CN111919961A - 一种高乳化稳定性决明子蛋白的超声制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高乳化稳定性决明子蛋白的超声制备方法,属于食品加工技术领域。该方法包括原料预处理、蛋白超声提取、酸沉、水洗、透析和干燥步骤,即得到高乳化稳定性的决明子蛋白。该方法绿色、高效、环境友好、工艺简单,易于大规模生产,为高乳化稳定性决明子蛋白的大量制备及其应用提供思路和方法。
Description
技术领域
本发明提供了一种高乳化稳定性的决明子蛋白制备方法,涉及决明子蛋白加工性质改造技术,属于食品加工技术领域。
背景技术
决明子是豆科决明属决明(Cassia tora Linn.)的干燥成熟种子,广泛分布于美洲、亚洲、非洲和大洋洲。决明子富含蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物元素等营养物质以及蒽醌、黄酮类化合物和植物甾醇等生理活性物质,既具有清肝明目、通便等药效,又具有降压、抗菌和降低胆固醇等生物活性,是药食同源的植物种子原料,其中蛋白质是决明子中主要的营养成分之一,占其干重的18.5%-23.0%,其必需氨基酸含量高,是优质的蛋白质资源。已有研究表明,决明子蛋白易水解,且其水解物具有抗氧化和抑制血管紧张素转化酶(ACE)等功能。
蛋白质具有两亲性,能在油-水界面形成一层吸附层,提供空间稳定性,防止乳剂的聚集,因此蛋白质常在食品体系中用作乳化剂。蛋白质的乳化稳定性(ESI)指形成的乳液吸附层的稳定性,这是在食品加工中用作表面活性剂的蛋白质的一个重要的功能特性。蛋白质的乳化性能一般与其结构和表面特性有关。
超声是作为非热系统加工技术,在制备高功能性的植物蛋白方面引起了广泛的关注。大量研究发现,这种非热加工工艺可以改善蛋白质的功能特性。超声处理蛋白可以使蛋白质发生部分展开和疏水基团的暴露,表面疏水性显著提高,蛋白分子柔韧性增加,使得蛋白质在油-水界面有更高的吸收,从而改善乳化能力,提高乳化稳定性(ESI)。所以超声是改善蛋白质乳化特性的潜在工具,其改善后的蛋白可以用于乳化食品中,例如沙拉酱、饮料和冰淇淋。
目前,尚未见超声提高决明子蛋白乳化稳定性方面的报道。本专利利用超声制备出一种具有较高乳化稳定性的决明子蛋白质,可作为营养补充剂添加到食品中,用于改善食品的感官特性和营养搭配,拓宽其在食品中的应用,同时适合广大人群补充足够氨基酸的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高乳化稳定性决明子蛋白的超声制备方法。该方法为达到提高决明子蛋白乳化稳定性、简化工艺、减少时间、绿色安全的目的,通过超声对决明子蛋白进行修饰改性,利用超声作用产生的空化效应和湍流作用,以及乳剂中油泡的整合作用,使蛋白表现出较高的表面疏水性,通过相邻的蛋白质分子在界面上的疏水相互作用使蛋白质的定向变得更加有利。使用超声对决明子蛋白进行改性,是高乳化稳定性决明子蛋白制备的一种的新方法,该方法具有绿色、高效、安全、节能等优点,有助于扩大决明子蛋白制品的综合利用,而且超声的工艺、设备、经济和效率都能够满足工业化生产的要求。
一种提高决明子蛋白乳化稳定性的超声制备方法,按照下述步骤进行:
(1)原料预处理:将决明子烘干粉碎,过80目筛,将得到的决明子粉在室温下用石油醚脱脂3次。风干后装入聚乙烯袋,密封,4℃保存备用。
(2)高乳化稳定性蛋白的提取:将脱脂决明子粉与去离子水按照料液比1:50(g/mL)加入容器中,调整溶液pH为8.5~9.5,调整聚能式超声的功率为220~300W,控制温度为45~55℃,在此条件下超声处理20min,其工作和间歇比为5s:4s,再经8000r/min离心20min后,收集上清液。
(3)酸沉:将上清液的pH调节至决明子蛋白等电点pI=4,静置过夜,离心收集沉淀。
(4)水洗:将上述沉淀水洗3次,再将沉淀复溶后调节pH至中性。
(4)透析:将复溶后的中性溶液经流水透析48h,得到浓缩液。
(5)干燥:将浓缩液经冷冻干燥或喷雾干燥,即得较高乳化稳定性的决明子蛋白粉。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明方法利用超声作用产生的湍流作用来提高蛋白质表面疏水性,通过相邻的蛋白质分子在界面上的疏水相互作用增强了膜的硬度,使得蛋白质在界面上扩散和迅速吸附,在界面上展开和重新定向以稳定乳液,降低界面张力。同时利用超声所产生的空化效应和热效应,促进了细胞中溶质的溶出,使蛋白结构发生展开,提高蛋白的溶解度,不仅提高了决明子蛋白的提取效率,而且改善了决明子蛋白的乳化稳定性,从而拓宽了决明子蛋白在乳化型食品中的应用范围。。
(2)本发明设备简单、操作简便,运行成本低,节能省时,易于工业化生产。
(3)本发明在不添加任何化学试剂的条件下即可对决明子蛋白进行修饰改性并达到所需要的理想效果,是真正意义上的绿色、无污染、低耗能的蛋白质修饰改性方法。
具体实施方式
本发明中提取率的测定采用考马斯亮蓝法,通过紫外分光光度计测定提取液中可溶性蛋白含量,利用牛血清蛋白(BSA)作标准曲线。
乳化稳定性测定采用在25℃,10000rp下用均质机均质1min,稀释后的乳剂浊度使用紫外分光光度计在500nm下立即(0分钟)和10分钟后测定,通过公式ESI(min)=10×A0/(A0-A10)计算乳化稳定性。
实施例1
取脱脂决明子粉1g,加入50mL去离子水的烧杯中,将超声探头深入距离烧杯底部1cm处,调整溶液pH为8.5,聚能式超声的功率为220W,水浴锅温度为45℃,超声提取工作和间歇比为5s:4s,超声总时间20min。结束后,8000r/min离心取上清液,利用考马斯亮蓝法测得蛋白提取率为46.22%。将上清液pH调整到决明子蛋白等电点4后,静置过夜,倒掉上清液,沉淀离心,水洗3次后调整pH至中性,透析48h后,冷冻干燥,得到决明子蛋白冻干粉,测得其乳化稳定性(ESI)为46.21min。
实施例2
取脱脂决明子粉1g,加入50mL去离子水的烧杯中,将超声探头深入距离烧杯底部1cm处,调整溶液pH为9.5,聚能式超声的功率为300W,水浴锅温度为55℃,超声提取工作和间歇比为5s:4s,超声总时间20min。结束后,8000r/min离心取上清液,利用考马斯亮蓝法测得其提取率为56.95%,其余后处理同实施例1,得到决明子冻干粉,测得其ESI为50.67min。
实施例3
取脱脂决明子粉1g,加入50mL去离子水的烧杯中,将超声探头深入距离烧杯底部1cm处,调整溶液pH为8.5,聚能式超声的功率为260W,水浴锅温度为45℃,超声提取工作和间歇比为5s:4s,超声总时间20min。结束后,8000r/min离心取上清液,利用考马斯亮蓝法测得其提取率为51.39%,其余后处理同实施例1,得到决明子冻干粉,其ESI为58.52min。
实施例4
取脱脂决明子粉1g,加入50mL去离子水的烧杯中,将超声探头深入距离烧杯底部1cm处,调整溶液pH为9.5,聚能式超声的功率为250W,水浴锅温度为49℃,超声提取工作和间歇比为5s:4s,超声总时间20min。结束后,8000r/min离心取上清液,利用考马斯亮蓝法测得其提取率为57.7%,其余后处理同实施例1,得到决明子冻干粉,其ESI为61.82min。
对比例
取脱脂决明子粉1g,加入50mL去离子水的烧杯中,调整溶液pH为9.5,水浴锅温度为49℃,磁体搅拌20min。结束后,8000r/min离心取上清液,利用考马斯亮蓝法测得其提取率为40.21%,其余后处理同实施例1,得到决明子冻干粉,其ESI为18.67min。
本发明通过目前被认为是最优选和最实际的实施例描述,应当能被理解的是,本发明不限于公开的实施例。相反,其目的是涵盖随附权利要求精神和范围内的各种修改和等效安排,其范围是给予最广泛的解释,以包含在法律下允许的所有这样的修改和同等结构。
Claims (3)
1.一种提高决明子蛋白乳化稳定性的超声制备方法,其特征在于按照下述步骤进行:
(1)原料预处理:将决明子烘干粉碎,过80目筛,将得到的决明子粉在室温下用石油醚脱脂3次;风干后装入聚乙烯袋,密封,4℃保存备用;
(2)高乳化稳定性蛋白的提取:将脱脂决明子粉与去离子水按照料液比1:50(g/mL)加入容器中,调整溶液pH为8.5~9.5,调整聚能式超声的功率为220~300W,控制温度为45~55℃,在此条件下超声处理20min,其工作和间歇比为5s:4s,再经8000r/min离心20min后,收集上清液;
(3)酸沉:将上清液的pH调节至决明子蛋白等电点pI=4,静置过夜,离心收集沉淀;
(4)水洗:将上述沉淀水洗3次,再将沉淀复溶后调节pH至中性;
(4)透析:将复溶后的中性溶液经流水透析48h,得到浓缩液;
(5)干燥:将浓缩液经冷冻干燥或喷雾干燥,即得较高乳化稳定性的决明子蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的一种高乳化稳定性决明子蛋白的超声制备方法,其特征在于,脱脂决明子粉与去离子水按照料液比1:50(g/mL)配制,溶液pH为8.5~9.5,超声功率为220~300W,控制水浴温度为45~55℃,在此条件下超声处理20min,再经8000r/min离心20min后,得到富含高乳化稳定性决明子蛋白的提取液。
3.根据权利要求1所述的一种高乳化稳定性决明子蛋白的超声制备方法,其特征在于,步骤中超声设备为聚能探头式超声设备,超声提取工作:间歇比为5s:4s。
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CN112690362A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-23 | 江苏大学 | 一种提高芡实蛋白功能特性和抗氧化活性的方法 |
Citations (4)
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CN1252407A (zh) * | 1999-09-20 | 2000-05-10 | 西安交通大学 | 决明子蛋白质的提取工艺 |
CN1733801A (zh) * | 2005-08-30 | 2006-02-15 | 华南师范大学 | 中药决明子蛋白质的提取方法和应用 |
CN103211101A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-07-24 | 广州大学 | 决明子蛋白作为草鱼生长饲料添加剂的用途 |
CN105085608A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-11-25 | 成都艾比科生物科技有限公司 | 一种从中药决明子中提取蛋白质的工艺 |
-
2020
- 2020-07-10 CN CN202010663681.5A patent/CN111919961A/zh active Pending
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