CN105660986A - 一种超声波辅助碱处理提高大米分离蛋白溶解性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波辅助碱处理提高大米分离蛋白溶解性的方法，将2wt%-10wt%的大米分离蛋白溶液置于带有恒温水浴的超声波处理槽中，并用碱性溶液将分散液pH调至9-13，对溶液进行超声，超声处理结束后，调溶液pH至7.5，离心取上清液即得大米分离蛋白溶液，再经反渗透脱盐、喷雾干燥即得高溶解性大米蛋白粉。同时，处理过程中所有用水为去离子水，以降低不必要的离子干扰。本发明工艺简单，本处理方式安全，可显著提高大米分离蛋白的溶解性能，所得到的蛋白溶解度比未处理的蛋白提高30~48倍，很大程度地改善大米分离蛋白的溶解性，可适用于各种食品配料及生物类产品配料。
Description
技术领域
本发明属于超声波辅助蛋白改性领域，具体涉及一种超声波辅助碱处理提高大米分离蛋白溶解性的方法。
背景技术
大米蛋白是利用碎米生产大米淀粉、大米糖浆产生的副产品，是一种非常理想的植物蛋白，含有人体所需要的全部的氨基酸，符合WHO/FAO推荐的理想模式，且具有低过敏性，被公认为优质的食品蛋白。
尽管已被确认为优质的植物蛋白原料，但因大米蛋白溶解性差，进而导致其乳化性、发泡性、胶凝性等功能特性不佳，限制了其在食品及相关领域的广泛应用。针对大米蛋白含量75%以上成分为不溶于水的谷蛋白的限制性因素，科研工作者先后开展了一系列的工作。譬如利用酸法脱酰胺、酶法脱酰胺，将其分子中的酰胺基转变成羧基，这种羧化作用导致负电荷增加，从而使其分子内氢键减少，静电排斥作用增强，因此可显著改善大米谷蛋白在水中的溶解性和其他功能性质。也有报道提出采用冷冻磨辅助碱法对大米蛋白进行改性，使其溶解性增加。
高场强的超声场中液体中的微小气泡随声压变化而产生强烈振荡，膨胀及崩溃的一系列动力学过程，该过程所产生的瞬时强压力和局部温度升高能对溶液中悬浮的粒子产生强烈声化学效果，从而对物质的结构和理化性质发生作用。
目前，大米分离蛋白颗粒的溶解性能差，低分散性的问题尽管已有相关的研究报道，但尚缺乏系统的系统解决方案。本专利涉及一种超声波辅助碱处理提高大米分离蛋白溶解性的方法，并配套相应的设备及后续成套技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超声波辅助碱处理提高大米分离蛋白溶解性的方法，该法能降低大米分离蛋白粒度，提高其溶解性能，所得到的蛋白溶解度比未处理的蛋白提高30~48倍。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超声波辅助碱处理提高大米分离蛋白溶解性的方法，该方法包括以下步骤：
将2wt%-10wt%的大米分离蛋白分散液置于带有恒温水浴的超声波处理槽中，用氢氧化钠溶液将分散液pH调至9-13后，搅拌至均匀后，对溶液进行超声处理，超声处理的条件为：功率为300-2000W，频率为20-40KHz，温度为5-90℃，超声波间歇时间1s，超声波开启时间1s，超声时间10-180min；超声处理结束后，用盐酸溶液将溶液pH调至7.5，离心取上清液即得大米分离蛋白溶液；再经反渗透脱盐、喷雾干燥处理，制得高溶解性大米蛋白粉。
在上述过程中，所有用水为去离子水，以降低不必要的离子干扰，制得的大米蛋白粉用去离子水进行溶解得到大米分离蛋白溶液；所述离心温度为4℃，离心力为8500g，离心时间为15min。
本发明的有益效果在于：
（1）超声波辅助碱处理可使大米分离蛋白的平均粒径显著降低，溶解性、分散性提高，所得到的蛋白溶解度比未处理的蛋白提高30~48倍；
（2）本发明操作简便，处理方式安全，对营养物质的影响较小；
（3）本发明显著提高了大米分离蛋白的溶解性能，适合做为配料在食品制造、生化制剂制造上应用。
具体实施方式
为使本领域研究人员详细了解本发明的生产工艺和技术效果，通过以下具体的生产实例来进一步描述本发明的应用和技术效果，但本发明不仅仅限于这些实施例。
实施例1：
将50L3wt%的大米分离蛋白溶液置于配有恒温水浴的超声波处理槽中，并用氢氧化钠溶液将pH调至10，搅拌10min至均匀状态，对溶液进行超声处理，超声波处理时间为55min，频率为20KHz，功率为500W，超声波间歇时间1s，超声波开启时间1s，处理过程保持溶液温度8℃；同时，处理过程中所用的溶液所用的清水用去离子水代替，以降低不必要的离子干扰；超声结束后，用盐酸溶液将pH调至7.5，然后在4℃、8500g条件下离心15min，取上清液即得高溶解性大米分离蛋白溶液，将所得上清液通过反渗透机除盐，收集得到脱盐的大米分离蛋白溶液；喷雾干燥，得到高溶解性大米蛋白粉。
