CN107549443B - 一种复合蛋白质起泡剂的制备方法 - Google Patents
一种复合蛋白质起泡剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107549443B CN107549443B CN201711020380.5A CN201711020380A CN107549443B CN 107549443 B CN107549443 B CN 107549443B CN 201711020380 A CN201711020380 A CN 201711020380A CN 107549443 B CN107549443 B CN 107549443B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- protein
- protein solution
- solution
- composite
- micro
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
Abstract
本发明公开一种复合蛋白质起泡剂的制备方法，包括如下步骤：配制混合蛋白质溶液；将混合蛋白质溶液在pH值为1.5～3.0条件下进行微波‑超声波协同处理，得到微颗粒化复合蛋白质溶液；将微颗粒化复合蛋白质溶液经过高压微射流后，得到均质复合蛋白质溶液；将均质复合蛋白质溶液经干燥处理后，获得复合蛋白质起泡剂。通过微波‑超声波协同作用来诱导异源蛋白质进行聚集重组，形成特定的复合蛋白质聚集体颗粒，然后进一步通过高压微射流的辅助作用来对复合蛋白质聚集体颗粒的粒径进行调控，提高了复合蛋白质起泡剂对环境条件的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及食品制造技术领域，特别涉及一种复合蛋白质起泡剂的制备方法。
背景技术
蛋白质作为一种两亲性大分子，具有凝胶、乳化、起泡、水结合和吸油等多种功能特性，其中，基于其起泡特性，蛋白质可被作为起泡剂而应用于充气食品加工中，可有效改善食品的质感和口感，使其质地均匀细腻、润滑，具有一定亮度，还能提高食品中风味成分的分散性和可觉察型，并有助于改善食品的咀嚼型，甚至可替代部分油脂成分而降低人体对热量的摄入。
理想的蛋白质起泡剂具应有高表面活性以提供良好起泡性，而且可提供长期的泡沫稳定性，然而，由于蛋白质在食品加工过程中容易因较低的pH值和较高的温度等环境因素的影响而发生变性，降低其起泡性，尤其是在蛋白质的等电点处。目前大多通过对蛋白质进行改性来改善其起泡特性，主要的改性方法包括物理法、化学法、酶法和基因工程方法等，其中基因工程法的技术周期较长，见效较慢，单一的物理法改性无法显著改善菜籽蛋白的功能性质，化学法改性存在一定的安全问题，酶法改性则成本相对较高，因此，上述方法在提高蛋白质起泡特性对环境因素的适应性的应用中并不理想。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种复合蛋白质起泡剂的制备方法，旨在改善复合蛋白质起泡剂的起泡特性。
为实现上述目的，本发明提出一种复合蛋白质起泡剂的制备方法，包括如下步骤：
配制混合蛋白质溶液；
将混合蛋白质溶液在pH值为1.5～3.0条件下进行微波-超声波协同处理，得到微颗粒化复合蛋白质溶液；
将微颗粒化复合蛋白质溶液经过高压微射流后，得到均质复合蛋白质溶液；
将均质复合蛋白质溶液经干燥处理后，获得复合蛋白质起泡剂。
优选地，所述混合蛋白质溶液包括大豆蛋白、大米蛋白、菜籽蛋白、米糠蛋白、乳清蛋白、酪蛋白以及卵白蛋白中的至少两种。
优选地，所述混合蛋白质溶液包括米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液，所述米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液的体积比为1:1～3:1。
优选地，所述米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液的浓度为10～50mg/mL。
优选地，将混合蛋白质溶液在pH值为1.5～3.0条件下进行微波-超声波协同处理，得到微颗粒化复合蛋白质溶液的步骤，包括：
使用盐酸溶液调节混合蛋白质溶液的pH值为1.5～3.0；
将pH值为1.5～3.0的混合蛋白质溶液进行微波-超声波协同处理后，提取上清液；
上清液经过透析后，得到微颗粒化复合蛋白质溶液。
优选地，将pH值为1.5～3.0的混合蛋白质溶液通过微波-超声波协同处理后，提取上清液的步骤，包括：
将pH值为1.5～3.0的混合蛋白质溶液通过微波-超声波协同处理后冷却；
使用氢氧化钠溶液调节冷却后的混合蛋白质溶液的pH至为7.0；
混合蛋白质溶液经过离心后提取上清液。
优选地，上清液经过透析后，得到微颗粒化复合蛋白质溶液的步骤，具体包括：将上清液放入透析袋中，在去离子水中进行透析处理，得到微颗粒化复合蛋白质溶液，其中，所述透析处理时长为10～20h。
优选地，将混合蛋白质溶液通过微波-超声波协同处理后冷却的步骤中：微波功率为200～500W，超声波功率为100～300W，处理时长为5～10min，处理温度为90℃。
优选地，将微颗粒化复合蛋白质溶液经过高压微射流后，得到均质复合蛋白质溶液的步骤中：所述高压微射流的压力条件为60～180MPa，处理次数为1～2次。
本发明技术方案中，通过微波-超声波协同作用来诱导异源蛋白质进行聚集重组，形成特定的复合蛋白质聚集体颗粒，然后进一步通过高压微射流的辅助作用来对复合蛋白质聚集体颗粒的粒径进行调控，提高了复合蛋白质起泡剂对环境条件的适应性，所制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂在pH值为2～10的范围区间具有良好的起泡能力和泡沫稳定性，尤其是在pH值为4.0～4.5的蛋白质等电点附近也具有良好的起泡能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的复合蛋白质起泡剂的制备方法的一实施例的流程示意图；
图2为本发明提供的复合蛋白质起泡剂的制备方法的另一实施例的流程示意图；
图3为本发明提供的复合蛋白质起泡剂的制备方法的又一实施例的流程示意图；
图4为实施例3中复合蛋白质起泡剂的起泡能力和泡沫稳定性与溶液pH值的关系图；
图5为实施例3中复合蛋白质起泡剂的起泡能力与溶液中氯化钠浓度的关系图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明提出一种复合蛋白质起泡剂的制备方法，图1为本发明提供的复合蛋白质起泡剂的制备方法的一实施例，请参阅图1，所述复合蛋白质起泡剂的制备方法包括如下步骤：
步骤S10、配制混合蛋白质溶液；
其中，所述混合蛋白质溶液包括大豆蛋白、大米蛋白、菜籽蛋白、米糠蛋白、乳清蛋白、酪蛋白以及卵白蛋白中的至少两种。
将上述蛋白质中的至少两种，分别溶解于去离子水中，充分搅拌后放置过夜，使蛋白质充分水化，配制成一定浓度的蛋白质溶液，再将两者混合均匀即可获得所述混合蛋白质溶液。实际情况中，部分蛋白质的起泡能力优异，但泡沫稳定性较差，而部分蛋白质的起泡特性则刚好相反，通过结合至少两种异源蛋白质在起泡特性上的互补性，不仅能弥补单类蛋白质起泡性的不足，有效提高复合蛋白质起泡剂的起泡特性以及环境适应性，从而消除或降低向食物产品中额外添加第二种发泡剂的需要，同时，还能使蛋白质在氨基酸组成上形成营养互补，提高其营养价值。
在本发明实施例中，所述混合蛋白质溶液包括米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液，所述米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液的体积比为1:1～3:1。在pH值为4.0～4.5的蛋白质等电点附近，所述米糠蛋白具有良好的起泡能力，但是其泡沫稳定性较差，而所述卵白蛋白的起泡能力较差，其泡沫稳定性却很优异，因此，将所述米糠蛋白与卵白蛋白结合起来，利用其起泡特性的互补性，使得制备的复合蛋白起泡剂具有优良的起泡能力和泡沫稳定性。
其中，所述米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液的浓度为10～50mg/mL。
步骤S20、将混合蛋白质溶液在pH值为1.5～3.0条件下进行微波-超声波协同处理后，得到微颗粒化复合蛋白质溶液；
在所述混合蛋白质溶液中的异源蛋白在酸性溶液中解聚和去折叠之后，利用微波-超声波的复合物理协同作用，通过热效应、机械力学效应和空化效应等多种物理化学效应来影响蛋白质的分子结构以及蛋白质分子内和分子间的相互作用，从而诱导异源蛋白质形成特定的复合蛋白质聚集体颗粒，以实现对复合蛋白质的功能化设计。
步骤S30、将微颗粒化复合蛋白质溶液经过高压微射流后，得到均质复合蛋白质溶液；
高压微射流是在超高压的压力作用下，经过孔径很微小的阀心，产生几倍音速的流体，从而使溶解于溶液中的固体颗粒达到分散、均质和乳化的效果，通过高压微射流处理后，溶液中固体颗粒的粒径可达到纳米级别。本发明实施例中，通过微波-超声波协同作用诱导异源蛋白质形成特定的复合蛋白质聚集体颗粒后，再进一步通过高压微射流的辅助作用来对复合蛋白质聚集体颗粒的粒径进行调控，获得复合蛋白质聚集体颗粒的粒径尺寸均一的复合蛋白质溶液。其中，在步骤S30中：所述高压微射流的压力条件为60～180MPa，处理次数为1～2次。
步骤S40、将均质复合蛋白质溶液经干燥处理后，获得复合蛋白质起泡剂。
获得均质的复合蛋白质溶液后，再经过干燥后形成粉末状或颗粒状，即为微颗粒化复合蛋白质起泡剂。在本发明实施例中，所述干燥处理为冷冻干燥或喷雾干燥。
冷冻干燥是将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰转变为蒸气而除去的干燥方法，其干燥后的物料等保持原来的化学组成和物理性质(如多孔结构、胶体性质等)，且热量消耗比其他干燥方法少。在本发明实施例中，采用冷冻干燥来对均质复合蛋白质溶液进行干燥处理时，相关参数可选为：干燥温度为-35～-45℃，干燥时长为1～3天，真空度为2～8MPa。
喷雾干燥是在干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品，该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。在本发明实施例中，采用喷雾干燥来对均质复合蛋白质溶液进行干燥处理时，相关参数可选为：进风温度为70～80℃，出风温度为80～150℃，干燥时长为1～4h。本发明下述实施例以喷雾干燥为例进行复核蛋白质起泡剂的制备，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
通过微波-超声波协同作用来诱导异源蛋白质进行聚集重组，形成特定的复合蛋白质聚集体结构，然后进一步通过高压微射流的辅助作用来对复合蛋白质聚集体的粒径进行调控，提高了复合蛋白质起泡剂对环境条件的适应性，所制备的复合蛋白质起泡剂在pH值为2～10的范围区间具有良好的起泡能力和泡沫稳定性，尤其是在pH值为4.0～4.5的蛋白质等电点附近也具有良好的起泡能力。
可选地，请参阅图2，步骤S20包括：
步骤S21、使用盐酸溶液调节混合蛋白质溶液的pH值为1.5～3.0；
向所述混合蛋白质溶液中加入盐酸溶液(浓度为1mol/mL)，将所述混合蛋白质溶液的pH值调节至1.5～3.0，使所述植物蛋白和动物蛋白在酸性条件下进行解聚和去折叠，以便于在后续处理过程中发生蛋白聚集反应形成复合蛋白质聚集体颗粒。
步骤S22、将pH值为1.5～3.0的混合蛋白质溶液进行微波-超声波协同处理后，提取上清液；
所述植物蛋白和动物蛋白两种异源蛋白质组成的混合蛋白质溶液在酸性条件下解聚和去折叠之后，利用微波-超声波的复合物理协同作用，诱导异源蛋白质形成特定的复合蛋白质聚集体颗粒，然后提取其上清液。
步骤S23、上清液经过透析后，得到微颗粒化复合蛋白质溶液。
透析是利用半透膜将生物大分子与小分子(盐、单糖等)分离的方法，通常的操作方法为：把半透膜制成透析袋，将溶解有生物大分子的溶液放入透析袋中，然后将透析袋置于水或缓冲液中，大分子被截留在透析袋内，而小分子物质不断从透析袋中渗出至水或缓冲液中，从而实现大分子与小分子物质的分离。其中，透析袋可以是动物膜、玻璃纸或者纤维素制成的透析膜等产品。在本发明实施例中，步骤S23具体包括：将上清液放入透析袋中，在去离子水中进行透析处理，得到微颗粒化复合蛋白质溶液，其中，所述透析处理时长为10～20h。
其中，请进一步参阅图3，步骤S22包括：
步骤S22a、将pH值为1.5～3.0的混合蛋白质溶液通过微波-超声波协同处理后冷却；
在具体操作时，所述微波-超声波协同处理可以通过同时具备微波和超声波两种功能的协同仪器，例如微波-超声波协同合成反应仪等仪器来进行。在步骤S21a中：微波功率为200～500W，超声波功率为100～300W，处理时长为5～10min，处理温度为90℃。
步骤S22b、使用氢氧化钠溶液调节冷却后的混合蛋白质溶液的pH至为7.0；
在微波-超声波协同处理反应完成后，将所述混合蛋白液迅速冷却至室温，然后使用氢氧化钠(浓度为1mol/mL)调节溶液的pH值至7.0，将所述混合蛋白质溶液从酸性调节成为中性。
步骤S22c、混合蛋白质溶液经过离心后提取上清液。
将通过微波-超声波协同处理并调节至中性的混合蛋白质溶液，经过离心分离出其中的固体沉淀物，提取上清液，其中，在步骤S21c中：离心转速为4000～5000rpm，离心时长为10min。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按1:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至1.5。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为300W，超声波功率为100W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为5min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于4000rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析10h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在60MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理2次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例2
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为20mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按2:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至1.5。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为500W，超声波功率为300W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为5min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于4500rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析13h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在90MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理2次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例3
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为20mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按2:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至2.0。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为500W，超声波功率为300W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为7min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于5000rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析15h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在150MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理1次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例4
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为30mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按2:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至1.5。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为500W，超声波功率为300W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为10min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于4500rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析20h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在180MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理1次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例5
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为40mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按3:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至1.5。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为500W，超声波功率为300W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为5min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于4000rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析20h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在180MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理1次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例6
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为30mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按3:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至1.5。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为500W，超声波功率为300W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为7min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于4500rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析20h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在120MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理1次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例7
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为50mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按2:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至3.0。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为500W，超声波功率为300W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为10min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于5000rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析15h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在180MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理1次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例8
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为20mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按2:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至3.0。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为500W，超声波功率为100W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为10min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于4500rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析15h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在120MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理1次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例9
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为30mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按3:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至3.0。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为500W，超声波功率为200W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为10min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于4500rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析15h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在150MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理1次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
实施例10
(1)配制混合蛋白质溶液：称取米糠蛋白和卵白蛋白分别溶解于去离子水中，配制成浓度为10mg/mL的蛋白质溶液，搅拌10min后放置过夜；然后在四通圆底烧瓶中将米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液按2:1的比例混合，搅拌5min，得到混合蛋白质溶液；再使用1mol/mL的盐酸溶液将混合蛋白质溶液的pH值调节至2.0。
(2)制备复合蛋白质溶液：将混合蛋白质溶液放入微波-超声波协同合成反应仪中，调节微波功率为300W，超声波功率为100W，控制反应体系的温度为90℃，反应时间为10min，反应结束后制得复合蛋白质溶液，冷却至室温；然后使用1mol/mL的氢氧化钠溶液将复合蛋白质溶液的pH值回调至7.0，再于4500rpm条件下离心10min，提取上清液，并将上清液放入透析袋中在去离子水中透析16h，即获得微颗粒化复合蛋白质溶液。
(3)制备复合蛋白质起泡剂：采用微射流设备，在90MPa条件下对微颗粒化复合蛋白质溶液处理2次，收集处理后的复合蛋白质溶液，通过喷雾干燥制成微颗粒化复合蛋白质起泡剂，其中，喷雾干燥的进风温度为75℃，出风温度为100℃，干燥时长为3h。
分别测试上述各实施例制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂的起泡特性，测试方法如下：
(1)将上述实施例1至实施例10制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂以及单一的米糠蛋白和卵白蛋白配制成质量浓度为1％的蛋白质溶液，取30mL置于带刻度的试管(直径4cm，高10cm)中，将电动打蛋器伸入到溶液中约1cm处，搅拌15s，立即测量泡沫体积V0(mL)，静置2h后再次测定体积Vt(mL)，计算复合蛋白质起泡剂的起泡能力(FC，％)和泡沫稳定性(FS，％)，结果列于表1，其计算公式如下：
FC(％)＝(V0-30)/30×100％
FS(％)＝(Vt-30)/(V0-30)×100％
(2)将步骤(1)中的蛋白质溶液的pH值调节至4.0，再次测试其起泡能力(FC，％)和泡沫稳定性(FS，％)，结果列于表1。
(3)向步骤(1)中的蛋白质溶液中加入质量浓度为1％的氯化钠溶液后，测试其起泡能力(FC，％)和泡沫稳定性(FS，％)，结果列于表1。
(4)将上述实施例3制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂配制成质量浓度为1％的蛋白质溶液，然后将蛋白质溶液的pH值分别调节至2.0、4.0、6.0和7.0，再按照步骤(1)中的方法测试其起泡能力(FC，％)和泡沫稳定性(FS，％)，结果如表2和图4所示。
(5)将上述实施例3制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂配制成质量浓度为1％的蛋白质溶液，并将其pH值调节至4.0，然后分别向蛋白质溶液中加入质量浓度为0.0％、0.25％和1％的氯化钠，再按照步骤(1)中的方法测试其起泡能力(FC，％)和泡沫稳定性(FS，％)，结果如图5所示。
表1本发明各实施例中微颗粒化复合蛋白质起泡剂的起泡特性测试数据
由表1可知，相对于单一的米糠蛋白和卵白蛋白的起泡特性而言，上述各实施例制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂具有良好的起泡能力和泡沫稳定性，其起泡能力最高可达180％，泡沫稳定性最高可达90％；当复合蛋白质起泡剂处于pH值为4.0的环境中，其起泡能力有所降低，而泡沫稳定性基本保持不变；向微颗粒化复合蛋白质起泡剂中加入1％的氯化钠，可以有效提高其起泡能力，其涨幅最高可达22.5％，而泡沫稳定性基本保持不变，说明通过本发明中各实施例制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂，具有良好的起泡特性。
表2实施例3中微颗粒化复合蛋白质起泡剂在不同pH值时的起泡能力和泡沫稳定性
由表2和图4可知，当溶液环境为酸性时，微颗粒化复合蛋白质起泡剂的起泡能力随pH值的增加，先减小后增大，当pH值为4.0时，减小至最小值45％，在其他pH范围内，均具有较高的起泡能力，而泡沫稳定性则随pH值的增加而逐渐增大，当pH值为7.0时，增大至最大值90％，说明本实施例制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂对环境pH值的变化具有良好的适应性。
由表2和图5可知，当pH值为4.0时，微颗粒化复合蛋白质起泡剂的起泡能力随环境中的氯化钠浓度的升高而显著增大，当氯化钠浓度从0％升高至0.25％，再升高至1％时，复合蛋白质起泡剂的起泡能力从145％升高至167％，再升高至198％，其涨幅高达36.5％；而泡沫稳定性并无明显变化，仍保持为90％左右，说明本实施例制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂对环境中氯化钠浓度的增加具有良好的适应性。
综上所述，通过微波-超声波协同作用来诱导异源蛋白质进行聚集重组，形成特定的复合蛋白质聚集体颗粒，然后进一步通过高压微射流的辅助作用来对复合蛋白质聚集体颗粒的粒径进行调控，提高了复合蛋白质起泡剂对环境条件的适应性，所制备的微颗粒化复合蛋白质起泡剂在pH值为2～10的范围区间具有良好的起泡能力和泡沫稳定性，尤其是在pH值为4.0～4.5的蛋白质等电点附近也具有良好的起泡能力，另外，向浓度为1％复合蛋白质起泡剂溶液中添加1％的氯化钠，可以显著提高其起泡能力。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种复合蛋白质起泡剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
配制混合蛋白质溶液；
将混合蛋白质溶液在pH值为1.5～3.0条件下进行微波-超声波协同处理，得到微颗粒化复合蛋白质溶液；
将微颗粒化复合蛋白质溶液经过高压微射流后，得到均质复合蛋白质溶液；
将均质复合蛋白质溶液经干燥处理后，获得复合蛋白质起泡剂；
其中，将微颗粒化复合蛋白质溶液经过高压微射流后，得到均质复合蛋白质溶液的步骤中：所述高压微射流的压力条件为60～180MPa，处理次数为1～2次；
所述混合蛋白质溶液为由植物蛋白和动物蛋白配制的蛋白溶液，所述植物蛋白为大豆蛋白、大米蛋白、菜籽蛋白和米糠蛋白中的至少一种，所述动物蛋白为乳清蛋白、酪蛋白和卵白蛋白中的至少一种。
2.如权利要求1所述的复合蛋白质起泡剂的制备方法，其特征在于，所述混合蛋白质溶液包括米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液，所述米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液的体积比为1:1～3:1。
3.如权利要求2所述的复合蛋白质起泡剂的制备方法，其特征在于，所述米糠蛋白溶液和卵白蛋白溶液的浓度为10～50mg/mL。
