛋白分成清蛋白、球蛋白、齐醇溶蛋白等多种蛋白质。其中，醇蛋白和清蛋白少许存在，且氨基酸组成比较全，钙、磷、铁等矿物质含量较高，是营养丰富、物美价廉的植物性蛋白源，已作为一种食品添加剂应用于食品加工行业。王彦波等（王彦波，李爱花，乔永钦等，土豆蛋白的生产与应用，粮食与饲料工业，1995，(4)：13-14)系统地综述了土豆蛋白的生产与应用。土豆蛋白是纯净的蛋白浓缩物，具有多种均衡的氨基酸组分，有极高的营养价值。土豆蛋白是一种极具潜力的保健食品。土豆提取物含丰富的蛋白质、粗纤维、碳水化合物，能为人类提供有益的营养元素。土豆蛋白含有大量粘体蛋白质，粘体蛋白质是一种多糖蛋白的混合物，能预防心血管系统的脂肪沉积，保持动脉血管的弹性，防止动脉粥样化的过早发生，还可防止肝、肾中结缔组织的萎缩，保持呼吸道和消化道的润滑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然土豆蛋白的复合改性方法，改性后的土豆蛋白能够改善淀粉类食品质构性和加工性，并将改性后的土豆蛋白作为食品添加剂应用于淀粉类食品替代传统的添加剂。
本发明的技术方案：一种土豆蛋白的复合改性方法，包括以下步骤：
（1）按质量比，取土豆蛋白1份和反应介质6-8.5份配置成悬浮液；反应介质为水或乙醇溶液；
（2）将悬浮液超声波振荡，振荡时间为2-10min；
（3）将超声振荡后的悬浮液水浴加热，温度为60-75℃，磁力搅拌，加入酸溶液，酸溶液的浓度为0.1- 1.0 mol/L，酸的加入量为0.5-3份，酸溶液按循环次数平分依次加入，每次水浴加热8-15 min后停止水浴；
酸溶液为盐酸、氢碘酸、硫酸、磷酸、柠檬酸、醋酸、己二酸、富马酸、酒石酸、苹果酸、乳酸中的至少一种；
（4）按顺序重复步骤（2）和步骤（3），循环2-3次；
（5）加入食品级弱碱性盐中和过量酸至pH 7，继续超声振荡2-10min，弱碱性盐的浓度为0.05-0.2mol/L；
食品级弱碱性盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸三钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾中的至少一种；
（6）将最终得到的产物冷冻干燥至恒重，研磨粉碎后即得复合改性的土豆蛋白。
步骤（3）中酸溶液的浓度优选为0.3-0.5mol/L。
步骤（5）中弱碱性盐的浓度优选为0.1 mol/L。
优选的土豆蛋白、反应介质和酸的投料质量比为1:8:1。
用所述的复合改性方法制得的复合改性土豆蛋白在淀粉类食品中的应用，作为淀粉类食品添加剂，替代无机盐类添加剂，用于面制品的食品加工。
本发明的有益效果：
1、复合改性方法简易可行，对温度要求不高，改性过程中没有不可食用类杂质引入；
2、物理改性采用超声波，当液体介质经受快速膨胀时，形成气液两相空穴；当引起液体膨胀的力被移去时，空穴会迅速扩大，瞬间形成了很大的压力，因而在很小的范围内得到了很大的切应力，使物体被粉碎，采用此方法，可以增大蛋白质的提取率，对次级结构会有影响；
3、复合改性后的土豆蛋白的化学结构和物理结构都有一定程度的改善，乳化性大大提高；
4、复合改性后的土豆蛋白起到明显的增韧作用，并且小分子部分作为乳化剂，亲水基团结合麦胶蛋白，亲油基团结合麦谷蛋白，使面筋蛋白质分子相互联结起来，同时也能增强淀粉与蛋白质分子之间的联结作用，进而形成结构牢固而致密的面筋网络，增强面团的粘弹性和柔韧性，减少了湿面的干物质失落率；
5、复合改性后的土豆蛋白是一种天然可食用性蛋白，具有很好的营养价值，并且环境友好，对人体无毒无害；
6、采用水或60%-80%的乙醇溶液作溶剂，无毒副作用，满足食品卫生的生产要求；
7、可以作为淀粉类食品添加剂，替代无机盐类添加剂，能够用于面粉、面条、面包等食品加工。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
步骤1、将称量好的土豆蛋白1份和去离子水8份，放入单口瓶中，配置成悬浮液，常温下超声波振荡5min；
步骤2、停止振荡，单口瓶移至65℃水浴加热，磁力搅拌，将1/3份的0.3 mol/L的盐酸溶液缓慢滴入单口瓶中，10min后停止水浴；
步骤3、将步骤2的单口瓶连同溶液一起移至超声波振荡5min；
步骤4、停止振荡，单口瓶移至65℃水浴加热，磁力搅拌，再次将1/3份的0.3 mol/L的盐酸溶液缓慢滴入单口瓶中，10min后停止水浴；
步骤5、将步骤4的单口瓶连同溶液一起移至超声波振荡5min；
步骤6、停止振荡，单口瓶移至65℃水浴加热，磁力搅拌，将剩余的1/3份的0.3mol/L的盐酸溶液缓慢滴入单口瓶中，10min后停止水浴；
步骤7、加入可以食用的0.1mol/L的碳酸钠调节至pH 7，继续超声振荡5min；
步骤8、将步骤7得到的产物冷冻干燥至恒重。研磨粉碎后得复合改性的土豆蛋白。
实施例2、3
改变酸的浓度分别为0.5、1.0 mol/L，酸加入总量分别为0.5份、1份，其它条件同实施例1。
实施例4
步骤1、将称量好的土豆蛋白1份和70%的乙醇溶液7份，放入单口瓶中，配置成悬浮液，常温下超声波振荡3min；
步骤2、停止振荡，单口瓶移至75℃水浴加热，磁力搅拌，取2/3份0.1mol/L的氢碘酸溶液缓慢滴入单口瓶中，8min后停止水浴；
步骤3、将步骤2的单口瓶连同溶液一起移至超声波振荡3min；
步骤4、停止振荡，单口瓶移至75℃水浴加热，磁力搅拌，再次将2/3份0.1mol/L的氢碘酸溶液缓慢滴入单口瓶中，8min后停止水浴；
步骤5、将步骤4的单口瓶连同溶液一起移至超声波振荡3min；
步骤6、停止振荡，单口瓶移至75℃水浴加热，磁力搅拌，将剩余的2/3份0.1mol/L的氢碘酸溶液缓慢滴入单口瓶中，8min后停止水浴；
步骤7、加入可以食用的0.2mol/L的碳酸钾调节至pH 7，继续超声振荡3min；
步骤8、将步骤7得到的产物冷冻干燥至恒重。研磨粉碎后得复合改性的土豆蛋白。
实施例5:
改变实施例4中反应介质乙醇溶液的质量分数为78%，弱碱性盐为0.05mol/L柠檬酸钠和柠檬酸钾的混合物，其余条件同实施例4。
实施例6
改变实施例4中反应介质乙醇溶液的质量分数为80%，加入的酸为1.0mol/L醋酸和磷酸的混合酸，其余条件同实施例4。
实施例7
步骤1、将称量好的土豆蛋白1份和去离子水6份，放入单口瓶中，配置成悬浮液，常温下超声波振荡8min；
步骤2、停止振荡，单口瓶移至65℃水浴加热，磁力搅拌，取1份0.1mol/L的氢碘酸和柠檬酸的混合溶液缓慢滴入单口瓶中，15min后停止水浴；
步骤3、将步骤2的单口瓶连同溶液一起移至超声波振荡8min；
步骤4、停止振荡，单口瓶移至65℃水浴加热，磁力搅拌，再次将1份0.1mol/L的氢碘酸和柠檬酸的混合溶液缓慢滴入单口瓶中，15min后停止水浴；
步骤5、将步骤4的单口瓶连同溶液一起移至超声波振荡8min；
步骤6、停止振荡，单口瓶移至65℃水浴加热，磁力搅拌，将剩余的1份0.1mol/L氢碘酸和柠檬酸的混合溶液缓慢滴入单口瓶中，15min后停止水浴；
步骤7、加入可以食用的0.15mol/L的碳酸钾与磷酸钠的混合溶液调节至pH 7,继续超声振荡3min；
步骤8、将步骤7得到的产物冷冻干燥至恒重。研磨粉碎后得复合改性的土豆蛋白。
实施例8
将复合方法改性的土豆蛋白与马铃薯淀粉或者玉米淀粉按照1︰50的比例混合均匀后，在和面机中和面，经挤出、过水、包装后即得到成品拉面，该拉面制品的乳化性、膨润性明显提高。复合方法改性后的土豆蛋白与淀粉长链分子作用后，形成三维网络结构，改善了淀粉类食品的内部质构，使得面类制品具有很高的韧性，弹性，耐煮，并且口感劲道。去酰胺得到的部分小分子物质具有优越的乳化性能，使拉面制品表面光洁滑爽，持水性显著提高。
Claims (5)
1. 一种土豆蛋白的复合改性方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按质量比，取土豆蛋白1份和反应介质6-8.5份配置成悬浮液；反应介质为水或乙醇溶液；
（2）将悬浮液超声波振荡，振荡时间为2-10min；
（3）将超声振荡后的悬浮液水浴加热，温度为60-75℃，磁力搅拌，加入酸溶液，酸溶液的浓度为0.1-1.0 mol/L，酸的加入量为0.5-3份，酸溶液按循环次数平分依次加入，每次水浴加热8-15min后停止水浴；
酸溶液为盐酸、氢碘酸、硫酸、磷酸、柠檬酸、醋酸、己二酸、富马酸、酒石酸、苹果酸、乳酸中的至少一种；
（4）按顺序重复步骤（2）和步骤（3），循环2-3次；
（5）加入食品级弱碱性盐中和过量酸至pH 7，继续超声振荡2-10 min，弱碱性盐的浓度为0.05-0.2mol/L；
食品级弱碱性盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸三钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾中的至少一种；
（6）将最终得到的产物冷冻干燥至恒重，研磨粉碎后即得复合改性的土豆蛋白。
2. 根据权利要求1所述的土豆蛋白的复合改性方法，其特征在于步骤（3）中酸溶液的浓度为0.3-0.5mol/L。
3. 根据权利要求1所述的土豆蛋白的复合改性方法，其特征在于步骤（5）中弱碱性盐的浓度为0.1 mol/L。
4. 根据权利要求1所述的土豆蛋白的复合改性方法，其特征在于土豆蛋白、反应介质和酸的投料质量比为1:8:1。
5. 用权利要求1所述方法制得的复合改性土豆蛋白在淀粉类食品中的应用，其特征在于作为淀粉类食品添加剂，替代无机盐类添加剂，用于面制品的食品加工。
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