CN104970185A - 高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法 - Google Patents
高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104970185A CN104970185A CN201510163374.XA CN201510163374A CN104970185A CN 104970185 A CN104970185 A CN 104970185A CN 201510163374 A CN201510163374 A CN 201510163374A CN 104970185 A CN104970185 A CN 104970185A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gel strength
- soybean protein
- protein isolate
- gel
- processing method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Beans For Foods Or Fodder (AREA)
- Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
Abstract
本发明公开了高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法，包括以下步骤：（1）样品的制备（2）凝胶的制备。本发明半干法改性能够有效提高大豆分离蛋白的凝胶强度，在试验最佳改性条件下，与未改性大豆分离蛋白相比，改性大豆分离蛋白的凝胶强度提高了23.0%；本发明半干法改性工艺反应时间短，无污染，成本低，工艺简单，可有效提高大豆分离蛋白的凝胶强度，改善其在食品加工工业中的应用性能，具有较高的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法。
背景技术
大豆分离蛋白是一种高纯度大豆蛋白产品，具有广泛的乳化性、溶解性、持水性、持油性、发泡性、凝胶性等功能特性。乳化性是大豆分离蛋白特别重要的一种功能特性，在焙烤、冷冻、汤类等食品中起到赋予制品特定结构，改善口感等重要作用。但现有大豆分离蛋白乳化性并不是太高，因此需要对原有的大豆分离蛋白有针对性的进行改性，以改善其专用功能特性，拓宽其应用。常规蛋白改性方法有物理法、化学法、酶法。其中，化学法改性反应时间较短、成本较低，设备要求不高，且改性效果最显著，因此，化学改性仍是当前蛋白质改性的主要手段。常用于改善大豆分离蛋白乳化性的化学改性有糖基化、酰化、脱酰胺、共价交联和磷酸化等。由于糖基化过程中不需要添加任何化学试剂，仅加热就能自发进行，属于“绿色加工工艺”，是提高蛋白功能特性的有效手段之一。糖基化改性机理是将碳水化合物以共价键与蛋白质分子上的α或ε氨基相连接形成糖基化蛋白的化学反应，从而改善蛋白的功能特性。目前，糖基化改性主要有干热法和湿热法。湿法工艺是在液相条件下进行，优点是产品杂质少，质量稳定，缺点是有一定的污水排出，要对产出的污水进行处理，设备投资大，能耗高，成本较高。干法是在固相条件下进行，操作简便、能耗低、污染小，缺点是反应体系不均匀，产品质量不稳定，反应效率低。半干法工艺体系含水量介于湿法和干法之间，具备湿法和干法工艺的优点，能够解决干法反应不均匀的问题，提高反应效率，生产过程无污水产生。半干法工艺在淀粉改性方面已得到广泛应用，但在大豆蛋白糖基化改性方面还未得到应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法，半干法工艺体系含水量介于湿法和干法之间，具备湿法和干法工艺的优点，能够解决干法反应不均匀的问题，提高反应效率，生产过程无污水产生。
本发明的技术方案是：高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法，包括以下步骤：
（1）样品的制备：将大豆分离蛋白粉及麦芽糊精按照2-5：1于高效混合器中混合，通过进液口慢速均匀的加入15~27%的去离子水，搅拌均匀后，置于干法反应器中反应，反应结束后自然风干，产品切碎，过100目筛，得到样品留待备用；
（2）凝胶的制备
取50-60g蒸馏水加13 g样品充分混合后置于离心管中，2500 r/min离心5 min；用保鲜膜封口，在90℃水浴条件下30 min，取出置于4℃条件下冷却12 h，制得产品。
单因素试验
质量比对大豆分离蛋白凝胶强度的影响：试验设置大豆分离蛋白与麦芽糊精质量比12:1、10:1、8:1、6:1、4:1、2:1、1:1七个水平。
体系含水量对大豆分离蛋白凝胶强度的影响：试验设置体系含水量15%、17%、19%、21%、23%、25%、27%七个水平。
反应温度对大豆分离蛋白凝胶强度的影响：试验设置反应温度30、40、50、60、70、80、90℃七个水平。
反应时间对大豆分离蛋白凝胶强度的影响：试验设置反应时间6、12、18、24、30、36、42 h七个水平。
以上试验在研究某一因素对大豆分离蛋白凝胶强度影响时，其它因素均保持在同一水平，凝胶强度为考核指标。
优化试验
在单因素试验基础上，采用响应面法，选取质量比（X
1
）、体系含水量（X
2
）、反应温度（X
3
）和反应时间（X
4
）作为变量，以凝胶强度（Y）作为响应值，设计因素五水平，利用Design Expert 统计软件对数据进行分析，根据模型预测最佳工艺条件并进行验证。
凝胶强度的测定
采用TA-Xt plus2 质构仪进行测定。采用P 0.5柱形探头，每个样品测三点，取平均值。设置探头最小感知力为5 g，穿刺前探头运行速度为5.0 mm/s，穿刺过程中的运行速度为5.0 mm/s，穿刺后返回过程中的运行速度为5.0 mm/s，穿刺距离为24 mm，间隔时间为1 s，检测温度为25 ± 2℃。凝胶强度用硬度（Hardness）即探头下压过程中的最大感应力（单位g）表示。
（1）质量比对大豆分离蛋白凝胶特性的影响
