CN115005318A - 一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法 - Google Patents
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Abstract
一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法，属于食品加工领域，该方法包括以下步骤：(1)大豆分离蛋白(SPI)的提取；(2)SPI的预热处理；(3)SPI的磷酸化。本发明所采用的将预热处理结合蛋白质磷酸化改性磷酸化大豆分离蛋白可以改善大豆分离蛋白的功能特性，经过处理大豆分离蛋白的溶解度提高了1.22倍；持水性提高了1.15倍；乳化活性和乳化稳定性均提高了1.38倍；起泡能力和泡沫稳定性分别提高了1.30倍和1.10倍。本方法可为功能性大豆蛋白产品的实际开发及产业化应用提供技术支持，扩大大豆蛋白在食品领域的应用范围，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明主要涉及一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法，属于食品加工领域。
背景技术
大豆分离蛋白(SPI)作为一种市面上常用的天然植物蛋白，其物美价廉，营养价值高，因而受到人们的广泛关注。合理运用各种改性方法，得到具有优异溶解性、持水性、乳化性和起泡性能等功能特性的大豆分离蛋白，是国内目前研究的热点。
一般来说，我们熟知的食品蛋白质改性方法可以分为物理改性、化学改性以及酶法改性。在这三种改性方法中，化学改性由于其成本低、见效快、操作简便，应用最为广泛，人们常用此方法来改善大豆分离蛋白功能性质。常规的化学改性方法有酰化、糖基化、脱酰胺、共价交联以及磷酸化等。在众多化学改性方法中，磷酸化改性在成本低廉的同时具备优良的改性效果，此方法对大豆分离蛋白的消化率影响较小，安全可行且适用于大规模生产，是改善大豆分离蛋白功能特性的有效手段。磷酸化改性蛋白质的作用机理可以概括为：选择性地利用蛋白质侧链活性基团如Ser、Thr的-OH或Lys的ε-氨基分别接入一个磷酸根基团，继而引进大量的磷酸根基团对蛋白结构进行改变，进而引起功能特性改善。但是，磷酸化改性蛋白质也存在原料预处理能耗大，反应不完全等缺点。
除化学改性外，物理改性也是蛋白质改性方法中比较常见的。在物理改性中，热处理是最普遍，需要条件最少，设备投资少的一种方法。值得一提的是，经热处理而变性的蛋白质结构变化较彻底，因而很难恢复。因此，热处理可以作为副产品销售最普遍的预处理方式。经预热处理变性后的蛋白，能促使磷酸根结合位点更多地暴露出来，使反应的进行程度大大加快。需要注意的是，热变性的方式必须恰当，若加热过度，不但不能促进反而还会阻碍磷酸化对大豆分离蛋白的水解作用。
为解决上述问题，本发明通过对大豆分离蛋白进行加热预处理，将预热处理与磷酸化相结合，对大豆分离蛋白进行预热后联合三聚磷酸钠对大豆分离蛋白磷酸化改性，然后通过喷雾干燥制取改性蛋白，测定改性前后大豆分离蛋白的功能特性，填补磷酸化改性的不足之处，改善大豆分离蛋白的理化性质。该方法改善了大豆分离蛋白的功能性质，为功能性大豆分离蛋白的实际生产及产业化应用提供技术支持。
发明内容
本发明是提供一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法，达到改善大豆分离蛋白功能性质的目的。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法，该方法包括以下步骤：
(1)大豆分离蛋白(SPI)的提取：采用碱溶酸沉法提取，将脱脂豆粕粉碎处理，过60目筛，在温度为50℃下与蒸馏水按1:9的质量比混合均匀，搅拌20min并保持pH值8.5，过滤，将滤液调至pH 4.5，离心分离，回沉淀凝乳pH 7.0，喷雾干燥即得SPI；
(2)SPI的预热处理：取步骤(1)SPI以20mg/mL的蛋白质浓度分散在蒸馏水中，样品由50℃放置水浴锅加热，后加热至80℃，在80℃下保持10min，然后冰水浴冷却至室温，并以未经过预热处理的SPI作对照；
(3)SPI的磷酸化：取步骤(2)经过预热处理的SPI及对照组的SPI配置成悬浮液，pH值控制在8.0左右，三聚磷酸钠(STP)的加入量为3％-9％(w/w)，温度控制在25-45℃，中速搅拌2h。反应结束后调pH至4.0，搅拌完全，2000rpm/min离心15min，取沉淀部分，加蒸馏水溶解，回调pH值至7.0，喷雾干燥即得热处理结合磷酸化SPI以及磷酸化SPI。
所述优选的条件是STP的添加量为6％(w/w)；
所述优选的条件是磷酸化温度控制在45℃。
本发明方法通过对大豆分离蛋白进行加热预处理，再采用三聚磷酸钠(STP)对大豆分离蛋白进行磷酸化改性，将加热与磷酸化处理相结合，通过喷雾干燥制取改性蛋白，测定改性前后大豆分离蛋白的功能性质，填补磷酸化改性的不足之处。该方法得到的大豆分离蛋白溶解度提高了1.22倍；持水性提高了1.15倍；乳化活性和乳化稳定性均提高了1.38倍；起泡能力和泡沫稳定性分别提高了1.30倍和1.10倍。
通过上述制备方法可以获得良好功能特性的大豆分离蛋白，改善了磷酸化大豆分离蛋白的功能性质，为功能性大豆分离蛋白的实际生产及产业化应用提供技术支持。
附图说明
附图1本方法(热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性)流程图；
附图2热处理结合磷酸化处理大豆分离蛋白的溶解度(其中：N-SPI、0％-SS、3％-SS、6％-SS和9％-SS分别表示未经处理大豆分离蛋白，以及经过0％、3％、6％、9％(w/w)三聚磷酸钠处理的预热大豆分离蛋白溶液)；
附图3热处理结合磷酸化处理大豆分离蛋白的持水性；
附图4热处理结合磷酸化处理大豆分离蛋白的乳化活性和乳化稳定性；
附图5热处理结合磷酸化处理大豆分离蛋白的起泡能力和泡沫稳定性。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述。
一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法，该方法包括以下步骤：
(1)大豆分离蛋白(SPI)的提取：采用碱溶酸沉法提取，将脱脂豆粕粉碎处理，过60目筛，在温度为50℃下与蒸馏水按1:9的质量比混合均匀，搅拌20min并保持pH值8.5，过滤，将滤液调至pH 4.5，离心分离，回沉淀凝乳pH 7.0，喷雾干燥即得SPI；(2)SPI的预热处理：取步骤(1)SPI以20mg/mL的蛋白质浓度分散在蒸馏水中，样品由50℃放置水浴锅加热，后加热至80℃，在80℃下保持10min，然后冰水浴冷却至室温，并以未经过预热处理的SPI作对照；(3)SPI的磷酸化：取步骤(2)经过预热处理的SPI及对照组的SPI配置成悬浮液，pH值控制在8.0左右，三聚磷酸钠(STP)的加入量为3％-9％(w/w)，温度控制在45℃，中速搅拌2h。反应结束后调pH至4.0，搅拌完全，2000rpm/min离心15min，取沉淀部分，加蒸馏水溶解，回调pH值至7.0，喷雾干燥即得预热结合磷酸化SPI以及磷酸化SPI。
实施案例1
采用碱溶酸沉法提取大豆分离蛋白，将脱脂豆粕粉碎处理，过60目筛，在温度为50℃下与蒸馏水按1:9的质量比混合均匀，搅拌20min并保持pH值8.5，过滤，将滤液调至pH4.5，离心分离，回沉淀凝乳pH 7.0，喷雾干燥即得SPI；取SPI以20mg/mL的蛋白质浓度分散在蒸馏水中，样品由50℃放置水浴锅加热，后加热至80℃，在80℃下保持10min，然后冰水浴冷却至室温，并以未经过预热处理的SPI作对照；将经过预热处理的SPI及对照组的SPI配置成悬浮液，pH值控制在8.0左右，三聚磷酸钠(STP)的加入量为3％(w/w)，温度控制在45℃，中速搅拌2h。反应结束后调pH至4.0，搅拌完全，2000rpm/min离心15min，取沉淀部分，加蒸馏水溶解，回调pH值至7.0，喷雾干燥即得热处理结合磷酸化SPI以及磷酸化SPI。此时处理得到的大豆分离蛋白的蛋白质溶解度提高了1.15倍；持水性提高了1.09倍；乳化活性提高了1.16倍，乳化稳定性提高了1.30倍；起泡能力提高了1.16倍，泡沫稳定性提高了1.04倍。
实施案例2
采用碱溶酸沉法提取大豆分离蛋白，将脱脂豆粕粉碎处理，过60目筛，在温度为50℃下与蒸馏水按1:9的质量比混合均匀，搅拌20min并保持pH值8.5，过滤，将滤液调至pH4.5，离心分离，回沉淀凝乳pH 7.0，喷雾干燥即得SPI；取SPI以20mg/mL的蛋白质浓度分散在蒸馏水中，样品由50℃放置水浴锅加热，后加热至80℃，在80℃下保持10min，然后冰水浴冷却至室温，并以未经过预热处理的SPI作对照；将经过预热处理的SPI及对照组的SPI配置成悬浮液，pH值控制在8.0左右，三聚磷酸钠(STP)的加入量为6％(w/w)，温度控制在45℃，中速搅拌2h。反应结束后调pH至4.0，搅拌完全，2000rpm/min离心15min，取沉淀部分，加蒸馏水溶解，回调pH值至7.0，喷雾干燥即得热处理结合磷酸化SPI以及磷酸化SPI。此时处理得到的大豆分离蛋白的蛋白质溶解度提高了1.22倍；持水性提高了1.15倍；乳化活性提高了1.38倍，乳化稳定性提高了1.38倍；起泡能力提高了1.30倍，泡沫稳定性提高了1.10倍。
实施案例3
采用碱溶酸沉法提取大豆分离蛋白，将脱脂豆粕粉碎处理，过60目筛，在温度为50℃下与蒸馏水按1:9的质量比混合均匀，搅拌20min并保持pH值8.5，过滤，将滤液调至pH4.5，离心分离，回沉淀凝乳pH 7.0，喷雾干燥即得SPI；取SPI以20mg/mL的蛋白质浓度分散在蒸馏水中，样品由50℃放置水浴锅加热，后加热至80℃，在80℃下保持10min，然后冰水浴冷却至室温，并以未经过预热处理的SPI作对照；将经过预热处理的SPI及对照组的SPI配置成悬浮液，pH值控制在8.0左右，三聚磷酸钠(STP)的加入量为3％(w/w)，温度控制在45℃，中速搅拌2h。反应结束后调pH至4.0，搅拌完全，2000rpm/min离心15min，取沉淀部分，加蒸馏水溶解，回调pH值至7.0，喷雾干燥即得热处理结合磷酸化SPI以及磷酸化SPI。此时处理得到的大豆分离蛋白的蛋白质溶解度提高了1.08倍；持水性提高了1.04倍；乳化活性提高了1.12倍，乳化稳定性提高了1.22倍；起泡能力提高了1.31倍，但泡沫较松散、不细腻，泡沫稳定性提高了1.03倍。
Claims (3)
1.一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法，该方法包括以下步骤：
(1)大豆分离蛋白(SPI)的提取：采用碱溶酸沉法提取，将脱脂豆粕粉碎处理，过60目筛，在温度为50℃下与蒸馏水按1:9的质量比混合均匀，搅拌20min并保持pH值8.5，过滤，将滤液调至pH 4.5，离心分离，回沉淀凝乳pH 7.0，喷雾干燥即得SPI；
(2)SPI的预热处理：取步骤(1)SPI以20mg/mL的蛋白质浓度分散在蒸馏水中，样品由50℃放置水浴锅加热，后加热至80℃，在80℃下保持10min，然后冰水浴冷却至室温，并以未经过预热处理的SPI作对照；
(3)SPI的磷酸化：取步骤(2)经过预热处理的SPI及对照组的SPI配置成悬浮液，pH值控制在8.0左右，三聚磷酸钠(STP)的加入量为3％-9％(w/w)，温度控制在25-45℃，中速搅拌2h。反应结束后调pH至4.0，搅拌完全，2000rpm/min离心15min，取沉淀部分，加蒸馏水溶解，回调pH值至7.0，喷雾干燥即得热处理结合磷酸化SPI以及磷酸化SPI。
2.根据权利要求1所述的一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法，其特征在于，STP的添加量为6％(w/w)。
3.根据权利要求1所述的一种热处理结合磷酸化处理改善大豆分离蛋白功能特性的方法，其特征在于，磷酸化温度控制在45℃。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220906 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |