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Abstract

一种珠蛋白的制备方法，以新鲜动物血为原料，经离心分离，中性蛋白酶酶解，再经羧甲基淀粉脱色，将脱色珠蛋白溶解于NaCl的离子溶液中，配成蛋白浓度为1%‑4%的溶液，调节PH至7.5。然后将蛋白溶液真空密封于聚乙烯塑料袋中（不留气泡），放于压力容器内腔，并浸没于传压介质中，进行高静压处理，设定压力水平分别为300‑600MPa，常温保压分别10‑30min，然后结合高压脉冲电场25‑35kV/cm、100‑600μs处理，后进行冷冻干燥处理后得到高起泡性和乳化性的珠蛋白。本发明能有效提高珠蛋白起泡性、乳化性。其工艺方法具有高效、低污染、对营养成分损失小、不产生异味等优点。

Description

一种珠蛋白的制备方法
技术领域
本发明属于农副产品精加工技术和食品营养领域，具体涉及一种高起泡性和乳化性珠蛋白的制备方法。
技术背景
珠蛋白是构成血红蛋白分子的蛋白质部分，它以肽链形式构成，广泛存在于细菌、真菌、植物和动物体内。目前在脊椎动物体内已有4种类型的珠蛋白被鉴定和正式命名：血红蛋白，肌红蛋白，脑红蛋白和细胞珠蛋白，共同组成“珠蛋白超家族”。现有技术中, 珠蛋白是以新鲜猪血为原料，经离心分离，中性蛋白酶酶解，再经羧甲基淀粉脱色，最后通过喷雾干燥得到淡黄色无腥味的蛋白粉。珠蛋白由于其较高的蛋白含量和营养价值，可以做众多食品的优质替代品，然而珠蛋白的功能性质尚且无法满足食品加工的需要，因此，对珠蛋白深度的开发离不开珠蛋白改性的研究。
高静压技术是食品加工近年来备受关注的高新技术之一，超高压处理就是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中(常以水或其它流体介质作为传递压力媒介)，使用100MPa以上压力(一般是静水压)，在常温或较低温度下对食品物料进行处理的方法，使食品中酶、蛋白质、核酸和淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化，而食品天然味道、风味和营养价值不受或很少受影响,具有低能耗、高效率、无毒素产生等特点，是近年来发展较快食品加工方法。目前高静压技术多用于食品杀菌保藏方面，而关于高静压在珠蛋白特性改变方面研究较少。
高压脉冲电场(pulsed electric fields， PEF) 是近年来液态食品非热处理领域研究的热点之一，相关研究已表明电场的非热效应会改变蛋白质的结构，从而影响其活性。在食品杀菌钝酶领域得到飞速发展，并已经接近工业化，PEF可钝化酶活力，那么也必然会对食品蛋白质组分产生影响。所以富含蛋白质食品是 PEF 的潜在应用对象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，通过高静压技术结合高压脉冲电场技术，提供一种制备高起泡性和乳化性珠蛋白的方法，采用本方法制备所得的珠蛋白不添加任何有机试剂，避免产品溶剂残留，同时减少环境污染。
为解决上述技术问题，本发明提供一种珠蛋白的制备方法：具体步骤如：
（1）从新鲜动物血液中离心获得血细胞，使其充分溶血后，加入中性蛋白酶酶解去除血红素铁，再经羧甲基淀粉脱色，得到珠蛋白肽溶液；（2）将珠蛋白肽溶液加入到Nacl的离子溶液中，进行高静压处理后，再进行高压脉冲电场处理，冷冻干燥获得珠蛋白粉。
优选的，所述步骤（1）中获得血细胞的具体步骤是：使用新鲜的猪血，3500r/min离心10min，从而分离得到血细胞。
优选的，所述步骤（1）中对血细胞的溶血方法是：在血细胞中，加入血细胞三倍体积的蒸馏水充分混合，并用磁力搅拌器搅拌 30min使血细胞充分溶血。
优选的，所述步骤（1）中的中性蛋白酶酶解过程是：血细胞充分溶血后，调节溶血液温度至55℃,pH为7.5, 加入中性蛋白酶，酶量为5000U/g，酶解时间为4h。酶解完全后灭酶活。
优选的，所述步骤（1）中羧甲基淀粉脱色方法为：将酶解后的酶解溶液，4000r/min离心15min 取上清液,加入羧甲基淀粉使其终浓度为0.2%，在pH为4.0、50℃的条件下脱色吸附20min，得到得到珠蛋白肽溶液。
优选的，所述步骤（2）中高静压处理的方法是：将脱色得到的珠蛋白肽溶液加入到0.2mol/L Nacl的离子溶液中，配成蛋白溶液质量浓度为1%-5%的珠蛋白脱色液后，加入真空密封的聚乙烯塑料袋中，放于压力容器内腔，并浸没于传压介质中，进行高静压处理，设定压力水平为300-600MPa，常温保压10-30min。
优选的，所述步骤（2）中，高压脉冲电场处理的具体方法是：高静压处理后的珠蛋白脱色液进行脉冲电场处理，脉冲宽度2μs；脉冲频率100Hz；水浴温度为5℃，处理腔最高温度小于15℃。脉冲电场处理条件；电场强度分别为25-35kV/cm；处理时间100-600μs。
本发明的有益效果在于：现有技术中，高静压技术已广泛应用于食物蛋白加工和脱敏，以改善其功能特性、风味和安全性。而脉冲电场技术多用于食品的灭菌钝酶技术领域，本发明通过高静压技术结合高压脉冲电场技术制备珠蛋白，可显著提高珠蛋白起泡性和乳化性。此外，由于高压作用时间短、不产生异味，加之非热处理对营养物质破坏少，且全程不需要添加其他任何有机试剂，使得获得的珠蛋白安全可靠，无毒副作用，便于工厂化运作。
具体实施方式
本发明利用高静压可以改变蛋白分子结构和热力学特性，在尽可能低的破坏营养素的情况下改变珠珠蛋白功能特性，以改善其功能特性、风味和安全性。此外，还利用了脉冲电场技术中电场的非热效应会改变蛋白质的结构， 电场处理使蛋白质分子展开， 疏水基团和巯基外露，使得珠蛋白的起泡和乳化功能得以提高。
下面以猪血为例对珠蛋白的制备方法进行详细说明:
实施例一 珠蛋白的制备
(1) 原料预处理：新鲜的猪血3500r/min，离心10min，从而分离得到血细胞，血球：蒸馏水=1：3的比例混合，并用磁力搅拌器搅拌 30min使其充分溶血。调节溶血液温度至55℃,pH为7.5, 加入中性蛋白酶脱除血红素铁等杂质，酶量为5000U/g，酶解时间为4h。酶解完全后灭酶活，4000r/min，离心15min 取上清液,加入羧甲基淀粉使其终浓度为0.2%，在pH为4.0、50℃的条件下脱色吸附20min。
(2) 珠蛋白脱色液的制备：将上一步脱色得到的珠蛋白肽溶液加入到0.2mol/LNacl的离子溶液中，配成蛋白溶液质量浓度为1%-5%的珠蛋白脱色液。
(3) 高静压处理：将步骤（2）中获得的珠蛋白脱色液加入真空密封的聚乙烯塑料袋中（不留气泡），放于压力容器内腔，并浸没于传压介质中，进行高静压处理，设定压力水平分别为300-600MPa，常温保压分别10-30min。
(4) 脉冲电场处理：高静压处理后的珠蛋白脱色液进行脉冲电场处理，脉冲宽度2μs；脉冲频率100Hz；水浴温度为5℃，处理腔最高温度小于15℃。脉冲电场处理条件；电场强度分别为25-35kV/cm；处理时间100-600μs。
(5) 冷冻干燥：经脉冲电场处理的珠蛋白脱色液，冷冻干燥后得到高起泡性和乳化性的珠蛋白粉。
实施例二 高静压技术结合高压脉冲电场技术显著提高珠蛋白起泡性和乳化性
(1) 珠蛋白脱色液的制备：将实施例一中预处理的珠蛋白脱色液加入到0.2 mol/LNacl的离子溶液中，配成蛋白溶液质量浓度为2%的珠蛋白脱色液；
(2) 高静压处理：将上述珠蛋白脱色液加入真空密封的聚乙烯塑料袋中（不留气泡），放于压力容器内腔，并浸没于传压介质中，进行高静压处理，设定压力水平分别为400 MPa，常温保压20 min。
(3) PEF处理：高静压处理后的珠蛋白脱色液进行脉冲电场处理，脉冲宽度2μs；脉冲频率100Hz；水浴温度为5℃，处理腔最高温度小于15℃。脉冲电场处理条件为 30kV/cm作用400 μs。
(4) 冷冻干燥：经PEF处理的样液，冷冻干燥后得到珠蛋白粉。
(5) 以没有经过高静压技术结合脉冲电场处理的珠蛋白作为对照组，与上述 得到的珠蛋白进行发泡性和乳化性检测，起泡性采用搅打发泡法测定，乳化性采用浊度法测定，结果如下：经高静压结合PEF处理后的珠蛋白的起泡性为207.67%，乳化性为174.3m2/g，分别为对照组的143%、160%倍。