固定体系含水量19%、反应温度50℃、反应时间12 h，大豆分离蛋白与麦芽糊精质量比对大豆分离蛋白凝胶特性的影响如图1所示。
从图1可以看出大豆分离蛋白与麦芽糊精质量比在12:1~4:1范围内，随着质量比的减小，即麦芽糊精含量的增大，改性大豆分离蛋白的凝胶强度不断增大，在质量比4:1时，凝胶强度达到最大值（1578 g），质量比超过4:1，凝胶强度随着质量比的不断减小而有所减小。这主要是由于质量比在12:1~4:1范围内，麦芽糊精量的增加，提高了蛋白质自由氨基与麦芽糊精分子还原末端羰基之间的接触几率，然而，随麦芽糊精量的继续增加（超过4:1），溶液的黏度增加和空间位阻效应明显，导致凝胶强度降低。因此，在本试验条件下，最佳的大豆分离蛋白与麦芽糊精的质量比为4:1。
（2）体系含水量对大豆分离蛋白特性的影响
固定大豆分离蛋白与麦芽糊精质量比4:1、反应温度50℃、反应时间12 h、体系含水量对大豆分离蛋白凝胶特性的影响，如图2所示。
从图2 可以看出，大豆蛋白的凝胶强度随体系含水量的不断增加而增加，但体系含水量超过23%时，凝胶特性增加并不十分显著。这主要是由于蛋白质在干燥状态下，多肽链段的移动受到限制，随着体系含水量的增多，水合作用增强，水部分地穿透至蛋白质结构的空洞表面，导致蛋白质结构膨胀，提高了多肽链的移动性和柔性，加速了蛋白和麦芽糊精之间的作用，从而提高改性大豆分离蛋白的凝胶强度。因此，在本试验条件下，体系的最佳含水量为23.0%。
（3）反应温度对大豆分离蛋白凝胶性的影响
固定大豆分离蛋白与麦芽糊精质量比4:1、体系含水量23%、反应时间12 h，反应温度对大豆分离蛋白凝胶性的影响，如图3所示。
从图3可以看出，在反应温度30℃~70℃范围内，大豆分离蛋白的凝胶强度随着反应温度的升高而增强，在反应温度70℃时达到最大值（1791 g）。当反应温度超过70℃，随着反应温度的升高，凝胶强度反而有所下降。这主要由于在反应温度30℃~70℃范围内，随着反应温度的升高，大豆分离蛋白的空间构象发生变化，蛋白质分子部分展开，埋藏在蛋白质内部的巯基暴露的数量增多，从而提高大豆分离蛋白的凝胶强度。而当反应温度超过70℃，随着反应温度的升高，蛋白质分子内或分子间的巯基交联形成了双硫键，致使总巯基数目下降，进而导致大豆分离蛋白凝胶强度的降低。因此，在本试验条件下，最优的反应温度为70℃。
（4）反应时间对大豆分离蛋白凝胶性的影响
固定大豆分离蛋白与麦芽糊精质量比4:1，体系含水量23%，反应温度70℃，反应时间对大豆分离蛋白凝胶性的影响，如图4所示：
从图4可以看出，反应时间对大豆分离蛋白的凝胶强度有较大影响。在反应时间6～24 h范围内，凝胶强度随反应时间的不断延长而显著提高，但反应时间超过24 h，升高趋势减缓，凝胶强度基本保持不变。因此，本试验条件下最佳的反应时间为24 h。
采用Design Expert软件，得回归方程如
下：
Y=1922.00+37.58X
1
+26.42X
2
-7.24X
3
+47.50X
4
+0.75X
1
X
2
+0.72X
1
X
3
+
10.50X
1
X
4
+11.50X
2
X
3
+16.50X
2
X
4
+3.50X
3
X
4
-147.99X
1
2
-14.50X
2
2
-35.87X
3
2
-28.38X
4
2
。
可以看出，模型的显著水平小于0.0001，说明此模型显著，该方法可靠。回归方程各项方差分析显示，当显著水平小于0.05时，它所对应的条件对响应值的作用是显著的，并且该模型的R
2
=0.9949，说明此模型与试验拟合较好，方程的失拟误差不显著，因此可用该回归方程代替试验真实点对试验结果进行分析。结果表明，X
1
、X
2
、X
4
、X
1
2
、X
3
2
、X
4
2
对大豆分离蛋白凝胶强度影响高度显著，X
2
X
4
、X
2
2
对大豆分离蛋白凝胶强度影响显著，因此各试验因素对响应值的影响不是线性关系，响应面图见图5。
利用Design Expert软件，以大豆分离蛋白的凝胶强度最大化为目标，根据回归方程求得大豆分离蛋白与麦芽糊精质量比3.7:1、体系含水量为25%、反应温度为71℃、反应时间为30 min，凝胶强度的预测值为1973 g。在此条件下做验证试验，重复实验3次，得凝胶强度试验值为1982 g。与理论值1973 g的相对误差为0.45%，较未改性大豆分离蛋白凝胶强度（1611 g）提高了23.0%。
本发明的有益效果是：（1）根据试验结果，半干法改性能够有效提高大豆分离蛋白的凝胶强度，在试验最佳改性条件下，与未改性大豆分离蛋白相比，改性大豆分离蛋白的凝胶强度提高了23.0%。
（2）Design Expert模型可较好地拟合半干法改性大豆分离蛋白凝胶特性的工艺条件，在实际生产中，用该模型可预测改性大豆分离蛋白的凝胶强度。
（3）半干法改性工艺反应时间短，无污染，成本低，工艺简单，可有效提高大豆分离蛋白的凝胶强度，改善其在食品加工工业中的应用性能，具有较高的推广价值。
附图说明
图1为本发明麦芽糊精添加量对大豆分离蛋白乳化特性的影响图。
图2为本发明体系含水量对大豆分离蛋白特性的影响。
图3为本发明反应温度对大豆分离蛋白凝胶性的影响。
图4为本发明反应时间对大豆分离蛋白凝胶性的影响。
图5为本发明试验设计结果图。
图6为本发明响应面试验因素和水平图。
图7为本发明回归模型方差分析图。
具体实施方式:
实施例1
（1）样品的制备：将大豆分离蛋白粉及麦芽糊精按照2：1于高效混合器中混合，通过进液口慢速均匀的加入15的去离子水，搅拌均匀后，置于干法反应器中反应，反应结束后自然风干，产品切碎，过100目筛，得到
样品留待备用；
（2）凝胶的制备
取50-60g蒸馏水加13 g样品充分混合后置于离心管中，2500 r/min离心5 min；用保鲜膜封口，在90℃水浴条件下30 min，取出置于2℃条
件下冷却12 h，制得产品。
实施例2
（1）样品的制备：将大豆分离蛋白粉及麦芽糊精按照5：1于高效混合器中混合，通过进液口慢速均匀的加入27%的去离子水，搅拌均匀后，置于干法反应器中反应，反应结束后自然风干，产品切碎，过100目筛，得到样品留待备用；
（2）凝胶的制备
取50-60g蒸馏水加13 g样品充分混合后置于离心管中，2500 r/min离心5 min；用保鲜膜封口，在90℃水浴条件下30 min，取出置于5℃条
件下冷却12 h，制得产品。
实施例3
（1）样品的制备：将大豆分离蛋白粉及麦芽糊精按照3.7：1于高效混合器中混合，通过进液口慢速均匀的加入20%的去离子水，搅拌均匀后，置于干法反应器中反应，反应结束后自然风干，产品切碎，过100目筛，
得到样品留待备用；
（2）凝胶的制备
取52g蒸馏水加13 g样品充分混合后置于离心管中，2500 r/min离心5 min；用保鲜膜封口，在90℃水浴条件下30 min，取出置于4℃条件下冷却12 h，制得产品。
Claims (2)
1.高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法，包括以下步骤：
（1）样品的制备：将大豆分离蛋白粉及麦芽糊精按照2-5：1于高效混合器中混合，通过进液口慢速均匀的加入15~27%的去离子水，搅拌均匀后，置于干法反应器中反应，反应结束后自然风干，产品切碎，过100目
筛，得到样品留待备用；
（2）凝胶的制备：取50-60g蒸馏水加13 g样品充分混合后置于离心管中，2500 r/min离心5 min；用保鲜膜封口，在90℃水浴条件下30 min，取出置于2-5℃条件下冷却12 h，制得产品。
2.根据权利要求1所述的高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法，其特征在于：所述的大豆分离蛋白中蛋白质质量分数90.7%，脂肪质量分数0.79%，灰分质量分数2.71%，水分质量分数5.80%，麦芽糊精中的含水量为5.7%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510163374.XA CN104970185A (zh) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510163374.XA CN104970185A (zh) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104970185A true CN104970185A (zh) | 2015-10-14 |
Family
ID=54267611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510163374.XA Pending CN104970185A (zh) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104970185A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000018249A1 (en) * | 1998-09-28 | 2000-04-06 | New Zealand Dairy Research Institute | Process for controlling maillard-type glycation of whey proteins and products with enhanced functional properties |
| WO2006053642A1 (en) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Blattmann Cerestar Ag | A process for chemically modifying protein containing food ingredients and such ingredients |
| CN102429092A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-05-02 | 东北农业大学 | 一种高凝胶稳定性大豆分离蛋白的制备方法 |
| CN102763763A (zh) * | 2011-07-25 | 2012-11-07 | 张燕平 | 一种生产强化特性大豆蛋白的工艺及其原料配方以及应用 |
| CN103652316A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-26 | 东北农业大学 | 高乳化性和高溶解性的改性大豆分离蛋白的制备方法 |
-
2015
- 2015-04-09 CN CN201510163374.XA patent/CN104970185A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000018249A1 (en) * | 1998-09-28 | 2000-04-06 | New Zealand Dairy Research Institute | Process for controlling maillard-type glycation of whey proteins and products with enhanced functional properties |
| WO2006053642A1 (en) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Blattmann Cerestar Ag | A process for chemically modifying protein containing food ingredients and such ingredients |
| CN102763763A (zh) * | 2011-07-25 | 2012-11-07 | 张燕平 | 一种生产强化特性大豆蛋白的工艺及其原料配方以及应用 |
| CN102429092A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-05-02 | 东北农业大学 | 一种高凝胶稳定性大豆分离蛋白的制备方法 |