制得的大米蛋白粉用去离子水进行溶解得到大米分离蛋白溶液，其溶解度比未处理的蛋白提高32倍。
实施例2：
将50L8wt%的大米分离蛋白溶液置于配有恒温水浴的超声波处理槽中，并用氢氧化钠溶液将分散液pH调至12，搅拌10min至均匀状态，对溶液进行超声处理，超声波处理时间为100min，频率为30KHz，功率为1500W，超声波间歇时间1s，超声波开启时间1s，处理过程保持溶液温度60℃；同时，处理过程中所用的溶液所用的清水用去离子水代替，以降低不必要的离子干扰；超声结束后，用盐酸溶液将pH调至7.5，然后在4℃、8500g条件下离心15min，取上清液即得高溶解性大米分离蛋白溶液，将所得上清液通过反渗透机除盐，收集得到脱盐的大米分离蛋白溶液；喷雾干燥，得到高溶解性大米蛋白粉。
制得的大米蛋白粉用去离子水进行溶解得到大米分离蛋白溶液，其溶解度比未处理的蛋白提高42倍。
实例3：
将50L6wt%的大米分离蛋白溶液置于配有恒温水浴的超声波处理槽中，并用氢氧化钠溶液将分散液pH调至12，搅拌10min至均匀状态，对溶液进行超声处理，超声波处理时间为100min，频率为40KHz，功率为1000W，超声波间歇时间1s，超声波开启时间1s，处理过程保持溶液温度90℃；同时，碱处理过程中所用的溶液所用的清水用去离子水代替，以降低不必要的离子干扰；超声结束后，用盐酸溶液将pH调至7.5，然后在4℃、8500g条件下离心15min，取上清液即得高溶解性大米分离蛋白溶液，将所得上清液通过反渗透机除盐，收集得到脱盐的大米分离蛋白溶液；喷雾干燥，得到高溶解性大米蛋白粉。
制得的大米蛋白粉用去离子水进行溶解得到大米分离蛋白溶液，其溶解度比未处理的蛋白提高48倍。
实施例4：
将50L2wt%的大米分离蛋白溶液置于配有恒温水浴的超声波处理槽中，并用氢氧化钠溶液将分散液pH调至9，搅拌10min至均匀状态，对溶液进行超声处理，超声波处理时间为10min，频率为40KHz，功率为2000W，超声波间歇时间1s，超声波开启时间1s，处理过程保持溶液温度5℃；同时，处理过程中所用的溶液所用的清水用去离子水代替，以降低不必要的离子干扰；超声结束后，用盐酸溶液将pH调至7.5，然后在4℃、8500g条件下离心15min，取上清液即得高溶解性大米分离蛋白溶液，将所得上清液通过反渗透机除盐，收集得到脱盐的大米分离蛋白溶液；喷雾干燥，得到高溶解性大米蛋白粉。
制得的大米蛋白粉用去离子水进行溶解得到大米分离蛋白溶液，其溶解度比未处理的蛋白提高30倍。
实例5：
将50L10wt%的大米分离蛋白溶液置于配有恒温水浴的超声波处理槽中，并用氢氧化钠溶液将分散液pH调至13，搅拌10min至均匀状态，对溶液进行超声处理，超声波处理时间为180min，频率为30KHz，功率为300W，超声波间歇时间1s，超声波开启时间1s，处理过程保持溶液温度50℃；同时，碱处理过程中所用的溶液所用的清水用去离子水代替，以降低不必要的离子干扰；超声结束后，用盐酸溶液将pH调至7.5，然后在4℃、8500g条件下离心15min，取上清液即得高溶解性大米分离蛋白溶液，将所得上清液通过反渗透机除盐，收集得到脱盐的大米分离蛋白溶液；喷雾干燥，得到高溶解性大米蛋白粉。
制得的大米蛋白粉用去离子水进行溶解得到大米分离蛋白溶液，其溶解度比未处理的蛋白提高45倍。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种超声波辅助碱处理提高大米分离蛋白溶解性的方法，其特征在于：将2wt%-10wt%大米分离蛋白分散液置于带有恒温水浴的超声波处理槽中，并用碱性溶液将分散液pH调至9-13，搅拌至均匀后，对溶液进行超声处理；超声结束后，用酸性溶液将pH调至7.5，离心取上清液即得高溶解性大米分离蛋白溶液；再经反渗透脱盐、喷雾干燥处理，制得高溶解性大米蛋白粉。
2.根据权利要求1所述超声波辅助碱处理提高大米分离蛋白溶解性的方法，其特征在于：超声处理的条件为：功率为300-2000W，频率为20-40KHz，温度为5-90℃，超声波间歇时间1s，超声波开启时间1s，超声时间10-180min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：处理过程中所有用水为去离子水。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述的酸性溶液为盐酸溶液。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：离心温度为4℃，离心力8500g，离心时间为15min。
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