CN109770041B - 一种热稳定性大豆蛋白的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热稳定性大豆蛋白的制备方法，包括步骤：取大豆蛋白，按质量浓度0.1％～1.5％均匀分散在水中，并调节pH6.0～7.0，在80～120℃加热30～120min，然后经过酸沉、离心、复溶、干燥得到热稳定性大豆蛋白。本方法制备的热稳定性大豆蛋白具有良好的热稳定性，并且在一定pH和蛋白质浓度制备条件下，所获得的热稳定性大豆蛋白的溶液澄清透明，加热处理后具有良好的流动性，即使大豆蛋白质量浓度为10％或更高的溶液，100℃加热30min仍未发生凝胶化。本发明制备的热稳定性大豆蛋白可广泛应用于含蛋白质的饮料，增加蛋白质含量的同时提高相关产品在热加工过程中的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及植物蛋白加工领域，尤其涉及一种热稳定性大豆蛋白的制备方法。
背景技术
大豆是种植范围最广、经济价值最高的豆类作物。大豆蛋白是我国最重要的食品蛋白质资源之一；大豆蛋白含有所有人体必需的氨基酸，并且必需氨基酸含量高于FAO/WHO推荐值，可提供良好的氨基酸平衡。大豆蛋白具有突出的加工性质，热处理是加工大豆蛋白制品非常重要的操作工序，可以钝化体系中的抗营养因子，提高大豆蛋白在人体内的消化率，另外还有减少豆腥味和杀菌的作用。然而，在对大豆蛋白进行热加工或高温杀菌过程中，伴随热处理大豆蛋白会发生变性、解离和聚合、聚集、凝胶化，由于大豆蛋白具有较低的临界成胶浓度，限制了其在高浓度蛋白饮料中的应用。因此，如何制备一种具有热稳定的改性大豆蛋白是扩大大豆蛋白在食品工业中应用的一个急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大豆蛋白的改性方法，克服现有技术的缺点，制备一种热稳定性大豆蛋白。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种热稳定性大豆蛋白的制备方法，包括以下具体步骤：
S1、分散：取大豆蛋白，以质量浓度0.1％～1.5％(w/w，g/g)均匀分散在水中，并调节pH6.0～7.0之间，得蛋白质分散液1；
S2、热处理：将步骤S1所述蛋白质分散液1在80～120℃、30～120min进行热处理，得蛋白分散液2；
S3、酸沉：将步骤S2所述蛋白分散液2的pH调节到4～5；
S4、离心：将步骤S3所得产物(即pH调节到4～5以后的蛋白分散液2)离心，收集沉淀；
S5、复溶：将步骤S4所述沉淀加水，调节pH到7.0～8.5进行分散复溶，得蛋白溶液；
S7、干燥：将步骤S6所述蛋白溶液干燥，即得热稳定性大豆蛋白。
优选方式下，步骤S1所述大豆蛋白的提取方法为：脱脂豆粕以1:10(w/v，g/ml)的比例加入去离子水，采用2mol/L NaOH溶液调pH7.0～8.5，室温下搅拌1h，15800g、4℃离心30min，取上清液；所述上清液用2mol/L HCl调pH4～5，3000～15800g、4℃离心5～120min，得沉淀；所述沉淀用去离子水溶解并调溶液pH至7.0～8.5，经过干燥即得到大豆蛋白；其中，所述干燥为冷冻干燥或喷雾干燥，所述冷冻干燥的参数为-50～-80℃，真空度0.01Pa～50Pa、干燥24～72h；所述喷雾干燥的参数为：进风温度195℃，出风温度95℃，进料速度20mL/min。
优选方式下，步骤S4所述离心具体为：3000～15800g、离心5～120min。
优选方式下，步骤S5所述沉淀和水的重量比为1:(5～10)。
优选方式下，步骤S7所述干燥为冷冻干燥或喷雾干燥；所述冷冻干燥具体为：-50～-80℃，真空度0.01Pa～50Pa、干燥24～72h；所述喷雾干燥具体为：进风温度195℃，出风温度95℃，进料速度20mL/min。
优选方式下，所述热稳定性大豆蛋白的制备方法，包括步骤：
S1、分散：取大豆蛋白以质量浓度1.5％(w/w，g/g)均匀分散在水中，并使用少量2mol/L HCl或2mol/L NaOH调节pH7.0，得蛋白质分散液1；
其中，所述大豆蛋白的提取方法为：脱脂豆粕以1:10g/mL的比例加入去离子水，采用2mol/L NaOH溶液调pH8.5，室温下搅拌1h，15800g、4℃离心30min得上清液；所述上清液用2mol/L HCl调pH5.0，6000g、4℃离心15min，得到大豆蛋白沉淀；所述大豆蛋白沉淀用去离子水溶解并调蛋白溶液pH到8.5，所述蛋白质溶液经过冷冻干燥即得到大豆蛋白，所述冷冻干燥具体为-50℃、0.01Pa、24h；
S2、热处理：将步骤S1所得蛋白质分散液1在120℃加热120min，得蛋白分散液2；
S3、酸沉：将步骤S2获得的蛋白分散液2冷却至室温，使用2mol/L HCl调节pH到5.0；
S4、离心：将步骤S3所得产物15800g离心5min收集沉淀；
S5、复溶：将步骤S4所得沉淀按重量比1:5加入水，调节pH到8.5进行分散复溶，得蛋白溶液；
S6、干燥：将步骤S5所得蛋白溶液进行真空冷冻干燥(-50℃，50Pa，72h)，即得热稳定性大豆蛋白。
本发明的有益效果是：
1、本发明开发了一种简便的具有热稳定性大豆蛋白的改性方法。
2、本发明使用热处理对大豆蛋白进行改性，提高大豆蛋白的热稳定性，经过多次反复实验，确定了在pH6.0～7.0条件下大豆蛋白热处理改性时的质量浓度应在0.1～1.5％(w/w，g/g)之间，高于此浓度，无法提高大豆蛋白的热稳定性。
3、本发明对大豆蛋白进行热处理改性时的pH条件温和，改性蛋白热稳定性较高。
4、本发明获得的大豆蛋白粒径小(平均粒径107～535nm，见图7)，除应用于乳饮料外，还可应用于透明的蛋白饮料体系。
附图说明
图1为本发明实施例1所得热稳定性大豆蛋白的弹性模量测定结果；
图2为本发明实施例1所得热稳定性大豆蛋白的粘性测定结果；
图3为本发明实施例2所得热稳定性大豆蛋白的弹性模量测定结果；
图4为本发明实施例2所得热稳定性大豆蛋白的粘性测定结果；
图5为本发明实施例3所得热稳定性大豆蛋白的弹性模量测定结果；
图6为本发明实施例3所得热稳定性大豆蛋白的粘性测定结果；
图7为本发明实例所得热稳定性大豆蛋白的粒径测定结果；
图8为本发明对比例1所得改性大豆蛋白的弹性模量测定结果；
图9为本发明对比例1所得改性大豆蛋白的粘性测定结果；
图10为本发明实施例1所得热稳定性大豆蛋白流动性示意图；
图11为本发明实施例2所得热稳定性大豆蛋白流动性示意图；
图12为本发明实施例3所得热稳定性大豆蛋白流动性示意图；
图13为本发明对比例1所得改性大豆蛋白流动性示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施实例对本发明做进一步说明。
实施例1
热稳定性大豆蛋白的制备方法，包括步骤：
S1、大豆蛋白提取：脱脂豆粕以1:10(w/v，g/mL)比例加入去离子水，采用2mol/LNaOH溶液调pH7.0，室温下搅拌1h，离心(15800g，30min，4℃)除去不溶物得到上清液；所述上清液用2mol/L HCl调pH4.0，离心(15800g，5min，4℃)得沉淀；所述沉淀用去离子水溶解并调溶液pH到7.0，所述溶液经过冻干即得到大豆蛋白；所述冻干参数为-80℃、50Pa、72h；
S2、分散：取步骤S1所得大豆蛋白以质量浓度0.1％(w/w，g/g)均匀分散在水中，并使用2mol/L HCl调节pH6.0，得蛋白质分散液1；
S3、热处理：将步骤S2所得蛋白质分散液1在85℃加热30min，得蛋白分散液2；
S4、酸沉：将步骤S3获得的蛋白分散液2冷却至室温，使用2mol/L HCl调节pH至4.5；
S5、离心：将步骤S4所得产物3000g离心120min收集沉淀；
S6、复溶：将步骤S5所得沉淀按重量比1:10加入水，调节pH到7.0进行分散复溶，得蛋白溶液；
S7、干燥：将步骤S6所得蛋白溶液进行真空冷冻干燥(-80℃，0.01Pa，24h)，即得热稳定性大豆蛋白。
取本实施例制备的热稳定性大豆蛋白配置成10％(w/v，g/mL)蛋白质浓度的水溶液，所述水溶液100℃加热30分钟，冷却后放入4℃冰箱24小时后测定弹性模量和粘度；同时，取大豆蛋白作为对照，配置成10％(w/v，g/mL)蛋白质浓度的水溶液，100℃加热30分钟，冷却后放入4℃冰箱24小时后测定弹性模量和粘度；弹性模量测定结果如图1所示，未改性大豆蛋白(即本实施例步骤S1所述大豆蛋白)加热后弹性模量明显上升，本实施例制得的热稳定大豆蛋白弹性模量轻微增大；如图10所示，左边瓶子-大豆蛋白加热后形成热凝胶状，右边瓶子-本实施例所得热稳定性大豆蛋白加热后仍是流动状态，未发生凝胶化。粘度测定结果如图2所示，未改性大豆蛋白(即本实施例步骤S1所述大豆蛋白)的粘性在加热后大幅度增加，而本实施例制得的热稳定性大豆蛋白的粘性在热处理后增加相对较小。综上所述，本实施例所得热稳定性大豆蛋白的分散液(即水溶液)具有较高的热稳定性。
实施例2
热稳定性大豆蛋白的制备方法，包括步骤：
S1、大豆蛋白提取：脱脂豆粕以1:10(w/v，g/mL)比率加入去离子水，采用2mol/LNaOH溶液调pH8.0，室温下搅拌1h，离心(15800g，30min，4℃)除去不溶物得到上清；所述上清用2mol/L HCl调pH4.5，离心(3000g，120min，4℃)得到大豆蛋白沉淀；所述大豆蛋白沉淀用去离子水溶解并调溶液pH到7.5，所述溶液经过喷雾干燥(进风温度195℃，出风温度95℃，进料速度20mL/min)即得到大豆蛋白；
S2、分散：取步骤S1所得大豆蛋白以质量浓度1％(w/w，g/g)均匀分散在水中，并使用2mol/L HCl调节pH6.4，得蛋白质分散液1；
S3、热处理：将步骤S2所得蛋白质分散液1在100℃加热60min，得蛋白分散液2；
S4、酸沉：将步骤S3获得的蛋白分散液2冷却至室温，使用2mol/L HCl调节pH到4.0；
S5、离心：将步骤S4所得产物10000g离心30min收集沉淀；
S6、复溶：将步骤S5所得沉淀按重量比1:8加入水，调节pH到8.0进行分散复溶，得蛋白溶液；
S7、干燥：将步骤S6所得蛋白溶液进行喷雾干燥(进风温度195℃，出风温度95℃，进料速度20mL/min)，即得热稳定性大豆蛋白。
取本实施例制备的热稳定性大豆蛋白配置成10％(w/v，g/mL)蛋白质浓度的水溶液，所述水溶液在100℃加热30分钟，冷却后放入4℃冰箱24小时后测定弹性模量和粘度；同时，取大豆蛋白作为对照，配置成10％(w/v，g/mL)蛋白质浓度的水溶液，100℃加热30分钟，冷却后放入4℃冰箱24小时后测定弹性模量和粘度；弹性模量测定结果如图3所示，粘度测定结果如图4所示，本实施例制得的热稳定性大豆蛋白在热处理前后弹性及粘性均未有明显变化，且弹性模量和粘度值接近大豆蛋白(即本实施例步骤S1所述大豆蛋白)水溶液的数值；而未改性大豆蛋白(即本实施例步骤S1所述大豆蛋白)热处理后弹性和粘性均增大；图11显示，右侧热稳定性大豆蛋白并未凝胶化，流动性较好、成均匀分散的胶体分散液。
实施例3
热稳定性大豆蛋白的制备方法，包括步骤：
S1、大豆蛋白提取：脱脂豆粕以1:10(w/v，g/mL)的比例加入去离子水，采用2mol/LNaOH溶液调pH8.5，室温下搅拌1h，离心(15800g，30min，4℃)除去不溶物得到上清液；所述上清液用2mol/L HCl调pH5.0，离心(6000g，15min，4℃)得到大豆蛋白沉淀；所述大豆蛋白沉淀用去离子水溶解并调pH到8.5得蛋白溶液，所述蛋白质溶液经过冷冻干燥即得到大豆蛋白，所述冷冻干燥具体为-50℃、0.01Pa、24h；
