CN114057828A - 一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法。本发明以菠萝蜜种子为原料，利用等电点沉淀技术提取冻干得到菠萝蜜种子分离蛋白。此蛋白溶液进行超声波细胞粉碎后，在湿热条件下与半乳糖混合发生糖基化反应，经透析、冷冻干燥得到复合改性的菠萝蜜种子蛋白。本发明采用超声波联合糖基化处理改善了菠萝蜜种子分离蛋白的溶解性，使蛋白溶解度从原来的34％提高到72％。本方法操作简单，耗时短，绿色安全，原料来源广泛，易于工业化生产。

Description

一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法
技术领域
本发明属于蛋白质功能特性改善技术领域，特别涉及一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法。
背景技术
菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus Lam.)为桑科、菠萝蜜属的常绿乔木，是典型的热带水果，被誉为“热带水果之王”，广泛分布于巴西、菲律宾、印度、泰国和马来西亚等热带国家。菠萝蜜种子为果实主要副产物，富含淀粉(67％)和优质的蛋白质(20％)。
蛋白质是人体不可缺少的七大重要营养素之一，在食品工业中有着广泛的研究和应用。相比较价格昂贵的动物蛋白，植物蛋白来源广泛，价格低廉，目前植物蛋白替代动物蛋白在全球范围内正在增加。菠萝蜜种子含有7种必需氨基酸，符合FAO/WHO提出的优质蛋白条件，可以作为一种新的蛋白质来源。但是和其他植物蛋白一样，由于其溶解性较差，同时影响到乳化性、起泡性等其他功能性质，限制了在食品工业中的应用。因此需采用合适的方法改善菠萝蜜种子分离蛋白的溶解性，扩展其在食品工业中的应用并提高其应用价值。
目前，对于蛋白质的改性方法主要集中在物理改性、酶法改性和化学改性等方面。其中糖基化反应作为“绿色加工工艺”，是一种较理想的蛋白质改性方法。国内外糖基化改性研究大部分集中在大豆蛋白、大米蛋白、乳清蛋白等，结果表明糖基化处理可以显著提高这些蛋白质的溶解性、起泡性、乳化性和其他功能特性。此外，超声波联合糖基化处理引起了研究者的注意，因为超声能使蛋白质分子结构舒展，有利于加快糖基化反应，提高产物的功能特性。然而关于超声联合糖基化改性菠萝蜜种子蛋白的研究还未见报道。
超声联合糖基化改性不仅安全性高、改性效果好，而且操作简单，易于实现大规模的工业化生产。该法所制备的共价复合物与原蛋白相比，其溶解性显著提高，拓宽其在食品工业中的应用，为菠萝蜜种子蛋白的深度加工和开发利用提供一定的理论基础。
发明内容
本发明目的在于提供一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，该方法操作简单、耗时短、绿色安全，原料来源广泛、易于工业化生产。
本发明具体是通过如下技术方案实现的：
一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，包括如下步骤：
1)将菠萝蜜种子粉碎后过筛得到种子粉，加入正己烷脱脂，过夜风干得到脱脂粉；
2)将步骤1)所得脱脂粉溶于去离子水，用NaOH调节溶液pH至10，室温下搅拌混合，混合液离心并收集上清液，用HCl调节上清液pH至4.3，离心后收集沉淀，沉淀用蒸馏水溶解并调节pH至7，再经透析、冻干得到菠萝蜜种子分离蛋白；
3)将步骤2)所得菠萝蜜种子分离蛋白配制成1％-2％蛋白溶液，磁力搅拌2h使蛋白充分分散后置于超声波细胞粉碎机中，工作时间2s、间歇时间3s，总超声粉碎时长15-25min，向超声粉碎后的蛋白液中加入还原糖混合搅拌1h，并用NaOH调节pH至10得到样品液；
4)将样品液在水浴加热条件下反应，反应后立即转入冰水中冷却至室温，再经透析、冻干得到复合改性的菠萝蜜种子蛋白。
进一步地，步骤1)菠萝蜜种子粉与正己烷的比例为1:5-1:10(w/v)，脱脂时间为12-24h。
进一步地，步骤2)所述脱脂粉与去离子水的比例为1:10(w/v)。
进一步地，步骤2)所述室温下搅拌混合时间为2-4h。
进一步地，步骤2)所述离心转速均为4800r/min，时间均为20-30min。
进一步地，步骤2)所述透析时间为24-48h。
进一步地，步骤3)所述蛋白溶液采用磷酸盐缓冲液配制；所述超声波细胞粉碎机的功率为150-300W。
进一步地，步骤3)所述还原糖为半乳糖，其与分离蛋白的质量比为2:1。
进一步地，步骤4)所述水浴加热的温度为90℃，反应时间为1h。
进一步地，步骤4)所述透析温度为4℃，时间为24h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明工艺方法通过超声波联合糖基化处理菠萝蜜种子分离蛋白，显著提高了菠萝蜜种子分离蛋白的溶解性。除此之外，本发明加工成本低，简单易行，所需时间短，可以得到功能性质良好的蛋白质。
附图说明
图1为本发明实施例超声波联合糖基化改性对蛋白溶解性的影响：其中，A为菠萝蜜种子分离蛋白；B为经过超声联合糖基化处理后的菠萝蜜种子分离蛋白。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例
(1)将菠萝蜜种子粉碎后过筛，将干燥的种子粉与正己烷以1:5(w/v)混合，室温下磁力搅拌12h以除去脂肪，通风橱过夜风干溶剂得到脱脂粉。
(2)将脱脂粉溶于去离子水中(料液比为1：10)，用1mol/L NaOH调节溶液pH至10，室温下搅拌2h，4800r/min离心20min，上清液用1mol/L HCl将pH调至4.3，离心收集沉淀，蒸馏水溶解沉淀后调节pH至7。透析24h，冻干得到菠萝蜜种子分离蛋白。
(3)使用pH 7.0、浓度为0.01mol/L磷酸盐缓冲液将菠萝蜜种子分离蛋白配制成1％蛋白溶液，在室温下磁力搅拌2h使蛋白充分分散，然后置于超声波细胞粉碎机中，功率为150W，工作时间2s、间歇时间3s、总时间15min，然后按照1:2的添加比例向蛋白溶液加入半乳糖混合搅拌1h，并用0.1mol/LNaOH调节pH至10。
(4)将样品置于90℃水浴下加热反应，反应1h后取出，立即于冰水中冷却至室温。4度透析24h，冷冻干燥，即得到复合改性的菠萝蜜种子蛋白。
(5)使用pH 7.0、浓度为0.01mol/L磷酸盐缓冲液配制0.2％的蛋白分散液，在室温下磁力搅拌分散2h后于4800r/min离心20min，采用考马斯亮蓝法测定上清液蛋白含量。经测试得到的菠萝蜜种子分离蛋白的溶解性为72％。
对比例
(1)将菠萝蜜种子粉碎后过筛，将干燥的种子粉与正己烷以1:5(w/v)混合，室温下磁力搅拌12h以除去脂肪，通风橱过夜风干溶剂得到脱脂粉。
(2)将脱脂粉溶于去离子水中(料液比为1：10)，用1mol/L NaOH调节溶液pH至10，室温下搅拌2h，4800r/min离心20min，上清液用1mol/L HCl将pH调至4.3，离心收集沉淀，蒸馏水溶解沉淀后调节pH至7。透析24h，冻干得到菠萝蜜种子分离蛋白。
(3)使用pH 7.0、浓度为0.01mol/L磷酸盐缓冲液配制0.2％的蛋白溶液，在室温下磁力搅拌分散2h后于4800r/min离心20min，采用考马斯亮蓝法测定上清液蛋白含量。经测试得到的菠萝蜜种子分离蛋白的溶解性为34％。
以上所描述的实施例仅为本发明优选实施例，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将菠萝蜜种子粉碎后过筛得到种子粉，加入正己烷脱脂，过夜风干得到脱脂粉；
2)将步骤1)所得脱脂粉溶于去离子水，用NaOH调节溶液pH至10，室温下搅拌混合，混合液离心并收集上清液，用HCl调节上清液pH至4.3，离心后收集沉淀，沉淀用蒸馏水溶解并调节pH至7，再经透析、冻干得到菠萝蜜种子分离蛋白；
3)将步骤2)所得菠萝蜜种子分离蛋白配制成1％-2％蛋白溶液，磁力搅拌2h使蛋白充分分散后置于超声波细胞粉碎机中，工作时间2s、间歇时间3s，总超声粉碎时长15-25min，向超声粉碎后的蛋白液中加入还原糖混合搅拌1h，并用NaOH调节pH至10得到样品液；
4)将样品液在水浴加热条件下反应，反应后立即转入冰水中冷却至室温，再经透析、冻干得到复合改性的菠萝蜜种子蛋白。
2.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤1)菠萝蜜种子粉与正己烷的比例为1:5-1:10(w/v)，脱脂时间为12-24h。
3.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤2)所述脱脂粉与去离子水的比例为1:10(w/v)。
4.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤2)所述室温下搅拌混合时间为2-4h。
5.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤2)所述离心转速均为4800r/min，时间均为20-30min。
6.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤2)所述透析时间为24-48h。
7.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤3)所述蛋白溶液采用磷酸盐缓冲液配制；所述超声波细胞粉碎机的功率为150-300W。
8.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤3)所述还原糖为半乳糖，其与分离蛋白的质量比为2:1。
9.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤4)所述水浴加热的温度为90℃，反应时间为1h。
10.根据权利要求1所述一种提高菠萝蜜种子分离蛋白溶解性的方法，其特征在于，步骤4)所述透析温度为4℃，时间为24h。
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