实施例二 高静压技术结合高压脉冲电场技术显著提高珠蛋白起泡性和乳化性
(1) 珠蛋白脱色液的制备：将实施例一中制得的珠蛋白脱色液加入到0.2 mol/L Nacl的离子溶液中，配成蛋白溶液质量浓度为4%的珠蛋白脱色液；
(2) 高静压处理：将上述珠蛋白脱色液加入真空密封的聚乙烯塑料袋中（不留气泡），放于压力容器内腔，并浸没于传压介质中，进行高静压处理，设定压力水平分别为500 MPa，常温保压10 min。
(3) PEF处理：高静压处理后的珠蛋白脱色液进行脉冲电场处理，脉冲宽度2μs；脉冲频率100Hz；水浴温度为5℃，处理腔最高温度小于15℃。脉冲电场处理条件为 PEF 35kV/cm作用300μs 。
(4) 冷冻干燥：经PEF处理的样液，冷冻干燥后得到珠蛋白粉。
(5) 以没有经过高静压技术结合脉冲电场处理的珠蛋白作为对照组，与上述得到的珠蛋白进行发泡性和乳化性检测，结果如下：经高静压结合PEF处理后的珠蛋白的起泡性性为341.36%，乳化性为135.7m2/g，分别为对照组的158%、132%倍。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种珠蛋白的制备方法，具体步骤如下：（1）从新鲜动物血液中离心获得血细胞，使其充分溶血后，加入中性蛋白酶酶解去除血红素铁，再经羧甲基淀粉脱色，得到珠蛋白肽溶液；（2）将珠蛋白肽溶液加入到NaCl的离子溶液中，进行高静压处理后，再进行高压脉冲电场处理，冷冻干燥获得珠蛋白粉。
2.根据权利要求1所述一种珠蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中获得血细胞的具体步骤是：使用新鲜的猪血，加入抗凝剂处理后，3500r/min离心10min，从而分离得到血细胞。
3.根据权利要求1所述一种珠蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中对血细胞的溶血方法是：在血细胞中，加入血细胞三倍体积的蒸馏水充分混合，并用磁力搅拌器搅拌30min使血细胞充分溶血。
4.根据权利要求1所述一种珠蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的中性蛋白酶酶解过程是：血细胞充分溶血后，调节溶血液温度至55℃,pH为7.5, 加入中性蛋白酶，酶量为5000U/g，酶解时间为4h,
酶解完全后灭酶活。
5.根据权利要求1所述一种珠蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中羧甲基淀粉脱色方法为：将酶解后的酶解溶液，4000r/min离心15min 取上清液,加入羧甲基淀粉使其终浓度为0.2%，在pH为4.0、50℃的条件下脱色吸附20min，得到得到珠蛋白肽溶液。
6.根据权利要求1所述一种珠蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中高静压处理的方法是：将脱色得到的珠蛋白肽溶液加入到0.2mol/L Nacl的离子溶液中，配成蛋白溶液质量浓度为1%-5%的珠蛋白脱色液后，加入真空密封的聚乙烯塑料袋中，放于压力容器内腔，并浸没于传压介质中，进行高静压处理，设定压力水平为300-600MPa，常温保压10-30min。
7.根据权利要求7所述一种珠蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，高压脉冲电场处理的具体方法是：高静压处理后的珠蛋白脱色液进行脉冲电场处理，脉冲宽度2μs；脉冲频率100Hz；水浴温度为5℃，处理腔最高温度小于15℃, 脉冲电场处理条件；电场强度分别为25-35kV/cm；处理时间100-600μs。
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