CN110037162A - 一种优化大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物的冻融稳定性的方法 - Google Patents

一种优化大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物的冻融稳定性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于大豆分离蛋白的改性领域,涉及一种优化大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物的冻融特性的方法。包括以下步骤:将大豆分离蛋白分别与葡萄糖、麦芽糖、葡聚糖按一定质量比(1:1‑5:1)配成一定蛋白浓度(2‑6%)的溶液混匀后于4℃冰箱中过夜。取不同样品溶液于水浴锅(60‑100℃)反应(1‑5h)后置于冰水浴使反应停止,将样品制成乳状液,研究改性产物的冻融稳定性。通过单因素试验得出大豆分离蛋白与葡萄糖、麦芽糖、葡聚糖共价复合物最佳反应条件分别为反应温度80℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:G质量比3:1;应温度80℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:M质量比4:1;应温度90℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:D质量比1:1,且SPI‑M的乳化性和冻融稳定性均好于SPI‑G和SPI‑D。

Description

一种优化大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物的冻融 稳定性的方法
技术领域
本发明属于大豆分离蛋白的改性领域,涉及一种改善并比较大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物的冻融稳定性的方法
背景技术
大豆分离蛋白是蛋白质含量在90%以上,富含有多种必需氨基酸和不饱和脂肪酸的优质蛋白,是少数的可与动物蛋白比拟的植物蛋白,由于其具有表面活性而常被用作乳化剂,但是蛋白质的乳化特性会受到外界因素的影响,当温度降低时,水相会形成尖锐冰晶会刺破油水界面膜,使乳液呈现失稳状态。
蛋白质改性是改善蛋白质的结构和功能性质的有效方法,化学改性由于具有效果显著的特点常用作蛋白质改性,如糖基化、脱酸胺化、磷酸化、梭甲基化、共价交联等。其中,糖基化改性仅通过加热不需要催化剂就能提高蛋白质的稳定性,是一种理想的改性蛋白质的方法。目前关于大豆分离蛋白与多糖共价复合物冻融性质的研究较多,但对大豆分离蛋白与单糖和双糖共价复合物冻融性质研究鲜有报道。本发明比较分析大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物在冻融循环后的功能稳定性并优化出最佳反应条件。以期寻求制备冻融稳定型糖基化大豆分离蛋白的最佳工艺为冷冻产品提供新的技术思路。
发明内容
本发明的目的是为了研究糖的种类对大豆分离蛋白-糖共价复合物冻融特性的影响,以改性产物的乳化性质和乳析指数为指标,研究大豆分离蛋白(soybean proteinisolate,SPI)与葡萄糖(Glucose,G)、麦芽糖(Maltose,M)和葡聚糖(Dextran,D)共价复合产物冻融特性的变化,取得最佳反应条件,用出油率对改性产物的冻融稳定性进行表征。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种优化大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物的冻融稳定性的方法,包括以下步骤:将大豆分离蛋白分别与葡萄糖、麦芽糖、葡聚糖按一定质量比(1∶1-5∶1)溶解于0.01mol/L pH 7.0磷酸盐缓冲液,配成一定蛋白浓度(2-6%)的溶液,室温下搅拌4h后,加入微量叠氮钠防止滋生微生物并于4℃冰箱中过夜。取不同样品溶液于水浴锅(60-100℃)反应(1-5h),反应结束后,样品置于冰水浴使反应停止,然后样品在2000r/min下离心20min,取上清液于蒸馏水中透析24h,取30mL样品和10mL大豆油混合,在11000r/min下均质1min以形成乳浊液,分别在0min与10min时从底部吸取100μL加入10mL(0.1%)SDS中,于500nm处测定吸光度。接着90mL样品和10mL大豆油混合,在11000r/min下处理3min形成粗乳液,然后高压均质处理得微乳液,然后对乳液进行冻融处理。
通过单因素试验得出,大豆分离蛋白-葡萄糖共价复合物(SPI-G)最佳反应条件为反应温度80℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:G质量比3:1;大豆分离蛋白-麦芽糖共价复合物(SPI-M)最佳反应条件为反应温度80℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:M质量比4:1;大豆分离蛋白-葡聚糖共价复合物(SPI-D)最佳反应条件为反应温度90℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:D质量比1:1,且SPI-M的乳化性和冻融稳定性均好于SPI-G和SPI-D。
本发明优化出湿热条件下大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物最佳反应条件,提高了SPI的冻融稳定性,并降低改性温度、节约了能源,降低糖的添加,减少了成本,为冷冻食品提供新的技术依据。
附图说明
图1反应温度的确定;
图2反应时间的确定;
图3蛋白浓度的确定;
图4蛋白与糖质量比的确定;
图5大豆分离蛋白及改性产物冻融后的出油率;
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明,但并不局限于此,凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的保护范围中。
一、乳化性
利用紫外可见分光光度计测定的吸光值计算乳化性。
式中,EAI——每克蛋白质的乳化面积(m2/g);T——2.303;N——稀释倍数100;——体系中油相所占的体积分数(0.25);C——蛋白质的浓度(g/mL);L——比色池光径(1cm)。
式中,A0——0min时的吸光值;A10——10min时的吸光值;ΔT——时间差为10min。
二、乳析指数
式中,HS——乳清层高度(cm);HT——乳液总高度(cm)。
三、出油率
利用紫外可见分光光度计测定的吸光值计算出油率
式中:m0—苏丹Ⅲ油溶液质量;me—乳液质量;a—苏丹Ⅲ油溶液吸光值与离心后苏丹Ⅲ油溶液吸光度的比值;—乳液中油相的质量分数
四、单因素试验
1、反应温度的确定
在SPI与糖的质量比2:1,反应时间3h,蛋白浓度4%条件下,以乳化性和乳析指数为指标,研究不同反应温度对SPI-G、SPI-M、SPI-D乳化性和1、2、3次冻融循环后乳析指数的影响。结果发现:随着温度的增加,乳化活性和乳化稳定性呈现上升趋势,乳析指数呈下降趋势,当温度达到80℃时,显示出最佳的冻融性质,所以选取80℃为反应温度(图1)。
2、反应时间的确定
在SPI与糖的质量比2:1,反应温度80℃,蛋白浓度4%条件下,以乳化性和乳析指数为指标,研究不同反应时间对SPI-G、SPI-M、SPI-D乳化性和1、2、3次冻融循环后乳析指数的影响。结果发现:随着反应时间的增加,乳化活性和乳化稳定性呈现上升趋势,乳析指数呈下降趋势,当反应时间为3h时,显示出最佳的冻融性质,所以选取3h为反应时间(图2)。
3、蛋白浓度的确定
在SPI与糖的质量比2:1,反应时间3h,反应温度80℃条件下,以乳化性和乳析指数为指标,研究不同蛋白浓度对SPI-G、SPI-M、SPI-D乳化性和1、2、3次冻融循环后乳析指数的影响。结果发现:随着蛋白浓度的增加,乳化活性和乳化稳定性呈现上升趋势,乳析指数呈下降趋势,当蛋白浓度为4%时,显示出最佳的冻融性质,所以选取4%为蛋白浓度(图3)。
4、蛋白与糖质量比的确定
在反应温度80℃,反应时间3h,蛋白浓度4%条件下,以乳化性和乳析指数为指标,研究不同SPI与糖质量比对SPI-G、SPI-M、SPI-D乳化性和1、2、3次冻融循环后乳析指数的影响。结果发现:随着糖含量的增加,乳化活性和乳化稳定性呈现上升趋势,乳析指数呈下降趋势,当蛋白与葡聚糖质量比1:1、蛋白与葡萄糖质量比3:1、蛋白与麦芽糖质量比4:1时分别显示出最佳的冻融性质(图4)。
五、大豆分离蛋白及SPI-G、SPI-M、SPI-D乳状液的冻融稳定性比较。
取冻融后的乳液16g与4g苏丹三油溶液混合均匀于10000r/min离心20min后于508nm处测吸光值,以大豆油为空白。
结果发现:优化的SPI-G的出油率分别降低了4%、4.8%、2%;优化的SPI-M的出油率分别降低了16%、16.8%、12%;优化的SPI-D的出油率分别降低了22%、22.6%、17%,发现改性乳状液的冻融稳定性明显高于大豆分离蛋白乳状液,且无论从冻融稳定性还是经济能源方面来看,SPI-M的性质均好于SPI-G和SPI-D(图5)。

Claims (2)

1.一种优化大豆分离蛋白与单糖、双糖、多糖共价复合物的冻融稳定性的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)将大豆分离蛋白分别与葡萄糖、麦芽糖、葡聚糖按一定质量比(1∶1-5∶1)溶解于0.01mol/L pH 7.0磷酸盐缓冲液,配成一定蛋白浓度(2-6%)的溶液,室温下搅拌4h后,加入微量叠氮钠防止滋生微生物并于4℃冰箱中过夜。(2)取不同样品溶液于水浴锅(60-100℃)反应(1-5h),反应结束后,样品置于冰水浴使反应停止,然后样品在2000r/min下离心20min,取上清液于蒸馏水中透析24h。(3)取90mL样品和10mL大豆油混合,在11000r/min下处理3min形成粗乳液,然后高压均质处理得微乳液,然后对乳液进行冻融处理。
2.按照权利要求1所述的制备方法,其特征在于大豆分离蛋白-葡萄糖共价复合物(SPI-G)最佳反应条件为反应温度80℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:G质量比3:1;大豆分离蛋白-麦芽糖共价复合物(SPI-M)最佳反应条件为反应温度80℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:M质量比4:1;大豆分离蛋白-葡聚糖共价复合物(SPI-D)最佳反应条件为反应温度90℃、反应时间3h、反应浓度4%、SPI:D质量比1:1,且SPI-M的乳化性和冻融稳定性均好于SPI-G和SPI-D。
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