CN109770040B - 一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品化工领域，公开了一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法。将大豆蛋白溶于去离子水中，得到大豆蛋白溶液，利用冷等离子体处理大豆蛋白溶液，然后进行第一阶段的水浴加热处理，冷却至室温，加入促凝剂搅拌均匀，再进行第二阶段的水浴加热处理，将所得凝胶经冷藏充分成胶，得到大豆蛋白凝胶。本发明的冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法，兼具物理和化学效应，在低温下改性大豆蛋白，有效增强大豆蛋白凝胶的强度和结构致密性。

Description

一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法

技术领域

本发明属于食品化工领域，具体涉及一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法。

背景技术

大豆是中国乃至世界重要的粮食来源，其丰富的蛋白质含量为人们提供了巨大的市场价值和健康价值，对大豆的综合利用一直是食品领域重要的话题。开拓并增强大豆的功能性质是提高大豆综合价值的关键。大豆蛋白凝胶的制作历史渊远，传统的豆制品像豆腐、豆花等就是一种日常食用的凝胶。除此之外，凝胶作为天然食品添加剂，能够增强肉制品的持水度，还是运输营养物质和功能性物质的良好载体。根据凝胶的制作方法，可以分为热凝胶和冷凝胶。无论是热凝胶还是冷凝胶，都需要先将大豆蛋白充分溶解并加热，这第一阶段的加热的主要目的是使大豆蛋白的结构充分展开。热凝胶和冷凝胶不同的地方在于，热凝胶的形成需要二次加热，使蛋白质能够充分聚集，进而形成三维的网络结构；而冷凝胶的制作不需要二次加热，是通过降低蛋白溶液的pH值或酶促共价交联来实现蛋白质的聚集。可以看出，第一阶段的加热能否使蛋白质结构充分展开，是能否形成优质凝胶的关键。交联剂的使用，是用来增强大豆蛋白凝胶性的常用方法。常用的交联剂有硫酸钙和葡萄糖酸内酯。研究表明，不同氧化体系中的ROS浓度会对大豆蛋白造成不同程度的氧化修饰，从而对大豆蛋白结构的热稳定性和去折叠/聚集性质产生影响。低程度的氧化修饰能够促进蛋白质去折叠和热稳定性的下降。另外，高场强超声处理能够有效促进大豆蛋白的结构展开，同时降低蛋白粒度，最终形成凝胶强度更强、结构更致密的大豆蛋白硫酸钙和葡萄糖酸内酯凝胶。凝胶内部结构的变化，为凝胶在不同条件下的应用提供了可能。

冷等离子体技术是一种绿色、安全、高效的新型非热加工方式，兼具了物理和化学效应，近年来被广泛应用于食品加工领域，能够对食品进行快速有效的杀菌消毒、对淀粉和蛋白质进行改性，同时能够很好地保留、甚至提高食品的品质，在食品加工领域具有巨大的潜力。但目前，采用冷等离子体增强大豆凝胶的方法鲜有报道。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法。本发明方法应用经冷等离子体处理的大豆蛋白溶液作为制作凝胶的原料，是提高大豆凝胶制品强度和改善其结构的有效方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法，包括如下步骤：

(1)将大豆蛋白溶于去离子水中，得到大豆蛋白溶液；

(2)利用冷等离子体处理步骤(1)的大豆蛋白溶液；

(3)对步骤(2)处理后的大豆蛋白溶液进行第一阶段的水浴加热处理；

(4)将步骤(3)处理后的大豆蛋白溶液冷却至室温，加入促凝剂搅拌均匀；

(5)将步骤(4)的大豆蛋白溶液进行第二阶段的水浴加热处理；

(6)将步骤(5)所得凝胶经冷藏充分成胶，得到大豆蛋白凝胶。

优选地，步骤(1)中所述大豆蛋白溶于去离子水中的质量体积比为5％(g/ml)。

优选地，步骤(2)中所述冷等离子体处理的条件为：采用射频冷等离子体系统，气源采用体积分数为98％氩气和2％氧气的混合气体，激发等离子体的气流量为25～30L/min，等离子体火焰离大豆蛋白溶液表面的距离为40～50mm，处理时间为2～10min，时间间隔为2min。

优选地，步骤(3)中所述第一阶段的水浴加热处理和步骤(5)中所述第二阶段的水浴加热处理的温度为95℃，时间为10～20min。

优选地，步骤(4)中所述促凝剂为葡萄糖酸内酯或硫酸钙，促凝剂加入的质量浓度为0.2％。

优选地，步骤(6)中所述冷藏的温度为4℃。

本发明利用冷等离子体处理蛋白质，适当的冷等离子体处理条件，一方面等离子体所提供的能量能够破坏蛋白质的肽键，从而降低蛋白质的粒度；另一方面，等离子体内部本身存在的ROS成分，能够对蛋白质进行低程度的氧化修饰，从而促进蛋白质结构的展开。通过调节冷等离子体处理的气源(包括流量和气体成分)、时间和等离子体与蛋白溶液之间的距离，就可以促进蛋白质发生去折叠，实现在较低温度环境下(不高于36℃)即可增加蛋白质去折叠的程度和蛋白粒径，降低制作凝胶的热能耗，为第二阶段的成胶提供充分的准备。

