CN109123068A - 一种复合蛋白质起泡剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合蛋白质起泡剂，属于食品制造技术领域。本发明以米糠、啤酒糟为原料，经粉碎，试剂混合搅拌离心，脱脂等操作，制混合蛋白，再经酶解、糖液作用于蛋白表面接枝糖基，提高泡沫稳定性，混合蛋白中残留的细菌纤维素可与糖基形成氢键，减少了气体与水的接触面积，使界面膜保持良好的机械强度，使起泡剂的稳泡性得到进一步提升；本发明于甘油和无水乙醇为球磨介质对大豆蛋白球磨，提高了组织间的作用，随后配合碱液使蛋白质发生降解，分子量降低，活性基团数量进一步增多，从而使本起泡剂的稳泡性能得到有效提升。本发明解决了目前常用的起泡剂起泡性和稳泡性不佳的问题。

Description

一种复合蛋白质起泡剂
技术领域
本发明属于食品制造技术领域，具体涉及一种复合蛋白质起泡剂。
背景技术
大豆蛋白、小麦面筋蛋白和大米蛋白是食品加工工业中常用的原料，资源丰富，品质优良，价格低廉，胆固醇较低，具有较高的营养价值，但目前国内，此类蛋白的应用都是集中在附加值相对比较低的场合，而附加值略高的食品蛋白质类配料功能产品较少，分析造成这种局面的主要原因是此类蛋白质尽管价格便宜，也具有一定的功能性质，但是各种性质例如乳化性、胶凝性、起泡性等与动物源蛋白如酪蛋白、肌纤维蛋白、蛋清蛋白等天然优良性能的蛋白相比，仍然有相当大的差距，导致其在现代食品加工中的应用受到一定限制。
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质的功能性质，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。目前公开了一种采用蛋白质酶水解大豆蛋白，并经过超滤方法获得起泡性较好的蛋白质组合物。但研究后发现，酶法水解虽然可使得蛋白质构象展开，显著提高蛋白质的起泡能力，但同时也会降低其泡沫稳定性。所以需要开发一种起泡性及稳泡性好的复合蛋白质起泡剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常用的起泡剂起泡性和稳泡性不佳的问题，提供一种复合蛋白质起泡剂。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种复合蛋白质起泡剂，包括如下组分：18~28份表面活性剂、30~50份改性糟糠蛋白、18~25份改性大豆蛋白。
所述改性糟糠蛋白的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比5：1~3取米糠、预处理啤酒糟粉碎过筛，取过筛颗粒按质量比1：0.1：10~15加入辅剂、试剂混合，离心，取离心物干燥，得脱脂物，于45~60℃，取脱脂物加入脱脂物质量3~7倍的水混合，调节pH，离心，取上清液调节pH，离心，取离心物水洗，冷冻干燥，得混合蛋白；
（2）于28~32℃，按质量比1：10~15取混合蛋白、酶液混合，保温酶解，得酶解液，于60~75℃，取酶解液按质量比5：1~2加入糖液，超声分散，得分散料液，取分散料液减压蒸发，真空浓缩，冷藏，真空冷冻干燥，出料，即得改性糟糠蛋白。
所述步骤（1）中的预处理啤酒糟：取啤酒糟用刀粗切割，日晒，得啤酒糟块，于35~50℃，取啤酒糟块按质量比3：20~35：0.1加入碳酸钠溶液、H2O2混合搅拌，静置，过滤，取滤饼干燥，即得预处理啤酒糟。
所述步骤（1）中的试剂：按质量比5：1~2取正己烷、石油醚混合，即得试剂。
所述步骤（1）中的辅剂：按质量比1：1~4：0.1取氯化钠、碳酸铵、细菌纤维素混合，即得辅剂。
所述步骤（2）中的糖液：按质量比3：1~2：15~25取蔗糖、乳糖、去离子水混合，即得糖液。
所述步骤（2）中的酶液：按质量份数计，取1~4份碱性蛋白酶、3~7份转谷氨酰胺酶、800~1000份PBS缓冲液混合，即得酶液。
所述改性大豆蛋白的制备：按质量比10：1~3取大豆蛋白和球磨介质混合，按球料质量比20~30：1加入氧化锆球磨珠，球磨，得球磨料，取球磨料蒸汽爆破，得汽爆料，取汽爆料干燥，得基料，按质量比1：10~15取基料、PBS缓冲液混合，即得改性大豆蛋白。
所述球磨介质：按质量比5：1~3取甘油、无水乙醇混合，即得球磨介质。
所述表面活性剂：按质量比3：1：6~10取仲烷基磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠混合，即得表面活性剂。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以米糠、啤酒糟为原料，经粉碎，试剂混合搅拌离心，脱脂等操作，制混合蛋白，再经酶解、糖液作用于蛋白表面接枝糖基，一方面，糖基提供的空间位阻可使接枝产物在气-水界面形成的界面膜厚度增加，从而提高泡沫稳定性，另一方面，混合蛋白中残留的细菌纤维素可与糖基形成氢键，从而在体系界面膜上形成较强的粘液凝胶网状结构，紧密排列于界面膜处，对液膜中水动力学流动产生较大阻力，从而减缓液膜的排液，减少了气体与水的接触面积，使界面膜保持良好的机械强度，使起泡剂的稳泡性得到进一步提升；
（2）本发明于甘油和无水乙醇为球磨介质对大豆蛋白球磨，大豆蛋白为球形结构，球磨过程中无水乙醇蒸发，提高了组织间的作用，甘油渗透进入大豆蛋白结构内部，有利于大豆蛋白在后续处理过程中被润湿，在蒸汽爆破过程中，在加压过程中，水蒸气渗透进入大豆蛋白球形结构内部，在泄压过程中，冷凝后的水因压力瞬间降低而快速溢出，从而使大豆蛋白球形结构得以展开，表面活性官能团数量增多，随后配合碱液使蛋白质发生降解，分子量降低，活性基团数量进一步增多，再辅以表面活性剂的修饰作用，使体系粘度降低，再将水解液与糖液混合，使水解液中游离的氨基酸或多肽与单糖发生缩合反应，缩合反应产物在体系内部重排，并以共价键结合，从而使本起泡剂的稳泡性能得到有效提升，且两者缩合的反应产物具有优异的抗氧化和抑菌性能，有利于产品的贮存稳定性的提高。
具体实施方式
预处理啤酒糟：取啤酒糟用刀粗切割成15~30cm3小块，日晒4~8天，得啤酒糟块，于水浴35~50℃，取啤酒糟块按质量比3：20~35：0.1加入质量分数20%的碳酸钠溶液、H2O2混合，以400~600r/min磁力搅拌20~40min，静置2~5h，过滤，取滤饼于60~80℃烘箱干燥，即得预处理啤酒糟。
试剂：按质量比5：1~2取正己烷、石油醚混合，即得试剂。
辅剂：按质量比1：1~4：0.1取氯化钠、碳酸铵、细菌纤维素混合，即得辅剂。
酶液：按质量份数计，取1~4份碱性蛋白酶、3~7份转谷氨酰胺酶、800~1000份pH为7.3~7.8的PBS缓冲液混合，即得酶液。
糖液：按质量比3：1~2：15~25取蔗糖、乳糖、去离子水混合，即得糖液。
表面活性剂：按质量比3：1：6~10取仲烷基磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠混合，即得表面活性剂。
球磨介质：按质量比5：1~3取甘油、无水乙醇混合，即得球磨介质。
改性糟糠蛋白的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比5：1~3取米糠、预处理啤酒糟粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1：0.1：10~15加入辅剂、试剂混合，以400~600r/min磁力搅拌30~50min后，以3500~5500r/min离心15~25min，取离心物自然晾干，得脱脂物，于水浴45~60℃，取脱脂物加入脱脂物质量3~7倍的去离子水混合，用浓度0.1mol/L的NaOH溶液调节pH至9.2~9.6，以4000~5500r/min离心15~25min，取上清液用浓度0.1mol/L的HCl溶液调节pH至4.2~4.6，以4000~5000r/min离心12~25min，取离心物用离心物质量6~10倍的去离子水洗涤，于-50℃冷冻干燥箱冷冻干燥15~20h，得混合蛋白；
（2）于水浴28~32℃，按质量比1：10~15取混合蛋白、酶液混合，保温酶解1~3h，得酶解液，于60~75℃，取酶解液按质量比5：1~2加入糖液，以45~55kHz超声频率超声分散15~20min，得分散料液，取分散料液于40~55℃减压蒸发，真空浓缩至原体积的25~40%，于1~4℃冰箱冷藏8~12h，转入真空冷冻干燥机，以-50℃真空冷冻干燥20~24h，出料，即得改性糟糠蛋白。
改性大豆蛋白的制备：按质量比10：1~3取大豆蛋白和球磨介质于球磨罐，按球料质量比20~30：1加入氧化锆球磨珠，以300~500r/min球磨1~3h，得球磨料，取球磨料于汽爆罐，控制压力为1.6~2.5MPa，保压2~5min，打开汽爆罐出料阀，瞬间泄压，蒸汽爆破，得汽爆料，取汽爆料于75~90℃烘箱干燥至含水量于5%以下，得基料，按质量比1：10~15取基料、pH为7.2~7.6的PBS缓冲液混合，即得改性大豆蛋白。
一种复合蛋白质起泡剂，按质量份数计，包括如下组分：18~28份表面活性剂、30~50份改性糟糠蛋白、18~25份改性大豆蛋白。
预处理啤酒糟：取啤酒糟用刀粗切割成15cm3小块，日晒4天，得啤酒糟块，于水浴35℃，取啤酒糟块按质量比3：20：0.1加入质量分数20%的碳酸钠溶液、H2O2混合，以400r/min磁力搅拌20min，静置2h，过滤，取滤饼于60℃烘箱干燥，即得预处理啤酒糟。
试剂：按质量比5：1取正己烷、石油醚混合，即得试剂。
辅剂：按质量比1：1：0.1取氯化钠、碳酸铵、细菌纤维素混合，即得辅剂。
酶液：按质量份数计，取1份碱性蛋白酶、3份转谷氨酰胺酶、800份pH为7.3的PBS缓冲液混合，即得酶液。
糖液：按质量比3：1：15取蔗糖、乳糖、去离子水混合，即得糖液。
表面活性剂：按质量比3：1：6取仲烷基磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠混合，即得表面活性剂。
球磨介质：按质量比5：1取甘油、无水乙醇混合，即得球磨介质。
改性糟糠蛋白的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比5：1取米糠、预处理啤酒糟粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1：0.1：10加入辅剂、试剂混合，以400r/min磁力搅拌30min后，以3500r/min离心15min，取离心物自然晾干，得脱脂物，于水浴45℃，取脱脂物加入脱脂物质量3倍的去离子水混合，用浓度0.1mol/L的NaOH溶液调节pH至9.2，以4000r/min离心15min，取上清液用浓度0.1mol/L的HCl溶液调节pH至4.2，以4000r/min离心12min，取离心物用离心物质量6倍的去离子水洗涤，于-50℃冷冻干燥箱冷冻干燥15h，得混合蛋白；
（2）于水浴28℃，按质量比1：10取混合蛋白、酶液混合，保温酶解1h，得酶解液，于60℃，取酶解液按质量比5：1加入糖液，以45kHz超声频率超声分散15min，得分散料液，取分散料液于40℃减压蒸发，真空浓缩至原体积的25%，于1℃冰箱冷藏8h，转入真空冷冻干燥机，以-50℃真空冷冻干燥20h，出料，即得改性糟糠蛋白。
改性大豆蛋白的制备：按质量比10：1取大豆蛋白和球磨介质于球磨罐，按球料质量比20：1加入氧化锆球磨珠，以300r/min球磨1h，得球磨料，取球磨料于汽爆罐，控制压力为1.6MPa，保压2min，打开汽爆罐出料阀，瞬间泄压，蒸汽爆破，得汽爆料，取汽爆料于75℃烘箱干燥至含水量于5%以下，得基料，按质量比1：10取基料、pH为7.2的PBS缓冲液混合，即得改性大豆蛋白。
一种复合蛋白质起泡剂，按质量份数计，包括如下组分：18份表面活性剂、30份改性糟糠蛋白、18份改性大豆蛋白。
预处理啤酒糟：取啤酒糟用刀粗切割成25cm3小块，日晒6天，得啤酒糟块，于水浴40℃，取啤酒糟块按质量比3：30：0.1加入质量分数20%的碳酸钠溶液、H2O2混合，以500r/min磁力搅拌30min，静置4h，过滤，取滤饼于70℃烘箱干燥，即得预处理啤酒糟。
试剂：按质量比5：1.5取正己烷、石油醚混合，即得试剂。
辅剂：按质量比1：2：0.1取氯化钠、碳酸铵、细菌纤维素混合，即得辅剂。
酶液：按质量份数计，取3份碱性蛋白酶、6份转谷氨酰胺酶、900份pH为7.5的PBS缓冲液混合，即得酶液。
糖液：按质量比3：1.5：20取蔗糖、乳糖、去离子水混合，即得糖液。
表面活性剂：按质量比3：1：8取仲烷基磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠混合，即得表面活性剂。
球磨介质：按质量比5：2取甘油、无水乙醇混合，即得球磨介质。
改性糟糠蛋白的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比5：2取米糠、预处理啤酒糟粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1：0.1：13加入辅剂、试剂混合，以500r/min磁力搅拌40min后，以4000r/min离心20min，取离心物自然晾干，得脱脂物，于水浴50℃，取脱脂物加入脱脂物质量5倍的去离子水混合，用浓度0.1mol/L的NaOH溶液调节pH至9.4，以4500r/min离心20min，取上清液用浓度0.1mol/L的HCl溶液调节pH至4.5，以4500r/min离心20min，取离心物用离心物质量8倍的去离子水洗涤，于-50℃冷冻干燥箱冷冻干燥18h，得混合蛋白；
（2）于水浴30℃，按质量比1：13取混合蛋白、酶液混合，保温酶解2h，得酶解液，于70℃，取酶解液按质量比5：1.5加入糖液，以50kHz超声频率超声分散18min，得分散料液，取分散料液于50℃减压蒸发，真空浓缩至原体积的30%，于3℃冰箱冷藏10h，转入真空冷冻干燥机，以-50℃真空冷冻干燥22h，出料，即得改性糟糠蛋白。
改性大豆蛋白的制备：按质量比10：2取大豆蛋白和球磨介质于球磨罐，按球料质量比25：1加入氧化锆球磨珠，以400r/min球磨2h，得球磨料，取球磨料于汽爆罐，控制压力为2.1MPa，保压4min，打开汽爆罐出料阀，瞬间泄压，蒸汽爆破，得汽爆料，取汽爆料于80℃烘箱干燥至含水量于5%以下，得基料，按质量比1：13取基料、pH为7.4的PBS缓冲液混合，即得改性大豆蛋白。
一种复合蛋白质起泡剂，按质量份数计，包括如下组分：24份表面活性剂、40份改性糟糠蛋白、22份改性大豆蛋白。
预处理啤酒糟：取啤酒糟用刀粗切割成30cm3小块，日晒8天，得啤酒糟块，于水浴50℃，取啤酒糟块按质量比3：35：0.1加入质量分数20%的碳酸钠溶液、H2O2混合，以600r/min磁力搅拌40min，静置5h，过滤，取滤饼于80℃烘箱干燥，即得预处理啤酒糟。
试剂：按质量比5：2取正己烷、石油醚混合，即得试剂。
辅剂：按质量比1：4：0.1取氯化钠、碳酸铵、细菌纤维素混合，即得辅剂。
酶液：按质量份数计，取4份碱性蛋白酶、7份转谷氨酰胺酶、1000份pH为7.8的PBS缓冲液混合，即得酶液。
糖液：按质量比3：2：25取蔗糖、乳糖、去离子水混合，即得糖液。
表面活性剂：按质量比3：1：10取仲烷基磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠混合，即得表面活性剂。
球磨介质：按质量比5：3取甘油、无水乙醇混合，即得球磨介质。
改性糟糠蛋白的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比5：3取米糠、预处理啤酒糟粉碎过80目筛，取过筛颗粒按质量比1：0.1：15加入辅剂、试剂混合，以600r/min磁力搅拌50min后，以5500r/min离心15~25min，取离心物自然晾干，得脱脂物，于水浴60℃，取脱脂物加入脱脂物质量7倍的去离子水混合，用浓度0.1mol/L的NaOH溶液调节pH至9.6，以5500r/min离心25min，取上清液用浓度0.1mol/L的HCl溶液调节pH至4.6，以5000r/min离心25min，取离心物用离心物质量10倍的去离子水洗涤，于-50℃冷冻干燥箱冷冻干燥20h，得混合蛋白；
（2）于水浴32℃，按质量比1：15取混合蛋白、酶液混合，保温酶解3h，得酶解液，于75℃，取酶解液按质量比5：2加入糖液，以55kHz超声频率超声分散20min，得分散料液，取分散料液于55℃减压蒸发，真空浓缩至原体积的40%，于4℃冰箱冷藏12h，转入真空冷冻干燥机，以-50℃真空冷冻干燥24h，出料，即得改性糟糠蛋白。
改性大豆蛋白的制备：按质量比10：3取大豆蛋白和球磨介质于球磨罐，按球料质量比30：1加入氧化锆球磨珠，以500r/min球磨3h，得球磨料，取球磨料于汽爆罐，控制压力为2.5MPa，保压5min，打开汽爆罐出料阀，瞬间泄压，蒸汽爆破，得汽爆料，取汽爆料于90℃烘箱干燥至含水量于5%以下，得基料，按质量比1：15取基料、pH为7.6的PBS缓冲液混合，即得改性大豆蛋白。
一种复合蛋白质起泡剂，按质量份数计，包括如下组分：28份表面活性剂、30~50份改性糟糠蛋白、25份改性大豆蛋白。
对比例1：与实施例3的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性大豆蛋白。
对比例2：与实施例3的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性糟糠蛋白。
对比例3：无锡市某公司生产的蛋白质起泡剂。
将上述实施例与对比例的蛋白质起泡剂配制成质量浓度为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，计算复合蛋白质起泡剂的起泡能力(FC，％)和泡沫稳定性(FS，％)，测试结果如表1所示