4.如权利要求1所述的复合蛋白质起泡剂的制备方法，其特征在于，将混合蛋白质溶液在pH值为1.5～3.0条件下进行微波-超声波协同处理，得到微颗粒化复合蛋白质溶液的步骤，包括：
使用盐酸溶液调节混合蛋白质溶液的pH值为1.5～3.0；
将pH值为1.5～3.0的混合蛋白质溶液进行微波-超声波协同处理后，提取上清液；
上清液经过透析后，得到微颗粒化复合蛋白质溶液。
5.如权利要求4所述的复合蛋白质起泡剂的制备方法，其特征在于，将pH值为1.5～3.0的混合蛋白质溶液通过微波-超声波协同处理后，提取上清液的步骤，包括：
将pH值为1.5～3.0的混合蛋白质溶液通过微波-超声波协同处理后冷却；
使用氢氧化钠溶液调节冷却后的混合蛋白质溶液的pH至为7.0；
混合蛋白质溶液经过离心后提取上清液。
6.如权利要求4所述的复合蛋白质起泡剂的制备方法，其特征在于，上清液经过透析后，得到微颗粒化复合蛋白质溶液的步骤，具体包括：将上清液放入透析袋中，在去离子水中进行透析处理，得到微颗粒化复合蛋白质溶液，其中，所述透析处理时长为10～20h。
7.如权利要求5所述的复合蛋白质起泡剂的制备方法，其特征在于，将混合蛋白质溶液通过微波-超声波协同处理后冷却的步骤中：微波功率为200～500W，超声波功率为100～300W，处理时长为5～10min，处理温度为90℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711020380.5A CN107549443B (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 一种复合蛋白质起泡剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711020380.5A CN107549443B (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 一种复合蛋白质起泡剂的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107549443A CN107549443A (zh) | 2018-01-09 |
| CN107549443B true CN107549443B (zh) | 2021-10-29 |
Family
ID=61031873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711020380.5A Active CN107549443B (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 一种复合蛋白质起泡剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107549443B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109673973B (zh) * | 2019-01-14 | 2022-07-05 | 郑州轻工业学院 | 一种高起泡性蛋清液的制备方法 |
| CN111280293A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-06-16 | 武汉轻工大学 | 一种蛋白质起泡剂的制备方法 |
| CN111635824B (zh) * | 2020-05-14 | 2023-06-20 | 武汉旭东食品有限公司 | 一种卵白蛋白的改性方法及其在石榴籽油保护中的应用 |
| CN112028962A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-04 | 江西纳弗堂制药有限公司 | 一种积雪草总苷的提取工艺 |
| CN113995117B (zh) * | 2021-11-11 | 2022-05-17 | 东北农业大学 | 一种蛋白基发泡剂及其制备方法和应用 |
| CN115677377B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-05-16 | 湖南有色冶金劳动保护研究院有限责任公司 | 一种尾矿基多孔陶瓷材料的制备方法 |
| CN114903112B (zh) * | 2022-05-18 | 2023-07-21 | 浙江工业大学 | 一种复合改性牛奶酪蛋白-多酚复合物的制备方法及应用 |
| CN117229347A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-12-15 | 中国农业科学院油料作物研究所 | 一种具有超高起泡性和乳化特性的高品质菜籽蛋白的制备方法及应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101361532A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-02-11 | 江南大学 | 一种复合蛋白起泡剂的制备方法 |
| CN102165989A (zh) * | 2011-04-12 | 2011-08-31 | 江南大学 | 一种可溶性大米蛋白的制备方法 |
| KR20130044678A (ko) * | 2011-10-24 | 2013-05-03 | 한국과학기술원 | 그래핀 시트 및 그 제조 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102964081B (zh) * | 2012-10-26 | 2014-07-09 | 安徽艾柯泡塑股份有限公司 | 一种复合型动植物蛋白发泡剂 |
| CN104012749B (zh) * | 2014-05-30 | 2015-11-25 | 吉首大学 | 一种超声波辅助复合酶法改性提高卵白蛋白起泡性的方法 |
| CN104431285A (zh) * | 2014-11-04 | 2015-03-25 | 南昌大学 | 一种微波超声波制备高起泡性卵清蛋白的方法 |
| CN104544283A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-29 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种高起泡性蛋清粉及其制备方法 |
| CN106616513A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-10 | 华中农业大学 | 一种高起泡性蛋清液的制备方法 |
