CN104719434A - 一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法，是以大豆分离蛋白为主要成膜材料，借助超声波技术和谷氨酰胺转氨酶（TG酶）对大豆分离蛋白进行交联修饰，以甘油、无水乙醇为辅料。本发明采用特定的超声波处理及酶法交联修饰大豆分离蛋白两步法工艺，先是利用了超声波法处理大豆蛋白溶液，然后加入谷氨酰胺转氨酶催化一定底物浓度的大豆分离蛋白交联反应生成大豆分离蛋白聚合物，高温进行灭活；加入甘油、无水乙醇调配成涂膜剂，然后喷涂在禽蛋表面，置于低温条件下晾干。本发明的禽蛋涂膜保鲜剂具有天然、无毒、绿色，涂膜性、保鲜性好，改善涂膜表面性能等特点，有效防止禽蛋内干物质及水分损失，阻止微生物入侵，利于禽蛋的保鲜和贮藏，明显优于常用的禽蛋涂膜保鲜剂。

Description

一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法

技术领域

本发明属于农副产品涂膜保鲜领域，提供了一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法，具体涉及酶法交联加工工艺。。

背景技术

中国作为世界禽蛋生产和消费大国，禽蛋产量长期处于世界首位。禽蛋经家禽的泄殖腔排出后，蛋壳表面附有粪尿、饲料、羽毛及其它杂质，而且常常还带有沙门氏菌、大肠杆菌等致病微生物，国外一些发达国家如美国、英国、日本、加拿大和德国等规定，禽蛋必须经清洁处理成为洁蛋后才能上市。随着人民生活水平的不断提高和对食品安全的日益重视，我国的洁蛋产品也逐渐起步，洁蛋在生产的过程经过清洗、消毒等环节去除了脏污，但同时也破坏了禽蛋表面原有的粘液涂层，所以，为了更好地封堵蛋壳表面的气孔，需要重新对禽蛋表面进行涂膜保鲜处理。

目前，禽蛋涂膜材料主要有两大类别：一类是非可食性涂膜材料，主要是一些化工或化学试剂，如矿物油（也称10#白油）、液体石蜡、高分子聚乙烯醇、凡士林等，这类材料的优点是使用方便、廉价，涂膜性能较好，但缺点是试剂成分本身及夹带的某些重金属能通过蛋孔向蛋内逐渐渗入，容易危害人体健康；另一类是可食性涂膜材料主要是一些天然安全的食源性材料，如蜂胶、壳聚糖、植物油、乳清蛋白、大豆蛋白、多糖等，这类材料的优点是安全、天然、无毒无害，缺点是成本高，涂膜性能还欠佳。因此亟需一种应具有安全、天然、无毒、成膜性好、附着力强、吸湿性小、使用方便、适于工业生产等各方面性能优异的涂膜保鲜材料。

大豆蛋白质分子在一定条件可以借助分子间或分子内的共价交联，而呈现出良好的涂膜特性，由于大豆蛋白质分子自身结构特点所决定的，大豆蛋白质分子在溶液中呈卷曲的紧密结构，有些甚至呈球形，表面被水化膜包围，具有相对的稳定性，蛋白分子很难充分展开，分子间的疏水相互作用、二硫键、氢键等得不到充分发挥。单纯的大豆蛋白在禽蛋表面涂膜后，成膜的交联度低，涂成的膜在贮藏期间容易出现裂纹或孔洞。

超声波处理会产生空化作用、机械作用和超混合效应，这些作用会导致蛋白质分子中的一些化学键断裂，维持蛋白质空间结构的次级键（主要是氢键）受到破坏，大豆分离蛋白的二、三、四级结构发生变化，使复杂的结构被打开而形成一条直链，粒子大小降低，那些原来在分子内部包藏着的许多反应基团暴露，表面巯基含量增加，强化了膜的空间网络结构。有研究表明超声波处理对大豆蛋白流延膜的抗拉强度及阻湿性能显著地增加，表面变得平滑、致密（韦小英，超声处理对大豆蛋白膜性能和微观结构的影响，食品科技，2006.10）。

借助谷氨酰胺转氨酶（是一种催化转酰基反应的酶，使蛋白质分子发生交联聚合）对大豆分离蛋白进行交联修饰，它以蛋白质肽链中谷氨酰胺残基的γ－羧酰胺基为酰基供体，以蛋白质肽链中赖氨酸残基的ε－氨基作为酰基受体，通过蛋白质分子间或分子内交联反应，形成ε－(γ－谷氨酰胺基) 赖氨酸( G－L) 键，在适当的交联度范围内使得大豆蛋白的空间构象发生改变，蛋白发生了预变性，由原来的单独球状分子向空间交联聚合体转变，这种舒展的网络交联体的形成也使得蛋白内部的疏水基团、巯基进一步曝露出来，改变蛋白分子表面的疏水效应和自由巯基数目及空间位阻效应。有研究称谷氨酰胺转氨酶可提高可食性大豆蛋白流延保鲜膜的机械性能（李军，转谷氨酞胺酶对可食性大豆蛋白保鲜膜特性的影响，中国食品学报，2002.12）。

目前还尚未有使用特定的方法对大豆蛋白借助超声处理和酶交联技术生产绿色安全禽蛋涂膜保鲜剂的报道。该技术不但开发出有利于延长禽蛋保鲜的天然、无毒、绿色的涂膜剂，而且为洁蛋和大豆蛋白的精深加工奠定了基础，开拓了途径。

发明内容

本发明的目的：提供一种具有工艺简单、易于操作、明显提高产品性能，适合工业化生产等优点的禽蛋保鲜涂膜剂的制备方法，同时提供一种禽蛋保鲜涂膜剂，具有天然、无毒、绿色，涂膜性、保鲜性好，改善涂膜表面性能等特点。

本发明解决的技术问题：解决了目前市场上其他涂膜剂易危害人体健康、涂膜性能不好等不足。同时延长了禽蛋货架期，增加了大豆蛋白的利用途径。提供一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法。

本发明的技术方案：一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）挑选新鲜、无裂痕的禽蛋，将禽蛋外壳上的粪便和其他污染物清洗干净，进行消毒，备用；

（2）取一定量去离子水，以去离子水重量百分比计，添加大豆分分离蛋白制成2~5%大豆分离蛋白溶液，加入1~3%甘油，室温下磁力搅拌25~30 min，再在15~30W超声功率下振荡10~15 min。加入5~7 U·g^-1谷氨酰胺转氨酶（以底物蛋白量计）进行酶交联反应，磁力搅拌水浴反应80~90 min；升温至90 ℃加热10~15 min将酶灭活，取出立即冷却至室温，搅拌均质1 min，得到大豆蛋白聚合物溶液；

（3）将（2）得到的大豆蛋白聚合物溶液，加入5~7%无水乙醇， 搅拌均匀制成涂膜保鲜剂；

（4）将（3）得到的涂膜保鲜剂，经过喷涂设备涂膜在禽蛋表面，并置于35~38℃下晾干保存。

所述的大豆分离蛋白蛋白质含量达到90%以上；酶交联反应条件pH 7.0~7.5，温度45 ℃。

本发明还提供了一种禽蛋涂膜保鲜剂，其是利用上述的制备方法制备而成。本发明制得的涂膜保鲜剂与常用禽蛋涂膜保鲜剂产品相比，天然、无毒、绿色，涂膜性、保鲜性、表面性能更优。

本发明的有益效果：

（1）本发明制得的禽蛋涂膜保鲜剂通过超声波处理、谷氨酰胺转氨酶酶交联作用，填补超声波技术和酶交联合用制备禽蛋涂膜保鲜剂的空缺；产品呈现天然、无毒、绿色，涂膜性、保鲜性、表面性能良好。

（2）所制得的禽蛋涂膜保鲜剂粘度增加但适于涂膜，且利用紫外光谱法和FTIR红外光谱法观察，谷氨酰胺转氨酶仅使多肽链间发生聚合，对三级、四级结构产生一定影响，而未影响肽链内部的二级结构构象。利用扫描电镜对禽蛋涂膜后的蛋壳表面结构进行观察，对蛋壳表面的气孔和裂纹均有良好的封堵和覆盖作用，且涂膜表面平整、光滑。

（3）其制备方法和条件具有工艺简单、易于操作。

（4）本发明采用特定的反应条件，尤其是利用了独特的超声波技术处理、谷氨酰胺转氨酶酶交联条件。超声波技术，即在一定超声功率下进行超声处理大豆蛋白溶液。超声波的作用下，产生空化作用、机械作用和超混合效应，这些作用会导致蛋白质分子中的一些化学键断裂，维持蛋白质空间结构的次级键（主要是氢键）受到破坏，大豆分离蛋白的二、三、四级结构发生变化，使复杂的结构被打开而形成一条直链，粒子大小降低，那些原来在分子内部包藏着的许多反应基团暴露，表面巯基含量增加，强化了膜的空间网络结构。

（5）谷氨酰胺转氨酶酶交联条件，在大豆分离蛋白溶液中添加谷氨酰胺转氨酶，对大豆蛋白分子进行交联反应。TG酶以蛋白质肽链中谷氨酰胺残基的γ－羧酰胺基为酰基供体，以蛋白质肽链中赖氨酸残基的ε－氨基作为酰基受体，通过蛋白质分子间或分子内交联反应，形成ε－(γ－谷氨酰胺基) 赖氨酸( G－L) 键，在适当的交联度范围内使得大豆蛋白的空间构象发生改变，蛋白发生了预变性，由原来的单独球状分子向空间交联聚合体转变，这种舒展的网络交联体的形成也使得蛋白内部的疏水基团、巯基进一步曝露出来，改变蛋白分子表面的疏水效应和自由巯基数目及空间位阻效应。通过酶交联技术，使得大豆分离蛋白涂膜保鲜剂的粘度增加，对蛋壳表面的气孔和裂纹均有良好的封堵和覆盖作用，且涂膜表面平整、光滑，同时涂膜的保水性、热稳定性等性质均有提高。

（6）制得禽蛋涂膜保鲜剂具有天然、无毒、绿色的特点，更优的保鲜效果，更好的涂膜效果及表面性能等，本发明所获得的目标产品是各工艺参数的协同作用的结果，产生了预料不到的技术效果。

具体实施方式

实施例1

一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）挑选新鲜、无裂痕的禽蛋，将禽蛋外壳上的粪便和其他污染物清洗干净，进行消毒，备用；

（2）取一定量去离子水，以去离子水重量百分比计，添加大豆分分离蛋白制成2%大豆分离蛋白溶液，加入3%甘油，室温下磁力搅拌30 min，再在20W超声功率下振荡15 min。加入5 U·g^-1谷氨酰胺转氨酶（以底物蛋白量计）进行酶交联反应，磁力搅拌水浴反应90 min；升温至90 ℃加热10 min将酶灭活，取出立即冷却至室温，搅拌均质1 min，得到大豆蛋白聚合物溶液；

（3）将（2）得到的大豆蛋白聚合物溶液，加入5%无水乙醇， 搅拌均匀制成涂膜保鲜剂；

（4）将（3）得到的涂膜保鲜剂，经过喷涂设备涂膜在禽蛋表面，并置于36℃下晾干保存。

制得涂膜保鲜剂呈淡黄色均匀悬浊液，粘度适中。涂膜效果良好，表面光滑平整，保鲜效果好，货架期延长。

实施例2

一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）挑选新鲜、无裂痕的禽蛋，将禽蛋外壳上的粪便和其他污染物清洗干净，进行消毒，备用；

（2）取一定量去离子水，以去离子水重量百分比计，添加大豆分分离蛋白制成4%大豆分离蛋白溶液，加入3%甘油，室温下磁力搅拌25min，再在30W超声功率下振荡15 min。加入6 U·g^-1谷氨酰胺转氨酶（以底物蛋白量计）进行酶交联反应，磁力搅拌水浴反应90 min；升温至90 ℃加热10 min将酶灭活，取出立即冷却至室温，搅拌均质1 min，得到大豆蛋白聚合物溶液；

（3）将（2）得到的大豆蛋白聚合物溶液，加入6%无水乙醇， 搅拌均匀制成涂膜保鲜剂；

（4）将（3）得到的涂膜保鲜剂，经过喷涂设备涂膜在禽蛋表面，并置于38℃下晾干保存。

制得禽蛋涂膜保鲜剂呈淡黄色均匀悬浊液，粘度适中。涂膜效果良好，货架期延长，涂膜表面光滑平整，涂膜无裂纹。

Claims (5)

1.一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）挑选新鲜、无裂痕的禽蛋，将禽蛋外壳上的粪便和其他污染物清洗干净，进行消毒，备用；

（2）取一定量去离子水，以去离子水重量百分比计，添加大豆分离蛋白制成2~5%大豆分离蛋白溶液，加入1~3%甘油，室温下磁力搅拌25~30 min，再在15~30W超声功率下振荡10~15 min，加入5~7 U·g^-1谷氨酰胺转氨酶（以底物蛋白量计）进行酶交联反应，磁力搅拌水浴反应80~90 min；升温至90 ℃加热10~15 min将酶灭活，取出立即冷却至室温，搅拌均质1 min，得到大豆蛋白聚合物溶液；

（3）将（2）得到的大豆蛋白聚合物溶液，加入5~7%无水乙醇， 搅拌均匀制成涂膜保鲜剂；

（4）将（3）得到的涂膜保鲜剂，经过喷涂设备涂膜在禽蛋表面，并置于35~38℃下晾干保存。

2.根据权利要求1所述的一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法，其特征是在于，所述的大豆分离蛋白蛋白质含量达到90%以上。

3.根据权利要求1所述的一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法，其特征是在于，所述的酶交联反应条件pH 7.0~7.5，温度45 ℃。

4.一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂，其是根据权利要求1-3任一项所述的制备方法制备而成。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种酶交联大豆蛋白禽蛋涂膜保鲜剂及其制备方法，其特征在于，制得的禽蛋涂膜保鲜剂与常用禽蛋涂膜保鲜剂产品相比，天然、无毒、绿色，涂膜性、保鲜性、表面性能更优。