| CN103652316A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-26 | 东北农业大学 | 高乳化性和高溶解性的改性大豆分离蛋白的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李向阳: "大豆分离蛋白半干法改性和酶解热动力学及产物生物活性研究", 《万方学位论文数据库》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | Effect of κ-carrageenan on quality improvement of 3D printed Hypophthalmichthys molitrix-sea cucumber compound surimi product | |
| Liu et al. | Protein–protein interactions during high-moisture extrusion for fibrous meat analogues and comparison of protein solubility methods using different solvent systems | |
| Liu et al. | Effect of ultrasound assisted heating on structure and antioxidant activity of whey protein peptide grafted with galactose | |
| Oliver | Insight into the glycation of milk proteins: an ESI-and MALDI-MS perspective | |
| CN1299582C (zh) | 一种经海藻糖处理的酵母抗冻发酵生产冷冻面团的方法 | |
| Zhang et al. | Effects of multiple freeze–thaw cycles on the quality of frozen dough | |
| Gan et al. | Physicochemical properties and microstructures of soy protein isolate gels produced using combined cross-linking treatments of microbial transglutaminase and Maillard cross-linking | |
| CN1232191C (zh) | 添加谷氨酰胺转胺酶改善鱼糜制品凝胶性能的方法 | |
| RU2603794C2 (ru) | Формирование конъюгированного белка электропрядением | |
| CN107991264A (zh) | 一种小麦粉蛋白质及湿面筋含量快速检测方法 | |
| Liu et al. | Interpreting the correlation between repeated sheeting process and wheat noodle qualities: From water molecules movement perspective | |
| CN104970185A (zh) | 高凝胶强度大豆分离蛋白的加工方法 | |
| CN105815662A (zh) | 一种大米木薯复合方便直条米粉的生产方法 | |
| CN111387415B (zh) | 一种超声波联合磁场制备冷冻面团的方法 | |
| Zhou et al. | Effects of sourdough addition on the textural and physiochemical attributes of microwaved steamed-cake | |
| Song et al. | Influence of gliadin removal on strain hardening of hydrated wheat gluten during equibiaxial extensional deformation | |
| Cimini et al. | Commercial short-cut extruded pasta: Cooking quality and carbon footprint vs. water-to-pasta ratio | |
| CN1889855A (zh) | 提高了功能性成分含量的麦类加工品及其加工方法 | |
| CN105624246A (zh) | 一种高抗氧化性刺参肠寡肽衍生物的制备方法 | |
| CN105104706A (zh) | 高乳化活性大豆分离蛋白的加工方法 | |
| CN104814248A (zh) | 一种提高小麦蛋白凝胶强度的预处理方法 | |
| Koochakzaei | Determination of Sulfuric Acid Effects on Degradation and Structural Changes of Gelatin Using Fourier-Transform Infrared Spectroscopy and Peak Deconvolution Analysis | |
| Schäfer et al. | Comparative study of gelation and cross-link formation during enzymatic texturisation of leguminous proteins | |
| Ujuldah et al. | FTIR Spectroscopic Characterization of Edible Bird's Nest From Jenamas Central Kalimantan | |
| CN101347175B (zh) | 一种制备高性能小麦面筋蛋白的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151014 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |