CN104872373A - 一种新型提高大豆分离蛋白凝胶稳定性的制备工艺 - Google Patents

Abstract

一种新型提高大豆分离蛋白凝胶稳定性的制备工艺，涉及一种大豆分离蛋白的改性加工技术。本发明先将低温脱脂豆粕粉碎，后经碱溶酸沉等方法获得大豆分离蛋白母液，再与多糖混合并经微波湿热处理，可达到灭活脂肪酶和提高共价结合效果，经喷雾干燥后得到大豆分离蛋白粉，最后将抗氧化剂添加到大豆分离蛋白粉中，即得成品。本发明方法工艺简便，无需复杂设备，生产周期短，易于工业化生产。本产品在贮藏期内，凝胶强度降幅小，主要解决了目前生产的凝胶型大豆分离蛋白在贮藏期间凝胶性大幅下降而导致产品品质降低的问题。

Description

一种新型提高大豆分离蛋白凝胶稳定性的制备工艺

技术领域

本发明提供了一种新型提高大豆分离蛋白凝胶稳定性的制备工艺，涉及一种大豆分离蛋白改性加工技术，属于食品加工技术领域。

背景技术

大豆分离蛋白由于具有多种功能特性，如凝胶性、乳化性、起泡性、持水性、持油性和黏弹性等，被广泛应用于肉制品、乳制品、面制品、儿童食品、方便食品和冷冻食品中，用来改善食品的品质，提高产品质量。

凝胶性是大豆分离蛋白最主要的功能特性之一。球蛋白形成的热凝胶网络结构能同时束缚水、脂类、风味物质、色素和其他成分，并使它们在分散相中保持稳定，所以凝胶的稳定性对于食品加工有重要作用。目前，凝胶型大豆分离蛋白在贮藏一段时间后，凝胶性会发生劣变，，凝胶硬度明显降低，即凝胶稳定性变差，这严重影响了企业的效益，同时造成大量浪费。因此，提高大豆蛋白凝胶稳定性已成为企业当务之急。

目前，专利号201210521385.7提供了一种《高凝胶性大豆蛋白的制备方法》，主要采用转谷氨酰胺酶作为蛋白交联剂，提高大豆分离蛋白的凝胶性和凝胶稳定性。但这种交联会导致其大豆蛋白质溶解性明显下降，影响大豆分离蛋白在饮料、冰淇淋等其他食品领域里的应用。专利号201410253215.4提供了一种《一种高凝胶性大豆蛋白/β-葡聚糖复合物的制备方法》，主要采用高压微射流均质技术与超声辅助酶交联技术提交大豆蛋白凝胶性及凝胶稳定性，但高压微射流均质技术一般喷射压力为100 MPa，对原料液粘度、蛋白粒径等要求较高，且设备成本较高，难以在大豆分离蛋白企业大面积推广。

发明人对提高大豆分离蛋白凝胶稳定性的研究有着丰富的经验，于2011年申请《一种高凝胶稳定性大豆分离蛋白的制备方法》（专利号201110320464.7）并获得授权，主要采用梯度共价修饰方法是大豆分离蛋白发生化学改性，已达到提高凝胶稳定性的目的。

发明内容

随着对大豆分离蛋白研究的深入及更多大豆分离蛋白生产厂商的反馈意见，发明人想通过本专利的申请改进原有凝胶稳定型大豆分离蛋白生产技术。在保持原有凝胶型产品高凝胶性的前提下，进一步提高产品在储藏期间的凝胶稳定性，调节生产关键技术点，增加企业的经济效益。

本发明的技术方案：一种新型提高大豆分离蛋白凝胶稳定性的制备工艺，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）以低温脱脂豆粕为原料，利用粉碎机进行粉碎处理，要求颗粒度大于60目；

（2）将粉碎后的豆粕溶于水中，浓度为5%-15%（w/v），调节pH至6.5-7.5后，用板框式压滤机进行过滤；

（3）弃去滤渣，调节滤液pH为3.0-5.0，然后在3000×g条件下离心20-30 min，得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀用水复溶，浓度为8%-10%（w/v），调节pH至6.5-7.5，即得到大豆分离蛋白母液；

（4）添加复合多糖至大豆分离蛋白母液中，其添加量为大豆分离蛋白干重的1%-5%；

（5）将蛋白质溶液与所述多糖混合均匀后，采用微波进行热处理；

（6）将微波处理后混合溶液经均质处理，喷雾干燥得到大豆分离蛋白粉；

（7）将抗氧化剂添加到大豆分离蛋白粉中，混合均匀后，包装，即得本发明产品。

进一步，优选步骤（2）中，豆粕水溶液的浓度为10%（w/v）,pH调节后为7.0。

进一步，优选步骤（3）中，酸沉法调节蛋白溶液pH为4.0，后3000×g离心20-30 min后得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀用水复溶，浓度为8%（w/v），调节pH至7.0。

进一步,优选步骤（4）中,多糖其添加量为大豆分离蛋白干重的5%，多糖组分中，单糖、寡糖、多糖的比例为1:10:50。

进一步,优选步骤（4）中,添加的单糖为葡萄糖、寡糖为低聚麦芽糖、多糖为麦芽糊精与羟丙基甲基纤维素。

进一步,优选步骤（5）中，微波加热条件为：微波波长为500mm、频率为600MHz。

进一步,优选步骤（7）中，添加的抗氧化剂为抗坏血酸钙，添加量为0.1%

分析方法

 凝胶的制备：

配制成质量分数为10%的固体样品溶液，用0.1M NaOH或HCl溶液调节pH至7.0，然后移取20mL溶液至直径为32mm、体积为25mL的烧杯中，用保鲜膜封口， 90℃下水浴20min，取出后在冰水中快速冷却，置于4℃下24h后测定样品的凝胶性。

凝胶硬度测定：

使用TA-XTplus2质构仪的p0.5探头在25℃下进行测定，所选参数为：测试前速度5.0mm/s，测试速度2.0 mm/s，测试后速度2.0 mm/s，下压距离10mm，引发力5g，下压凝胶10mm所需力定义为凝胶强度。

凝胶持水性测定：

取质量为W₁的固体凝胶，切成大小均一的小粒，在4000r/min下离心20min后用滤纸将表面水分吸干后称重（W₂），凝胶体持水性计算公式如下：

  

式中：W₁----离心前固体凝胶的质量；

           W₂----离心后固体凝胶的质量。

表1：本方法生产的大豆分离蛋白与市售大豆分离蛋白功能性比较 

产品	凝胶硬度	凝胶持水性	贮藏6个月后凝胶硬度
				大豆分离蛋白1	45±6.1	75±3.1	18±2.4
大豆分离蛋白2	85±7.2	92±3.7	45±4.4
				本发明大豆分离蛋白	75±5.2	87±2.2	67±3.5

注：大豆分离蛋白1为未改性大豆分离蛋白；

大豆分离蛋白2为高凝胶性大豆分离蛋白；

从数据中得知，本方法制备大豆分离蛋白凝胶强度较好，贮藏后凝胶稳定性优异。

本发明的有益效果：

本发明制得的凝胶稳定型大豆分离蛋白与普通大豆分离蛋白比较，凝胶强度好，在贮藏6个月后，凝胶性能只降低9%-15％，凝胶稳定性大幅提高，同时凝胶性能保持更好，大幅提高产品品质；产品呈现淡黄色，无苦味和异味，为无杂质，溶解度良好的粉末，与普通大豆分离蛋白外观比较无明显差异。

其制备方法和条件具有工艺简单、易于操作、周期短、成本低、凝胶稳定性提高显著等优点。

本发明创新性的使用羟丙基甲基纤维素作为一种多糖与大豆分离蛋白进行共价交联反应。羟丙基基团是亲水性的，能够在蛋白质形成凝胶时，提高蛋白质的持水能力，而甲基是疏水性基团和构成沿纤维素主链的疏水性区域，在蛋白质变性内部疏水基团暴露时，羟丙基甲基纤维素的甲基能够以疏水相互作用来提高蛋白质三维网状结构的强度，从而提高蛋白质的凝胶硬度。

在后续深入的研究发现，大豆分离蛋白在贮运期间凝胶性大幅下降的原因是脂肪氧合酶诱导大豆蛋白质发生氧化反应，从而使蛋白质发生聚集，凝胶性能降低。本发明采用微波加热的方式处理蛋白质与多糖混合溶液，微波加热快，节省能源，不但可以提高共价交联的效果，并且可以灭活脂肪氧合酶，从而提高大豆分离蛋白凝胶稳定性。

抗坏血酸钙作为一种抗氧化剂广泛的应用于食品行业中，其性质不仅比抗坏血酸稳定，而且其抗氧化作用优于抗坏血酸，本发明在产品加入一定量的抗坏血酸钙，可以在一定程度上抑制大豆分离蛋白在贮藏期间由于氧气、光照、温度等环境因素对大豆蛋白质造成的氧化损伤，从而提高大豆分离蛋白凝胶稳定性。

 具体实施方式

 实施例1

（1）以低温脱脂豆粕为原料，利用粉碎机进行粉碎处理，颗粒度大于60目；

（2）将粉碎后的豆粕溶于水中，浓度为8%（w/v），调节pH至7.0后，用板框式压滤机进行过滤；

（3）弃去滤渣，调节滤液pH为4.0，后3000×g离心20min后得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀用水复溶，浓度为8%（w/v），调节pH至7.0，即得到大豆分离蛋白母液；

（4）添加复合多糖至大豆分离蛋白母液中，其添加量为大豆分离蛋白干重的5%，复合多糖由葡萄糖、低聚麦芽糖、麦芽糊精与羟丙基甲基纤维素组成，其比例为：1:10:40:10；

（5）将蛋白质溶液与所述多糖混合均匀后，用微波方式对其加热，微波参数为500mm、频率为600MHz；

（6）将微波处理后混合溶液经15MPa均质处理，160℃喷雾干燥得到大豆分离蛋白粉；

（7）将抗氧化剂添加到大豆分离蛋白粉中，混合均匀后，包装，即得本发明产品，其添加量为大豆分离蛋白干重的0.15%。

实施例2

（1）以低温脱脂豆粕为原料，利用粉碎机进行粉碎处理，颗粒度大于60目；

（2）将粉碎后的豆粕溶于水中，浓度为10%（w/v），调节pH至7.0后，用板框式压滤机进行过滤；

（3）弃去滤渣，调节滤液pH为4.5，后3000×g离心20min后得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀用水复溶，浓度为8%（w/v），调节pH至7.0，即得到大豆分离蛋白母液；

（4）添加复合多糖至大豆分离蛋白母液中，其添加量为大豆分离蛋白干重的5%，复合多糖由葡萄糖、低聚麦芽糖、麦芽糊精与羟丙基甲基纤维素组成，其比例为：1:10:40:10；

（5）将蛋白质溶液与所述多糖混合均匀后，用微波方式对其加热，微波参数为600mm、频率为500MHz；

（6）将微波处理后混合溶液经15MPa均质处理，160℃喷雾干燥得到大豆分离蛋白粉；

（7）将抗氧化剂添加到大豆分离蛋白粉中，混合均匀后，包装，即得本发明产品，其添加量为大豆分离蛋白干重的0.1%。

实施例3

（1）以低温脱脂豆粕为原料，利用粉碎机进行粉碎处理，颗粒度大于60目；

（2）将粉碎后的豆粕溶于水中，浓度为10%（w/v），调节pH至7.0后，用板框式压滤机进行过滤；

（3）弃去滤渣，调节滤液pH为4.0，后3000×g离心20min后得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀用水复溶，浓度为8%（w/v），调节pH至7.0，即得到大豆分离蛋白母液；

（4）添加复合多糖至大豆分离蛋白母液中，其添加量为大豆分离蛋白干重的5%，复合多糖由葡萄糖、低聚麦芽糖、麦芽糊精与羟丙基甲基纤维素组成，其比例为：1:10:40:12；

（5）将蛋白质溶液与所述多糖混合均匀后，用微波方式对其加热，微波参数为500mm、频率为600MHz；

（6）将微波处理后混合溶液经15MPa均质处理，160℃喷雾干燥得到大豆分离蛋白粉；

（7）将抗氧化剂添加到大豆分离蛋白粉中，混合均匀后，包装，即得本发明产品。其添加量为大豆分离蛋白干重的0.15%。

Claims (5)

1.一种新型提高大豆分离蛋白凝胶稳定性的制备工艺，其特征在于按照以下步骤制备：

（1）以低温脱脂豆粕为原料，利用粉碎机进行粉碎处理；

（2）将粉碎后的豆粕溶于水中，调节适当浓度及pH后，用板框式压滤机进行过滤；

（3）弃去滤渣，调节滤液为酸性条件，搅拌反应后，离心分离处理，得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀用水复溶，即得到大豆分离蛋白母液；

（4）添加复合多糖至大豆分离蛋白母液中，其添加量小于大豆分离蛋白干重的7%；

（5）将蛋白质溶液与所述多糖混合均匀后，采用微波进行热处理；

（6）将微波处理后的溶液均质处理，后经喷雾干燥后得到大豆分离蛋白粉；

（7）将抗氧化剂添加到大豆分离蛋白粉中，混合均匀后，包装，即得本发明产品。

2.根据权利要求1所述，在步骤(4)中，所添加的复合多糖是由单糖、寡糖、多糖进行复配而成，其各组分比例为1-5:10-20:20-40。

3.根据权利要求2所述，单糖是由葡萄糖组成，寡糖是由环状糊精、低聚麦芽糖、蔗糖、甘露寡糖的一种或几种组成，多糖是由壳聚糖、葡聚糖、麦芽糊精、羟丙基甲基纤维素的一种或几种组成。

4.根据权利要求2所述，所添加的多糖中必须含有羟丙基甲基纤维素。

5.根据权利要求1所述，在步骤(7)中，添加的抗氧化剂为抗坏血酸钙，添加量小于大豆分离蛋白干重的1%。