表1：
述各实施例制备的复合蛋白质起泡剂具有良好的起泡能力和泡沫稳定性，相比于市售产品效果更好，值得大力推广。

Claims (10)

1.一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：18~28份表面活性剂、30~50份改性糟糠蛋白、18~25份改性大豆蛋白。
2.根据权利要求1所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述改性糟糠蛋白的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量比5：1~3取米糠、预处理啤酒糟粉碎过筛，取过筛颗粒按质量比1：0.1：10~15加入辅剂、试剂混合，离心，取离心物干燥，得脱脂物，于45~60℃，取脱脂物加入脱脂物质量3~7倍的水混合，调节pH，离心，取上清液调节pH，离心，取离心物水洗，冷冻干燥，得混合蛋白；
（2）于28~32℃，按质量比1：10~15取混合蛋白、酶液混合，保温酶解，得酶解液，于60~75℃，取酶解液按质量比5：1~2加入糖液，超声分散，得分散料液，取分散料液减压蒸发，真空浓缩，冷藏，真空冷冻干燥，出料，即得改性糟糠蛋白。
3.根据权利要求2所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述步骤（1）中的预处理啤酒糟：取啤酒糟用刀粗切割，日晒，得啤酒糟块，于35~50℃，取啤酒糟块按质量比3：20~35：0.1加入碳酸钠溶液、H2O2混合搅拌，静置，过滤，取滤饼干燥，即得预处理啤酒糟。
4.根据权利要求2所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述步骤（1）中的试剂：按质量比5：1~2取正己烷、石油醚混合，即得试剂。
5.根据权利要求2所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述步骤（1）中的辅剂：按质量比1：1~4：0.1取氯化钠、碳酸铵、细菌纤维素混合，即得辅剂。
6.根据权利要求2所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述步骤（2）中的糖液：按质量比3：1~2：15~25取蔗糖、乳糖、去离子水混合，即得糖液。
7.根据权利要求2所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述步骤（2）中的酶液：按质量份数计，取1~4份碱性蛋白酶、3~7份转谷氨酰胺酶、800~1000份PBS缓冲液混合，即得酶液。
8.根据权利要求1所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述改性大豆蛋白的制备：按质量比10：1~3取大豆蛋白和球磨介质混合，按球料质量比20~30：1加入氧化锆球磨珠，球磨，得球磨料，取球磨料蒸汽爆破，得汽爆料，取汽爆料干燥，得基料，按质量比1：10~15取基料、PBS缓冲液混合，即得改性大豆蛋白。
9.根据权利要求8所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述球磨介质：按质量比5：1~3取甘油、无水乙醇混合，即得球磨介质。
10.根据权利要求1所述一种复合蛋白质起泡剂，其特征在于，所述表面活性剂：按质量比3：1：6~10取仲烷基磺酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠混合，即得表面活性剂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109760160A (zh) * 2019-01-22 2019-05-17 常州双元职业技能培训中心 一种高稳木材擦色剂
CN110144732A (zh) * 2019-05-31 2019-08-20 云南浩祥服饰有限公司 一种零甲醛泡沫整理液及其整理方法
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

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