-
2017
- 2017-10-25 CN CN201711020380.5A patent/CN107549443B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101361532A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-02-11 | 江南大学 | 一种复合蛋白起泡剂的制备方法 |
| CN102165989A (zh) * | 2011-04-12 | 2011-08-31 | 江南大学 | 一种可溶性大米蛋白的制备方法 |
| KR20130044678A (ko) * | 2011-10-24 | 2013-05-03 | 한국과학기술원 | 그래핀 시트 및 그 제조 방법 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Rheological properties of foams generated from egg albumin after pH treatment;S. Mleko;《LWT-Food science and technology》;20060615;第40卷(第5期);第908页右栏第1段 * |
| 不同物理法改性醇洗大豆浓缩蛋白功能性及微观结构比较研究;田少君;《中国油脂》;20080720;第33卷(第7期);第29页第2.2.5节 * |
| 动态高压微射流在食品大分子改性方面的应用;陈军;《中国农业科技导报》;20151015;第17卷(第5期);摘要，第107页右栏第1段 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107549443A (zh) | 2018-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107549443B (zh) | 一种复合蛋白质起泡剂的制备方法 | |
| Meng et al. | Ultrasonic modification of whey protein isolate: Implications for the structural and functional properties | |
| Xu et al. | Structural and functional properties of soy protein isolates modified by soy soluble polysaccharides | |
| CN105639651B (zh) | 多酚-蛋白质/多肽-碳水化合物共价复合物的制备方法和应用 | |
| CN102165989B (zh) | 一种可溶性大米蛋白的制备方法 | |
| CN104031276A (zh) | 一种高凝胶性大豆蛋白/β-葡聚糖复合物的制备方法 | |
| CN101467710B (zh) | 可溶性蛋粉及其制备方法 | |
| CN111587947A (zh) | 一种高分散稳定性大豆分离蛋白的制备方法 | |
| Zong et al. | All-natural protein-polysaccharide conjugates with bead-on-a-string nanostructures as stabilizers of high internal phase emulsions for 3D printing | |
| Gani et al. | Ultrasonication as an innovative approach to tailor the apple seed proteins into nanosize: Effect on protein structural and functional properties | |
| CN113080468A (zh) | 一种慢消化酪蛋白纳米胶束粉末及其制备方法 | |
| Hadidi et al. | Enhanced alkaline extraction techniques for isolating and modifying plant-based proteins | |
| Li et al. | Synergistic and competitive effects of monoglycerides on the encapsulation and interfacial shear rheological behavior of soy proteins | |
| CN112402404A (zh) | 一种虾青素酯纳米复合物颗粒的制备方法 | |
| JP2010115212A (ja) | アルカリ土類金属塩を含む植物性タンパク質組成物の製造方法 | |
| CN104788686A (zh) | 一种马铃薯蛋白与多糖共价复合改性的方法 | |
| CN108378193B (zh) | 一种复合改性提高卵白蛋白乳化性的方法 | |
| Cui et al. | Peanut proteins: extraction, modifications, and applications: a comprehensive review | |
| CN105542195A (zh) | 基于大分子拥挤环境下Maillard反应的蛋白-多糖纳米凝胶的制备 | |
| Baskıncı et al. | Modifications to structural, techno-functional and rheological properties of sesame protein isolate by high pressure homogenization | |
| CN108902326A (zh) | 一种新型豆奶粉配方 | |
| JP2009544719A (ja) | ハイブリッドタンパク質の調製方法 | |
| CN116391788A (zh) | 一种美拉德辅助酶解制备高起泡性大豆蛋白粉的方法 | |
| CN116217691A (zh) | 一种超声协同磷酸化改善大豆球蛋白功能特性的方法 | |
| CN107853676B (zh) | 一种复合蛋白聚集体颗粒起泡剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |