CN106720924A - 一种利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的新方法 - Google Patents

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肖尧
赵婧铭
王鲁峰
徐晓云
潘思轶
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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/14—Vegetable proteins
    • A23J3/16—Vegetable proteins from soybean

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Abstract

本发明提供了一种利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法，包括将大豆分离蛋白溶于水中后，加入中链甘油三酯，对该大豆蛋白‑甘油三酯混合溶液进行高场强超声处理，以获得大豆蛋白乳液。通过本发明的方法，将中链甘油三酯与大豆蛋白混合溶液并经过高场强超声处理后，获得的大豆蛋白乳液具有稳定性好，乳化层度高，不易变质的优点，相比使用相同剪切力能量的其他手段(如均质方法等)制成的大豆蛋白乳液，在乳液稳定性，乳化程度等方面都较大提高。

Description

一种利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的新方法
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的新方法。
背景技术
大豆分离蛋白是一种重要的植物蛋白产品，它含有8种人体必需氨基酸，其蛋白质含量高达90％以上，在食品以及其他行业中应用广泛。大豆分离蛋白的功能特性是指其在食品加工过程中所表现出来的物理化学特性的总称，可以分为：凝胶性、乳化性、水合性、吸油性、溶解性、发泡性、粘性、成膜性等。
在食品行业中，使用蛋白作为乳化剂时，既能降低水层和油层的表面张力，又能降低水层和空气的表面张力，总体来说，易于形成稳定的乳液，而且，对防治乳液中油脂的析出，延长乳液保质期等具有实际作用。但是目前把大豆分离蛋白作为单独的乳化剂时，存在很明显的缺陷，比如乳化稳定性差，乳化程度不够，易变性等。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法，包括以下步骤：
1)将大豆分离蛋白溶于水中，获得大豆蛋白分离溶液；
2)将所述大豆蛋白分离溶液进行搅拌；
3)向所述大豆蛋白分离溶液加入中链甘油三酯，获得大豆蛋白-甘油三酯混合溶液；
4)将所述的大豆蛋白-甘油三酯混合溶液进行超声处理，即获得大豆蛋白乳液。
优选地，本发明所述的利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法中，所述步骤1)中大豆蛋白分离溶液中的大豆分离蛋白的比例为0.05克/毫升～0.15克/毫升。
优选地，本发明所述的利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法中，所述步骤1)中所述水为蒸馏水；优选地，所述蒸馏水中加入了0.02％重量的叠氮钠。
优选地，本发明所述的利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法中，所述步骤2)搅拌时间为0.5小时～2小时。
优选地，本发明所述的利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法中，所述步骤3)的中链甘油三酯与所述大豆蛋白分离溶液的比例为5％v/v～15％v/v。
本发明的术语“超声波”是指频率高于人类听觉临界点(>16kHz)的机械波；术语“高场强超声波”或“高场强超声技术”是指应用在低频率(20～100kHz)范围内能产生较强空穴效应，提供强的剪切力和机械力的低频率高场强超声波(20～100kHz，场强10～1000W/cm2)。优选地，本发明所述的利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法中，所述步骤4)的超声处理为使用20kHz超声处理，超声强度为80W cm-2。
优选地，本发明所述的利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法中，所述步骤4)的超声处理的时间为30秒、60秒、120秒、240秒或480秒。
优选地，本发明所述的利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法中，所述步骤4)的超声处理的方式为低于所述大豆蛋白-甘油三酯混合溶液的液面1～2cm。
优选地，本发明所述的利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的方法中，所述步骤4)的超声处理的温度为冰浴。
本发明的另一目的在于提供了上述方法获得的大豆蛋白乳液。
由上可知，在食品行业中，使用蛋白作为乳化剂时，既能降低水层和油层的表面张力，又能降低水层和空气的表面张力，总体来说，易于形成稳定的乳液，而且，对防治乳液中油脂的析出，延长乳液保质期等具有实际作用。但是目前把大豆分离蛋白作为单独的乳化剂时，存在很明显的缺陷，比如乳化稳定性差，乳化程度不够，易变性等。
本发明的发明人意外地发现，通过将中链甘油三酯与大豆蛋白混合溶液使用本发明的方法超声处理后，获得的大豆蛋白乳液具有稳定性好，乳化层度高，不易变质的优点，相比使用相同剪切力能量的其他手段(如均质方法等)制成的大豆蛋白乳液，在乳液稳定性，乳化程度等方面都较大提高。
附图说明
图1为均质与超声波处理后的大豆分离蛋白乳液的脂肪上浮率实拍图；
图2为均质与超声波处理后的大豆分离蛋白乳液的脂肪上浮率比较图；
图3为温度对均质与超声波处理后的大豆分离蛋白乳液的粒径影响示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步对本发明的技术方案进行说明，应理解以下仅为本发明的示例性说明，并不用于限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1大豆分离蛋白乳液的基本制备工艺
1)将大豆分离蛋白粉末溶于0.02％叠氮钠的蒸馏水中，溶解比例为3.6克大豆分离蛋白粉末溶于36毫升水中，配制成大豆分离蛋白溶液；
2)将大豆分离蛋白溶液于25℃下用磁力搅拌器搅拌1h；
3)吸取4毫升中链甘油三酯，加入大豆分离蛋白溶液中；
4)将步骤3)的混合溶液用20kHz的超声波探头进行80W cm-2超声处理并保持冰浴，将超声探头深入大豆分离蛋白溶液液面1-2cm，在下对大豆分离蛋白溶液分别处理30秒、60秒、120秒、240秒、480秒，得到新型大豆蛋白乳液。
实施例2：大豆分离蛋白乳液性质的实验
试验与仪器：磁力搅拌器，高压均质机，马尔文2000粒度分布仪，分光光度计，高速离心机均为市购常规仪器。
(1)乳液平均粒径测定
取实施例1制备的新鲜大豆蛋白乳液，另外制备均质方法处理的大豆蛋白乳液，即按实施例1的配比使用均质机制备获得均质大豆蛋白乳液(下简称均质乳液)。
所述大豆蛋白乳液与均质乳液的粒径分布与平均粒径大小通过马尔文粒度分布仪进行测定。使用去离子水和1％SDS分别作为分散剂，参数设置为MCT，温度为25℃，用马尔文粒度仪分别测量乳液液滴在去离子水和1％SDS中的体积平均粒径大小d4,3。
絮凝指数FI(％)＝[(d4,3-水)/(d4,3-SDS)–1.0]×100
凝结指数CI(％)＝(d4,3(24h)/d4,3(0h))×100
其中，d4,3-水和d4,3-SDS分别为乳液在水和1％SDS分散剂中的体积平均粒径，而d4,3(24h)和d4,3(0h)分别为乳液在放置0h和12h后的体积平均粒径(在1％SDS分散剂中)
表1均质方法和超声方法对乳液粒径的影响
表1说明，在使用相同的能量时，超声制得的大豆蛋白乳液比均质制得的均质乳液粒径小，而且，使用超声处理时，相同条件下，处理时间越长，乳液的粒径越小，而且，从絮凝指数FI，凝结指数CI可以看出，在超声30S之后，处理时间越长，乳液的稳定性越好，越不容易发生凝结和絮凝，这也可以符合粒径大小的变化。
(2)低速离心脂肪上浮率
取10ml乳液于10ml塑料管中，在4℃下，2000g离心5分钟。
ES＝H2/H1*100％H1是乳液最初的高度，H2是乳液离心后的高度。
图1是大豆蛋白乳液在进行完超声或均质处理后，再进行低速离心处理的图样。从左往右分别是进行均质，超声处理30秒，超声处理60秒，超声处理120s，超声处理240s，超声处理480s的大豆分离蛋白乳液的脂肪上浮率示意图，此图可见第一至第四号试管中的乳液都有明显的分层，底部均有沉淀，且低速离心后的乳液下层颜色加深，由此说明均质的乳化效果没有超声处理乳液的乳化效果好。
图2说明30S之后，超声时间越长，乳液的乳化稳定性越好。
实施例3：乳液的热稳定性实验
试验与仪器：磁力搅拌器，均质机，马尔文2000粒度分布仪，水浴锅均为市购。
用实施例1的方法得到一组新的乳液(分别为均质方法、超声处理30秒、超声处理60秒、超声处理240秒、超声处理480秒所获得的大豆蛋白乳液)，将水浴锅加热到90℃，取每组新制乳液40ml，然后将乳液放入其中，保温1小时，室温自然冷却15分钟。利用马尔文2000粒度分布仪，使用水作分散剂，参数选择为MCT，按照仪器说明书测得均质方法、超声处理30秒、超声处理60秒、超声处理240秒、超声处理480秒所获得的大豆蛋白乳液的粒径。
如图3所示，说明随着温度的改变，乳液的粒径都有改变(纵坐标指示了D(4，3)H2O的水平)，说明此乳液受温度影响。对比均质处理和超声处理在较热处理之后乳液的粒径大小，从图中可知加热对超声处理的乳液的粒径影响并不是很大，并且随着超声时间的增长加热对超声处理的乳液粒径的大小影响越来越小。在能耗相同的情况下，经过均质处理的乳液加热前后的粒径大小都大于超声处理的乳液。均质后的乳液粒径受加热的影响较大，总的来说，超声组的乳化性和乳化稳定性更好，受到温度的影响更小，超声480秒获得的乳液的乳化性和乳化稳定性最好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用高场强超声技术制备大豆蛋白乳液的新方法，包括以下步骤：
1)将大豆分离蛋白溶于水中，获得大豆蛋白分离溶液；
2)将所述大豆蛋白分离溶液进行搅拌；
3)向所述大豆蛋白分离溶液加入中链甘油三酯，获得大豆蛋白-甘油三酯混合溶液；
4)将所述的大豆蛋白-甘油三酯混合溶液进行高场强超声处理，即获得大豆蛋白乳液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中大豆蛋白分离溶液中的大豆分离蛋白的比例为0.05-0.15克/毫升。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中所述水为蒸馏水；优选地，所述蒸馏水中加入了0.02％重量的叠氮钠。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)搅拌时间为0.5-2小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)的中链甘油三酯与所述大豆蛋白分离溶液的比例为5-15％％v/v。。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)的超声处理为使用20kHz超声处理，超声强度为80W cm-2。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤4)的超声处理的时间为30秒、60秒、120秒、240秒或480秒。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤4)的超声处理的方式为低于所述大豆蛋白-甘油三酯混合溶液的液面1～2cm。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤4)的超声处理的温度为冰浴。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的方法获得的大豆蛋白乳液。
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