本发明的方法具有如下优点及有益效果：

(1)本发明采用冷等离子体法，是一种兼具了物理和化学效应的方法，能同时降低蛋白质粒径和对大豆蛋白进行氧化修饰。

(2)本发明相对于其他处理方法，能够保证处理的蛋白溶液在不需要额外的降温措施下，保持溶液温度在室温左右，避免热效应对大豆蛋白的营养和感官性质的破坏。

(3)本发明采用冷等离子体技术辅助增强大豆蛋白的凝胶性质，大豆蛋白凝胶强度的增强效果呈现时间依赖性，同时该凝胶的致密性也呈现时间依赖性。

附图说明

图1为本发明的实施例的大豆蛋白凝胶制备流程图。

图2为本发明的实施例的凝胶硬度与冷等离子体处理时间的关系图。

图3为本发明实施例的经不同冷等离子体处理时间下大豆蛋白形成的凝胶内部结构的微观形貌图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例的冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法，其制备流程图如图1所示。具体步骤如下：

(1)购买商用大豆分离蛋白，其蛋白质含量≥90％，将大豆分离蛋白充分混合均匀，准确称取1.00g大豆分离蛋白置于100mL塑料烧杯中，加入20mL的蒸馏水混合均匀，得到浓度为5％(w/v)的大豆分离蛋白溶液。

(2)对步骤(1)混合均匀的大豆蛋白溶液进行冷等离子体处理，先在等离子体设备的微型电脑上调整等离子体喷头的高度离大豆蛋白溶液表面的距离为40～50mm，打开等离子体激发器，然后调节气瓶减压阀通入足够的体积分数为98％氩气和2％氧气的混合气体以激发等离子体的产生，待等离子体火焰稳定后，具体调节气流量在25～30L/min范围内保持稳定，再将样品置于等离子体下进行处理，处理时间设置为2～8min，时间间隔为2min。

(3)将处理后的大豆蛋白溶液置于95℃的水浴锅中保温10min。

(4)将步骤(3)处理后的大豆蛋白溶液置于冰水中迅速冷却降温至室温。在充分冷却的大豆蛋白溶液中加入0.04g葡萄糖酸内酯，充分搅拌2min至均匀。

(5)将步骤(4)处理后的大豆蛋白溶液再重新置于95℃的水浴锅中保温20min。

(6)将步骤(5)加热结束后的凝胶放置在4℃冷藏室中冷藏过夜，使成胶充分，得到大豆蛋白凝胶。

对成胶完成后的大豆蛋白凝胶进行硬度测量和电镜扫描，结果如图2和图3所示。

其中，冷等离子体处理时间2～8min之内，均能帮助增强大豆蛋白凝胶强度，经等离子体处理8min的样品表现尤为显著。在冷等离子体处理时间2～8min之内，均能增加大豆蛋白凝胶的致密性，表现为大豆蛋白凝胶的孔隙更加细且均匀。等离子体增强大豆蛋白凝胶强度和增加凝胶致密性的效应均呈现时间依赖性，等离子体处理时间越长，效果越显著。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将大豆蛋白溶于去离子水中，得到大豆蛋白溶液；

（2）利用冷等离子体处理步骤（1）的大豆蛋白溶液；所述冷等离子体处理的条件为：采用射频冷等离子体系统，气源采用体积分数为98%氩气和2%氧气的混合气体，激发等离子体的气流量为25 ~ 30 L/min，等离子体火焰离大豆蛋白溶液表面的距离为40 ~ 50 mm，处理时间为2 ~ 10 min，时间间隔为2 min；

（3）对步骤（2）处理后的大豆蛋白溶液进行第一阶段的水浴加热处理；

（4）将步骤（3）处理后的大豆蛋白溶液冷却至室温，加入促凝剂搅拌均匀；

（5）将步骤（4）的大豆蛋白溶液进行第二阶段的水浴加热处理；

（6）将步骤（5）所得凝胶经冷藏充分成胶，得到大豆蛋白凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法，其特征在于：步骤（1）中所述大豆蛋白溶于去离子水中的质量体积比为5%。

3.根据权利要求1所述的一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法，其特征在于：步骤（3）中所述第一阶段的水浴加热处理和步骤（5）中所述第二阶段的水浴加热处理的温度为95℃，时间为10~20 min。

4.根据权利要求1所述的一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法，其特征在于：步骤（4）中所述促凝剂为葡萄糖酸内酯或硫酸钙，促凝剂加入的质量浓度为0.2%。

5.根据权利要求1所述的一种冷等离子体增强大豆蛋白凝胶性质的方法，其特征在于：步骤（6）中所述冷藏的温度为4℃。

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