CN112385733B - 一种低致敏大豆蛋白粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低致敏大豆蛋白粉及其制备方法,该方法包括:向大豆蛋白水溶液中加入食源多酚,搅拌均匀,调溶液的pH至碱性,置于室温暗处反应24h,得到多酚‑大豆蛋白共价复合物溶液;向所述多酚‑大豆蛋白共价复合物溶液中加入低聚还原糖,搅拌均匀,得到反应溶液;将所述反应溶液冷冻干燥,得到反应物粉末;将所述反应物粉末置于温度55~65℃、相对湿度75%条件下反应12~36h,得到低致敏大豆蛋白粉。从而可在降低大豆蛋白致敏性的同时,最大限度地减少其中的晚期糖基化终末产物,避免了伴随产物对人体健康的不良影响。

Description

一种低致敏大豆蛋白粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及水食品加工领域,具体涉及一种低致敏大豆蛋白粉及其方法。
背景技术
大豆蛋白具有营养价值高、易制备、来源广、成本低等特点,是为数不多的可用于替代动物蛋白的植物蛋白种类,已成为食品加工领域重要的原料之一。但是,大豆是联合国粮农组织公认的八大类易致敏食物之一,大豆过敏在非特定及特定人群中的发病率约为0.27%~1.9%,其中在婴幼儿中的发病率约为0.4%,临床症状有鼻炎、皮疹、哮喘和胃肠道不适等,严重时可影响其健康成长和发育。随着国民经济和食品工业的快速发展,大豆蛋白在婴幼儿食品等领域的应用不断扩展,大豆过敏的发病率呈不断上升趋势。因此,降低大豆蛋白的致敏性具有十分重要的现实意义和广阔的市场前景。
糖基化是常用于降低大豆蛋白致敏性的方法,其原理是采用还原糖与蛋白质之间的非酶褐变反应(美拉德反应)诱导多肽链发生交联和侧链接枝,改变蛋白构象结构,进而破坏其抗原表位,制得低致敏性大豆蛋白产物。然而,美拉德反应较难控制,进入中期反应阶段后生成的晚期糖基化终末产物(AGEs)被证明与人体老化、糖尿病、慢性肾病、心脑血管疾病等慢性非传染性疾病密切相关,这为糖修饰低敏蛋白制品的应用带来了潜在隐患。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的目的在于提供一种低致敏大豆蛋白粉的制备方法。该方法可在降低大豆蛋白致敏性的同时,最大限度地减少其中的晚期糖基化终末产物,避免了伴随产物对人体健康的不良影响。
为此,在本发明的一方面,本发明提出了一种低致敏大豆蛋白粉的制备方法,包括以下步骤:
向大豆蛋白水溶液中加入食源多酚,搅拌均匀,调溶液的pH至碱性,置于室温暗处反应24h,得到多酚-大豆蛋白共价复合物溶液;
向所述多酚-大豆蛋白共价复合物溶液中加入低聚还原糖,搅拌均匀,得到反应溶液;
将所述反应溶液冷冻干燥,得到反应物粉末;
将所述反应物粉末置于温度55~65℃、相对湿度75%条件下反应12~36h,得到低致敏大豆蛋白粉。
根据本发明实施例的低致敏大豆蛋白粉的制备方法,利用在碱性条件下,多酚可通过自氧化作用与蛋白质发生共价交联,改变蛋白质构象结构和有关物化特性,且形成的多酚-致敏蛋白复合物具有较强的抗氧化性和潜在的低致敏性;相较单糖而言,低聚糖和多糖在糖基化体系中由于空间位阻效应生成的AGEs含量较低,且制得的糖基化蛋白特性优良,无不良感官风味;由此,通过多酚共价修饰联合干热法糖基化反应使多肽链发生交联和侧链接枝,破坏大豆蛋白致敏原的表位结构,同时利用多酚及其醌类中间体的抗氧化作用及低聚糖/多糖的空间位阻作用,降低体系生成的晚期糖基化终末产物及其前体,从而使本申请制得的糖修饰低敏大豆蛋白粉,在保有糖基化产物低致敏性的同时,最大限度地减少了其中的晚期糖基化终末产物,避免了其对健康的不利影响。该方法操作简便、起效快,改良效果显著;同时,制备的大豆分离蛋白粉风味优良、安全性和稳定性好,易实现产业化生产。
另外,根据本发明上述实施例提出的低致敏大豆蛋白粉的制备方法,还可以具有如下附加的技术特征:
可选地,溶液的pH调至9.0。
可选地,大豆蛋白为大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、7S球蛋白和11S球蛋白中的任意一种。
可选地,所述食源多酚为绿原酸、阿魏酸、白藜芦醇、儿茶素、原花青素中的任意一种或几种的混合。
可选地,所述食源多酚为绿原酸提取物、阿魏酸提取物、白藜芦醇提取物、儿茶素提取物、原花青素提取物中的任意一种或几种的混合。
可选地,所述低聚还原糖为低聚半乳糖、甘露寡糖、寡壳糖和葡聚糖中的任意一种或几种的混合。
可选地,所述食源多酚的加入量为25~100μmol/g的大豆蛋白。
可选地,所述低聚还原糖与大豆蛋白质量比为1:1~4:1。
可选地,所述冷冻干燥为于-20℃冰箱内预冻24h后,于-40~-50℃下冷冻干燥16~24h。
本发明在另一方面提出了一种低致敏大豆蛋白粉,其采用上述的低致敏大豆蛋白粉的制备方法制得。
根据本发明的一种低致敏大豆蛋白粉,其通过上述方法可制备出兼具低致敏性和低水平晚期糖基化终末产物的大豆蛋白粉。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例中低致敏大豆蛋白的荧光性AGEs含量;
图2为根据本发明实施例中低致敏大豆蛋白的CML含量;
图3为根据本发明实施例的低致敏大豆蛋白的IgE结合能力。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解,本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤;还应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
为了更好的理解上述技术方案,下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明采用的试材皆为普通市售品,皆可于市场购得。
本发明的室温均为25℃。
根据本发明的实施例,本发明提出了一种低敏大豆蛋白粉的制备方法,其包括以下步骤(优选条件):
(1)向大豆蛋白水溶液中加入食源多酚,搅拌均匀,调溶液的pH至碱性,置于室温暗处反应24h,得到多酚-大豆蛋白共价复合物溶液。根据本发明的具体实施例,可以是将大豆蛋白以50mg/mL的浓度分散于蒸馏水中,加入25~100μmol/g的食源多酚,搅拌至充分溶解,用2mol/L NaOH将体系pH调至9.0,而后室温暴露于空气中暗处反应24h,得到共价复合物溶液。其中,食源多酚可以是绿原酸、阿魏酸、白藜芦醇、儿茶素、原花青素中的任意一种或几种的混合。或者,食源多酚可以是绿原酸提取物、阿魏酸提取物、白藜芦醇提取物、儿茶素提取物、原花青素提取物中的任意一种或几种的混合。其中,大豆蛋白可以是大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、7S球蛋白和11S球蛋白中的任意一种。
(2)向所述多酚-大豆蛋白共价复合物溶液中加入与大豆蛋白质量比为1:1~4:1的低聚还原糖,于室温搅拌均匀后得到反应溶液。根据本发明的具体实施例,可以是向所述的共价复合物溶液中加入寡壳糖,添加量为与加入大豆分离蛋白粉的质量的4倍。其中,所述低聚还原糖可以是低聚半乳糖、甘露寡糖、寡壳糖和葡聚糖中的任意一种或几种的混合。
(3)将所得的反应溶液置于-20℃条件下冷却,冷冻干燥后,得到反应物粉末。根据本发明的具体实施例,可以是将反应后溶液立即置于-20℃冰箱内,预冻24h后于-40~-50℃冷冻干燥16~24h,得到反应物粉末。
(4)将所述反应物粉末在温度55~65℃,相对湿度75%条件下反应12~36h,得到低致敏大豆蛋白粉。根据本发明的具体实施例,可以是将反应物粉末进行干法糖基化,条件可设为:温度60℃,湿度75%,反应时间36h。
由此,通过多酚共价修饰结合干热法糖基化反应破坏大豆蛋白中致敏原的表位结构,同时利用多酚及其醌类中间体的抗氧化能力及低聚糖/多糖的空间位阻作用,靶向降低体系中晚期糖基化终末产物的生成,在维持糖修饰蛋白低致敏性的同时,极大限度地降低了其中对人体健康有不良影响的伴随产物;经过本发明方法制备的低致敏大豆蛋白粉的致敏性下降了45.7~61.3%,同时其中荧光性晚期糖基化终末产物的含量降低了58.9~70.3%,羧甲基赖氨酸的含量降低了39.7~50.5%。该方法操作便捷,稳定性好,易实现产业化生产,产品品质和安全性好。
下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
实施例1
(1)取大豆分离蛋白粉5000mg,1772mg绿原酸(相当于100μmol/g大豆蛋白),加蒸馏水100mL,于室温下搅拌2h以充分溶解,用2mol/L NaOH将溶液pH调至9.0,而后将溶液于室温并暴露于空气中暗处反应24h,得到大豆蛋白-绿原酸共价复合物溶液。
(2)向步骤(1)的大豆蛋白-绿原酸共价复合物溶液中加入20000mg的寡壳糖,使大豆蛋白:寡壳糖质量比为1:4,持续搅拌30min,得到反应溶液。
(3)将步骤(2)的反应溶液置于-20℃冰箱中冷却并预冻24h后,于-45℃下冷冻干燥24h,得到反应物粉末。
(4)将步骤(3)的反应物粉末置于温度60℃,湿度75%条件下反应36h,得到糖修饰产物固体粉末。
(5)将步骤(4)的糖修饰产物固体粉末研磨过100目筛,得到低致敏大豆蛋白粉。
实施例2
(1)取大豆分离蛋白粉5000mg,36mg儿茶素(相当于25μmol/g大豆蛋白),加蒸馏水100mL,于室温下搅拌2h以充分溶解,用2mol/L NaOH将溶液pH调至9.0,而后将溶液于室温并暴露于空气中暗处反应24h,得到大豆蛋白-儿茶素共价复合物溶液。
(2)向步骤(1)的大豆蛋白-儿茶素共价复合物溶液中加入5000mg的低聚半乳糖,使大豆蛋白:低聚半乳糖质量比为1:1,持续搅拌30min,得到反应溶液。
(3)将步骤(2)的反应溶液置于-20℃冰箱中冷却并预冻24h后,于-45℃下冷冻干燥24h,得到反应物粉末。
(4)将步骤(3)的反应物粉末置于温度55℃,湿度75%条件下反应12h,得到糖修饰产物固体粉末。
(5)将步骤(4)的糖修饰产物固体粉末研磨过100目筛,得到低致敏大豆蛋白粉。
实施例3
(1)取大豆分离蛋白粉5000mg,57mg白藜芦醇(相当于50μmol/g大豆蛋白),加蒸馏水100mL,于室温下搅拌2h以充分溶解,用2mol/L NaOH将溶液pH调至9.0,而后将溶液于室温并暴露于空气中暗处反应24h,得到大豆蛋白-白藜芦醇共价复合物溶液。
(2)向步骤(1)的大豆蛋白-白藜芦醇共价复合物溶液中加入10000mg的葡聚糖(分子量为10kDa),使大豆蛋白:葡聚糖质量比为1:2,持续搅拌30min,得到反应溶液。
(3)将步骤(2)的反应溶液置于-20℃冰箱中冷却并预冻24h后,于-45℃下冷冻干燥24h,得到反应物粉末。
(4)将步骤(3)的反应物粉末置于温度65℃,湿度75%条件下反应24h,得到糖修饰产物固体粉末。
(5)将步骤(4)的糖修饰产物固体粉末研磨过100目筛,得到低致敏大豆蛋白粉。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于:采用葡萄糖代替寡壳糖,且不添加绿原酸。其他均与实施例1相同。
对比例2
对比例2与实施例2的不同之处在于:采用果糖代替低聚半乳糖,且不添加儿茶素。其他均与实施例1相同。
对比例3
对比例3与实施例3的不同之处在于:采用核糖代替葡聚糖,且不添加白藜芦醇。其他均与实施例3相同。
试验例
以实施例1~3和对比例1~3制备得到的低致敏大豆蛋白粉为试验样品,进行大豆分离蛋白的性能测试。
1、荧光性晚期糖基化终末产物含量检测
将浓度为5mg/mL的试验样品溶液置于荧光分光光度计中,于激发波长350nm,发射波长440nm处测定其荧光强度。
晚期糖基化终末产物含量(%)=F样品/F对照×100%,其中,F样品和F对照分别为样品组(含低聚还原糖和食源多酚)和对照组(仅有低聚还原糖,无食源多酚)的荧光强度。
结果如图1所示,实施例1~3的糖修饰低敏大豆蛋白的荧光性晚期糖基化终末产物含量均较对应的对比例显著降低;其中实施例1的糖修饰低敏大豆蛋白的荧光性晚期糖基化终末产物含量为相应对照组的29.7%。实施例2的糖修饰低敏大豆蛋白的荧光性晚期糖基化终末产物含量为相应对照组的41.1%。实施例3的糖修饰低敏大豆蛋白的荧光性晚期糖基化终末产物含量为相应对照组的31.6%。
2、羧甲基赖氨酸生成量检测
利用市售的羧甲基赖氨酸(CML)ELISA试剂盒检测实施例1~3和对比例1~3获得的糖修饰低敏大豆蛋白溶液中的CML含量。
CML生成含量(%)=C样品/C对照×100%,其中,C样品和C对照分别为样品组(含低聚还原糖和食源多酚)和对照组(仅有低聚还原糖,无食源多酚)的CML含量。
结果如图1所示,实施例1~3的糖修饰低敏大豆蛋白的CML含量均较对应的对比例显著降低;实施例1的糖修饰低敏大豆蛋白的CML含量为相应对照组的49.5%。实施例2的糖修饰低敏大豆蛋白的CML含量为相应对照组的60.3%。实施例3的糖修饰低敏大豆蛋白的CML含量为相应对照组的51.3%。
3、大豆蛋白致敏性检测
通过间接ELISA法检测大豆蛋白的IgE的结合能力以反映大豆蛋白致敏性变化:
分别将浓度为500μg/mL的实施例1~3获得的糖修饰低敏大豆蛋白溶液加到酶标板上,每孔加0.1mL,以未处理的大豆蛋白溶液作为对照。4℃过夜。洗涤液洗板5次,每次250μL/孔,室温孵育5min,拍干。每孔加200μL含5%的牛血清蛋白封闭,于37℃孵育2h,洗板5次;加入1:30稀释的大豆过敏患者混合血清100μL/孔,于37℃孵育1h,反应结束后,洗板5次;加入1:5000稀释的生物素标记羊抗人IgE 200μL/孔,37℃孵育2h,洗板5次;加入TMB100μL/孔,于37℃避光显色30min;显色后加入2mol/L H2SO4 50μL/孔终止反应,并于波长450nm处测定其吸光值(OD值)。
IgE结合能力(%)=OD样品/OD对照×100%,其中,OD样品和OD对照分别为样品组(含低聚还原糖和食源多酚)和对照组(未处理蛋白)的OD值。
所得数据采用IBM SPSS Statistics 22.0软件对数据进行统计和分析,p<0.05表示有显著性差异。图形绘制使用GraphPad Prism 8。
结果如图3所示,实施例1的糖修饰低敏大豆蛋白的致敏性较未处理的大豆蛋白下降了61.3%。实施例2的糖修饰低敏大豆蛋白的致敏性较未处理的大豆蛋白下降了45.7%。实施例3的糖修饰低敏大豆蛋白的致敏性较未处理的大豆蛋白下降了56.7%。在各实施例中,食源多酚的加入并未显著改变糖修饰降低大豆蛋白致敏性的效果,说明形成了可改变抗原表位的糖基化位点,多酚-致敏蛋白复合靶向遏制了生成糖基化终末产物的进程,但并未影响产物的致敏特性。
由此可知,本发明利用食源多酚共价修饰联合干热法糖基化反应破坏大豆蛋白中致敏原的表位结构,结合多酚及其醌类中间体的抗氧化能力及低聚糖/多糖的空间位阻作用抑制晚期糖基化终末产物的生成,很大程度地降低了体系中晚期糖基化终末产物的含量,在保持糖修饰产物低致敏性的同时,大幅度地降低了其中对人体健康有不良影响的内源性伴随产物;经过本发明方法制备的糖修饰低敏大豆蛋白粉致敏性下降了45.7~61.3%,同时其中荧光性晚期糖基化终末产物的含量降低了58.9~70.3%,羧甲基赖氨酸的含量降低了39.7~50.5%。该方法操作便捷,起效快,稳定性好,易实现产业化生产,产品品质和安全性好。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种低致敏大豆蛋白粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
向大豆蛋白水溶液中加入食源多酚,搅拌均匀,调溶液的pH至9.0,置于室温暗处反应24 h,得到多酚-大豆蛋白共价复合物溶液;所述食源多酚的加入量为25~100 μmol/g的大豆蛋白;
向所述多酚-大豆蛋白共价复合物溶液中加入低聚还原糖,搅拌均匀,得到反应溶液;所述低聚还原糖与大豆蛋白质量比为1:1~4:1;
将所述反应溶液冷冻干燥,得到反应物粉末;
将所述反应物粉末置于温度55~65℃、相对湿度75%条件下反应12~36 h,得到低致敏大豆蛋白粉。
2.如权利要求1所述的低致敏大豆蛋白粉的制备方法,其特征在于,大豆蛋白为大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、7S球蛋白和11S球蛋白中的任意一种。
3.如权利要求1所述的低致敏大豆蛋白粉的制备方法,其特征在于,所述食源多酚为绿原酸、阿魏酸、白藜芦醇、儿茶素、原花青素中的任意一种或几种的混合。
4.如权利要求1所述的低致敏大豆蛋白粉的制备方法,其特征在于,所述低聚还原糖为低聚半乳糖、甘露寡糖、寡壳糖中的任意一种或几种的混合。
5.如权利要求1所述的低致敏大豆蛋白粉的制备方法,其特征在于,所述冷冻干燥为于-20 ℃冰箱内预冻24 h后,于-40~-50 ℃下冷冻干燥16~24 h。
6.一种采用如权利要求1-5中任一项所述的低致敏大豆蛋白粉的制备方法制得的低致敏大豆蛋白粉。
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