S2、分散：取大豆蛋白以质量浓度1.5％(w/w，g/g)均匀分散在水中，并使用少量2mol/L HCl或2mol/L NaOH调节pH7.0，得蛋白质分散液1；
S3、热处理：将步骤S2所得蛋白质分散液1在120℃加热120min，得蛋白分散液2；
S4、酸沉：将步骤S3获得的蛋白分散液2冷却至室温，使用2mol/L HCl调节pH到5.0；
S5、离心：将步骤S2所得产物(即pH调节到5.0的蛋白分散液2)15800g离心5min收集沉淀；
S6、复溶：将步骤S5所得沉淀按重量比1:5加入水，调节pH到8.5进行分散复溶，得蛋白溶液；
S7、干燥：将步骤S6所得蛋白溶液进行真空冷冻干燥(-50℃，50Pa，72h)，即得热稳定性大豆蛋白。
取本实施例制备的热稳定性大豆蛋白配置成10％(w/v，g/mL)蛋白质浓度的水溶液，所述水溶液100℃加热30分钟，冷却后放入4℃冰箱24小时后测定弹性模量和粘度；同时，取大豆蛋白作为对照，配置成10％(w/v，g/mL)蛋白质浓度的水溶液，100℃加热30分钟，冷却后放入4℃冰箱24小时后测定弹性模量和粘度；弹性模量测定结果如图5所示，粘度测定结果如图6所示，本实施例制得的热稳定性大豆蛋白在热处理前后弹性及粘性均未有明显变化，且弹性模量和粘度值接近大豆蛋白(即本实施例步骤S1所述大豆蛋白)水溶液的数值；而未改性大豆蛋白(即本实施例步骤S1所述大豆蛋白)热处理后弹性和粘性均增大；图12显示，右侧热稳定性大豆蛋白并未凝胶化，流动性较好、成均匀分散的胶体分散液。
对比例1
改性大豆蛋白的制备方法，包括步骤：
S1、大豆蛋白提取：脱脂豆粕以1:10(w/v，g/mL)的比例加入去离子水，采用2mol/LNaOH溶液调pH8.5，室温下搅拌1h，离心(15800g，30min，4℃)除去不溶物得到上清液；所述上清液用2mol/L HCl调pH5.0，离心(6000g，15min，4℃)得到大豆蛋白沉淀；所述大豆蛋白沉淀用去离子水溶解并调蛋白溶液pH到8.5，所述蛋白质溶液经过冷冻干燥即得到大豆蛋白，所述冷冻干燥具体为-50℃、0.01Pa、24h；
S2、分散：取大豆蛋白以质量浓度2.0％(w/w，g/g)均匀分散在水中，并使用少量2mol/L HCl或2mol/L NaOH调节pH6.4，得蛋白质分散液1；
S3、热处理：将步骤S2所得蛋白质分散液1在100℃加热30min，得蛋白分散液2；
S4、酸沉：将步骤S3获得的蛋白分散液2冷却至室温，使用2mol/L HCl调节pH到4.5；
S5、离心：将步骤S2所得产物15800g离心5min收集沉淀；
S6、复溶：将步骤S5所得沉淀按重量比1:5加入水，调节pH到7.0进行分散复溶，得蛋白溶液；
S7、干燥：将步骤S6所得蛋白溶液进行真空冷冻干燥(-50℃，1Pa，48h)，即得改性大豆蛋白。
取本对比例制备的改性大豆蛋白配置成10％(w/v，g/mL)蛋白质浓度的水溶液，所述水溶液100℃加热30分钟，冷却后放入4℃冰箱24小时后测定弹性模量和粘度；同时，取大豆蛋白作为对照，配置成10％(w/v，g/mL)蛋白质浓度水溶液，100℃加热30分钟，冷却后放入4℃冰箱24小时后测定弹性模量和粘度；弹性模量测定结果如图8所示，粘度测定结果如图9所示，本对比例制得的改性蛋白在热处理后发生凝胶化，弹性模量和粘度值接近大豆蛋白(即步骤S1所述大豆蛋白)水溶液加热后的数值；图13直观显示，左侧大豆蛋白和右侧改性大豆蛋白分散液均发生凝胶化，说明本对比例制备的改性大豆蛋白热稳定性较差。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种热稳定性大豆蛋白的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、分散：脱脂豆粕以重量体积比1:10g/mL的比例加入去离子水，调节pH7.0～8.5，室温搅拌1h，15800g、4℃离心30min，取上清液；所述上清液调节pH4～5，3000～15800g、4℃离心5～120min，得沉淀；所述沉淀用去离子水溶解并调pH至7.0～8.5得蛋白溶液；所述蛋白溶液经干燥得大豆蛋白；取所述大豆蛋白，以质量浓度0.1％～1.5％分散在水中，并调节pH6.0～7.0，得蛋白质分散液1；
S2、热处理：将步骤S1所述蛋白质分散液1在80～120℃加热30～120min，得蛋白分散液2；
S3、酸沉：将步骤S2所述蛋白分散液2的pH调节到4～5；
S4、离心：将步骤S3所得pH调节到4～5以后的蛋白分散液2离心，收集沉淀；
S5、复溶：将步骤S4所述沉淀加水，调节pH到7.0～8.5进行复溶，得蛋白溶液；
S6、干燥：将步骤S5所述蛋白溶液干燥，即得热稳定性大豆蛋白。
2.根据权利要求1所述热稳定性大豆蛋白的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述干燥为冷冻干燥或喷雾干燥；所述冷冻干燥的参数为-50～-80℃，真空度0.01Pa～50Pa、干燥24～72h；所述喷雾干燥的参数为：进风温度195℃，出风温度95℃，进料速度20mL/min。
3.根据权利要求1所述热稳定性大豆蛋白的制备方法，其特征在于，步骤S4所述离心具体为：3000～15800g、离心5～120min。
4.根据权利要求1所述热稳定性大豆蛋白的制备方法，其特征在于，步骤S5所述沉淀和水的重量比为1:(5～10)。
5.根据权利要求1所述热稳定性大豆蛋白的制备方法，其特征在于，步骤S6所述干燥为冷冻干燥或喷雾干燥。
6.根据权利要求5所述热稳定性大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥具体为：-50～-80℃，真空度0.01Pa～50Pa、干燥24～72h。
7.根据权利要求5所述热稳定性大豆蛋白的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥具体为：进风温度195℃，出风温度95℃，进料速度20mL/min。
8.根据权利要求1所述热稳定性大豆蛋白的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、分散：取大豆蛋白以质量浓度1.5％均匀分散在水中，使用2mol/L HCl或2mol/LNaOH调节pH7.0，得蛋白质分散液1；
其中，所述大豆蛋白的提取方法为：脱脂豆粕以1:10g/mL的比例加入去离子水，采用2mol/L NaOH溶液调pH8.5，室温下搅拌1h，15800g、4℃离心30min得上清液；所述上清液用2mol/L HCl调pH5.0，6000g、4℃离心15min，得到大豆蛋白沉淀；所述大豆蛋白沉淀用去离子水溶解并调pH到8.5得蛋白溶液；所述蛋白溶液经过冷冻干燥即得到大豆蛋白，所述冷冻干燥参数为-50℃、0.01Pa、24h；
S2、热处理：将步骤S1所述蛋白质分散液1在120℃加热120min，得蛋白分散液2；
S3、酸沉：将步骤S2所述蛋白分散液2冷却至室温，使用2mol/L HCl调节pH到5.0；
S4、离心：将步骤S3所得pH调节到5.0的蛋白分散液2，15800g离心5min收集沉淀；
S5、复溶：将步骤S4所述沉淀按重量比1:5加水，调节pH到8.5进行分散复溶，得蛋白溶液；
S6、干燥：将步骤S5所述蛋白溶液进行-50℃、50Pa、72h真空冷冻干燥，即得热稳定性大豆蛋白。
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