CN115428935B - 一种大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的制备方法 - Google Patents

一种大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的制备方法，属于水产加工技术领域，包括步骤：溶解大黄鱼卵分离蛋白、加热变性分离蛋白、加入结冷胶，加入葡萄糖酸‑δ‑内酯(GDL)。本发明利用大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶的混合，加热溶胀，GDL酸诱导的方法，以此来制备具有优异凝胶特性的二元复合凝胶。本发明步骤简单，操作方便，制得的复合凝胶兼具有高营养价值和凝胶强度，可以作为一种新型的食品凝胶应用于食品工业当中，比如在包载运送活性物质方面。

Description

一种大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的制备方法
技术领域
本发明涉及水产加工技术领域，涉及一种新型鱼卵蛋白凝胶体系的制备方法，更具体地说，涉及一种新型大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的制备方法。
背景技术
大黄鱼卵是大黄鱼加工过程中的主要副产物，约占鱼体总质量的15％～25％，其蛋白质含量高达59.03±0.08％左右(以干重计)，目前，我国很多的大黄鱼卵除了被制成饲料外，其余的均被丢弃，这造成了极大的资源浪费及环境污染。
前期研究表明大黄鱼卵分离蛋白主要组成成分为卵黄蛋白原、卵黄蛋白原B、卵黄蛋白原C，具有优质的氨基酸组成及功能特性。大黄鱼卵分离蛋白可以通过热诱导或葡萄糖酸-δ- 内酯的诱导形成凝胶，但单独的大黄鱼卵分离蛋白热诱导凝胶或冷凝胶都有一定的缺陷，如热诱导方式成胶时形成温度较高，这就限制了其在食品加工领域的应用，比如在包埋热敏性物质等方面；而冷凝胶持水力低，也限制了应用场景。
除此之外，现有技术在制备大黄鱼卵分离蛋白凝胶往往需要分离蛋白浓度在100mg/mL 以上，高分离蛋白浓度不仅意味着高成本，同时还阻碍了大黄鱼卵分离蛋白凝胶普及。
因此，如果可以有效的改善大黄鱼卵分离蛋白的凝胶特性，使得大黄鱼卵分离蛋白凝胶兼具分离蛋白的营养价值及优异的凝胶强度和持水力，那么大黄鱼卵分离蛋白凝胶势必可作为一种新型的食品胶体体系应用于食品工业中。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明第一个目的是提供了一种新型大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的制备方法，本发明所述方法具有条件温和、生产效率高的特点。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
S1、制备大黄鱼卵分离蛋白溶液：将大黄鱼卵分离蛋白溶解于水中，制备成分离蛋白溶液；
S2、加热变性分离蛋白：将步骤S1所述分离蛋白溶液加热，得到大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液；
S3、加入结冷胶：向步骤S2所述大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液中加入结冷胶，搅拌混匀，得大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液；
S4、加入葡萄糖酸-δ-内酯：将步骤S3所述大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液冷却至室温，向其中加入葡萄糖酸-δ-内酯，混合均匀，并在室温下放置诱导形成大黄鱼卵分离蛋白/ 结冷胶复合凝胶。
在本发明一种实施方式中，所述大黄鱼卵分离蛋白的制备方法参考大黄鱼卵中蛋白及脂质的同步提取及组成特性研究，201811034409.X；
所述大黄鱼卵分离蛋白的制备方法包括如下步骤：
①制备大黄鱼卵冻干粉：将大黄鱼卵匀浆，冻干成大黄鱼卵冻干粉；
②溶解冻干粉：将步骤①所得冻干粉溶解于氯化钠溶液中，调节pH为中性或碱性；
③一次提取：对步骤②所得溶液进行搅拌，离心，分离上层油状物和中间层清液，所述上层油状物为油脂，所述中间层清液为分离蛋白盐溶液；
④溶解沉淀：将步骤③所得沉淀溶解于氯化钠溶液中，调节pH为中性或碱性；
⑤二次提取：按步骤③所述一次提取的方法，对步骤④所得溶液中的分离蛋白及油脂进行提取；
⑥混合：将步骤③和步骤⑤所得分离蛋白盐溶液混合并调至中性，合并步骤③和步骤⑤所得油脂；
⑦透析：将步骤⑥所得分离蛋白盐溶液进行透析除盐，得卵黄蛋白溶液；
⑧干燥：将步骤⑦中所得产物进行冷冻干燥，得到分离蛋白。
在本发明一种实施方式中，步骤S1所述大黄鱼卵分离蛋白浓度为28～30mg/mL，优选的，大黄鱼卵分离蛋白浓度为28mg/mL。
在本发明一种实施方式中，步骤S1所述搅拌混匀具体为：将大黄鱼卵分离蛋白加入水中，调节pH至7～7.5，在25～30℃下，以300～400rpm转速搅拌2～3h。
在本发明一种实施方式中，步骤S2所述加热温度为80～85℃，加热时间为0.5～2h。
在本发明一种实施方式中，步骤S2所述加热包括水浴加热。
在本发明一种实施方式中，步骤S3所述结冷胶包括低酰基结冷胶。
在本发明一种实施方式中，步骤S3所述大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液中结冷胶终浓度为0.5～2mg/mL。
在本发明一种实施方式中，S4所述葡萄糖酸-δ-内酯与大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液的质量体积比为1～2:1(w/v，mg/mL)
在本发明一种实施方式中，S4所述放置的时间为10～16h。
本发明利用上述方法制备得到的一种大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶。
本发明第二个目的是将上述大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶应用到食品加工、医药制备领域。
有益效果：
1、提高了大黄鱼加工过程中副产物的利用率，使其分离蛋白得到充分开发利用，同时减少了对环境的污染。
2、本发明开发了一种制备大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的方法，制备条件温和且在制备过程中没有产生有害物质。大黄鱼卵分离蛋白冷凝胶的持水力为60.1％，在1Hz频率下的储能模量仅有48.3Pa。而本发明制备的大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶持水力为 62.5～71.6％；在1Hz频率下的储能模量为586.0～1409.7Pa。这些结果表明本方法有效的提高了大黄鱼卵分离蛋白凝胶的强度和持水力，且大黄鱼分离蛋白/结冷胶复合凝胶可以作为一种新型的食品胶体应用于食品工业当中。
3、本发明涉及的操作过程简单，不需要复杂的设备，提高了生产效率，适合工业化生产。
附图说明
图1为大黄鱼卵分离蛋白凝胶、大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的外观形态；
图2为大黄鱼卵分离蛋白凝胶、大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的持水能力；
图3为大黄鱼卵分离蛋白凝胶、大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的频率扫描曲线结果；
图4为大黄鱼卵分离蛋白凝胶、大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的温度扫描曲线结果；
图5为大黄鱼卵分离蛋白凝胶、大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶包载姜黄素后在模拟胃肠消化实验中的姜黄素释放率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明，但本发明的保护范围并不仅限于此实施例。
下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
储能模量：用流变仪对不同条件下制备的2g凝胶样品的流变特性进行分析；测试参数为： 40mm的平行板夹具，温度：25℃，频率扫描范围为：0.1-10Hz，应变：0.3％。
持水力：将1g凝胶样品放入10mL离心管中，后在6000×g条件下离心10分钟，用滤纸吸出离心出的水分后称重，并按以下公式计算持水力：持水力＝(离心后凝胶与离心管的总质量-离心管的质量)/(离心前凝胶与离心管的总质量-离心管的质量)×100％。
下述实施例中所使用的材料等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
下述实施例中使用的葡萄糖酸-δ-内酯厂家：麦克林、商品号：90-80-2；低酰基结冷胶厂家：生工生物、商品号：71010-52-1；高酰基结冷胶厂家：麦克林、商品号：71010-52-1。
下述实施例中使用的大黄鱼卵分离蛋白来自201811034409.X；
所述大黄鱼卵分离蛋白的制备方法包括如下步骤：
①制备大黄鱼卵冻干粉：将大黄鱼卵匀浆，冻干成大黄鱼卵冻干粉；
②溶解冻干粉：将步骤①所得冻干粉溶解于氯化钠溶液中，调节pH为中性或碱性；
③一次提取：对步骤②所得溶液进行搅拌，离心，分离上层油状物和中间层清液，所述上层油状物为油脂，所述中间层清液为卵黄蛋白盐溶液；
④溶解沉淀：将步骤③所得沉淀溶解于氯化钠溶液中，调节pH为中性或碱性；
⑤二次提取：按步骤③所述一次提取的方法，对步骤④所得溶液中的卵黄蛋白及油脂进行提取；
⑥混合：将步骤③和步骤⑤所得卵黄蛋白盐溶液混合并调至中性，合并步骤③和步骤⑤所得油脂；
⑦透析：将步骤⑥所得卵黄蛋白盐溶液进行透析除盐，得卵黄蛋白溶液；
⑧干燥：将步骤⑦中所得产物进行冷冻干燥，得到卵黄蛋白。。
实施例1
S1、制备大黄鱼卵分离蛋白溶液：将大黄鱼卵分离蛋白加入去离子水中搅拌，制备成分离蛋白溶液；所述大黄鱼卵分离蛋白浓度为29.5mg/mL，搅拌混匀具体为：pH 7、25℃、300 rpm搅拌3h；
S2、加热变性分离蛋白：将步骤S1所述分离蛋白溶液放入水浴锅中，加热后得大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液；所述水浴加热条件为：80℃加热1h；
S3、加入结冷胶：向步骤S2所述大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液中加入结冷胶，搅拌混匀，得大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液；所述加入结冷胶终浓度为：0.5mg/mL；
S4、加入葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)：将步骤S3所述大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液冷却至室温，向其中加入GDL，混合均匀，并在室温下放置诱导形成大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶，所述加入GDL浓度为：0.2％；在室温下放置时间为：10h。
本实施例制备的复合凝胶持水力为62.5％，在1Hz频率条件下储能模量值为586.0Pa。
实施例2
S1、制备大黄鱼卵分离蛋白溶液：将大黄鱼卵分离蛋白加入去离子水中搅拌，制备成分离蛋白溶液；所述大黄鱼卵分离蛋白浓度为29mg/mL，搅拌混匀具体为：pH 7.5、28℃、350 rpm搅拌2h；
S2、加热变性分离蛋白：将步骤S1所述分离蛋白溶液放入水浴锅中，加热后得大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液；所述水浴加热条件为：83℃加热1h；
S3、加入结冷胶：向步骤S2所述大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液中加入结冷胶，搅拌混匀，得大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液；所述加入结冷胶终浓度为：1mg/mL；
S4、加入葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)：将步骤S3所述大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液冷却至室温，向其中加入GDL，混合均匀，并在室温下放置诱导形成大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶，所述加入GDL浓度为：0.2％；在室温下放置时间为：14h。；
本实施例制备的复合凝胶持水力为64.0％，在1Hz频率条件下储能模量值为966.0Pa。
实施例3
S1、制备大黄鱼卵分离蛋白溶液：将大黄鱼卵分离蛋白加入去离子水中搅拌，制备成分离蛋白溶液；所述大黄鱼卵分离蛋白浓度为28mg/mL，搅拌混匀具体为：pH 7.5、30℃、400 rpm搅拌2h；
S2、加热变性分离蛋白：将步骤S1所述分离蛋白溶液放入水浴锅中，加热后得大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液；所述水浴加热条件为：85℃加热1h；
S3、加入结冷胶：向步骤S2所述大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液中加入结冷胶，搅拌混匀，得大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液；所述加入结冷胶终浓度为：2mg/mL；
S4、加入葡萄糖酸-δ-内酯(GDL)：将步骤S3所述大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液冷却至室温，向其中加入GDL，混合均匀，并在室温下放置诱导形成大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶，所述加入GDL浓度为：0.2％；在室温下放置时间为：16h。；
本实施例制备的复合凝胶持水力为71.6％，在1Hz频率条件下储能模量值为1409.7Pa。
实施例4
参照实施例3，加入结冷胶终浓度为0.01、0.05、1、2、3mg/mL，其余条件不变，制备的复合凝胶性能见表1。
表1
实施例5
参照实施例3，大黄鱼卵分离蛋白浓度为20、24、28、32、36mg/mL，其余条件不变，制备的复合凝胶性能见表2。
表2
对比例1
参照实施例3，大黄鱼卵分离蛋白浓度为30mg/mL，结冷胶浓度为0mg/mL，其余条件不变，本实施例制备的凝胶持水力为60.1％，在1Hz频率条件下储能模量值为48.3Pa。
对比例2
S1、将大黄鱼卵分离蛋白加入去离子水中搅拌，制备成分离蛋白溶液；所述大黄鱼卵分离蛋白浓度为30mg/mL，搅拌混匀具体为：pH 7.5、25℃、350rpm搅拌3h；
S2、制备热诱导凝胶：将步骤S1所述分离蛋白溶液放入水浴锅中，加热后得大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液；所述水浴加热条件为：85℃加热20min，在4℃下放置12h诱导形成大黄鱼卵分离蛋白热诱导凝胶；
本实施例制备的样品无法形成凝胶，呈现流动溶液状态，在1Hz频率条件下储能模量值为0.1Pa。
对比例3
参照实施例3，将结冷胶替换为壳聚糖、高酰基结冷胶、卡拉胶、果胶、瓜儿豆胶，其余条件不变，制备的复合凝胶性能见表3。
表3
分别对本发明实施例制备的复合凝胶的持水力和流变特性进行分析，同时，以实施例3 获得的复合凝胶为例，对其包载姜黄素后在模拟胃肠消化模型下的姜黄素释放率进行测定。
大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的外观形态如图1所示，分离蛋白表示未加入结冷胶的大黄鱼卵分离蛋白凝胶(浓度为30mg/mL)，实施例1～3分别表示实施例1～实施例3制备的大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶。本发明制备的大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶呈现出不流动的凝胶形态且均无水分析出，但单独的大黄鱼卵分离蛋白凝胶表面有较多水分析出，这一结果表明通过本专利方法可以有效的改善大黄鱼卵分离蛋白凝胶的凝胶特性。
图2为本发明制备的大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的持水力进行测定结果，图2中，分离蛋白表示未加入结冷胶的大黄鱼卵分离蛋白凝胶(浓度为30mg/mL)，实施例1～3分别表示实施例1～实施例3制备的大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶，结果表明，复合凝胶的持水能力较分离蛋白凝胶有显著的提高。
图3为大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的频率扫描曲线结果，图3中，分离蛋白表示未添加结冷胶的大黄鱼卵分离蛋白凝胶(浓度为30mg/mL)，实施例1～3分别表示实施例 1～实施例3制备的大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶，结果表明，复合凝胶的储能模量G’较单独分离蛋白凝胶有显著的提高。这些结果进一步证明了本专利方法可以有效的提高大黄鱼卵分离蛋白的凝胶特性。
图4为大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的温度扫描曲线结果，图4中，分离蛋白表示未添加结冷胶的大黄鱼卵分离蛋白凝胶(浓度为30mg/mL)，实施例1～3分别表示实施例 1～实施例3制备的大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶，结果表明，复合凝胶的储能模量G’较单独分离蛋白凝胶有显著的提高，在加热过程中，G’有所下降，但均高于200Pa，且在冷却过程中可以恢复甚至高于初始模量值。这些结果进一步证明了本专利方法可以有效的提高大黄鱼卵分离蛋白的凝胶特性，且复合凝胶在加热过程中未被完全破坏。
图5为利用实施例3获得的复合凝胶包载姜黄素后在模拟胃肠消化模型下的姜黄素释放曲线，图5中，分离蛋白表示未添加结冷胶的大黄鱼卵分离蛋白凝胶(浓度为30mg/mL)- 姜黄素复合物，大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶表示通过实施例3制备的大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶并用其包载姜黄素后的复合物，结果表明，用复合凝胶包载姜黄素后，其在经过模拟胃肠消化过程中释放率低于单独的分离蛋白凝胶，表明复合凝胶对姜黄素具有更好的缓释保护作用，可以使更多的姜黄素靶向到达结肠并发挥作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备大黄鱼卵分离蛋白溶液：将大黄鱼卵分离蛋白溶解于水中，制备成分离蛋白溶液；
S2、加热变性分离蛋白：将步骤S1所述分离蛋白溶液加热，得到大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液；
S3、加入结冷胶：向步骤S2所述大黄鱼卵分离蛋白热处理溶液中加入结冷胶，搅拌混匀，得大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液；
S4、加入葡萄糖酸-δ-内酯：将步骤S3所述大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液冷却至室温，向其中加入葡萄糖酸-δ-内酯，混合均匀，并在室温下放置诱导形成大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶；
大黄鱼卵分离蛋白浓度为28mg/mL；
步骤S2加热温度为80~85℃，加热时间为0.5~2h；
步骤S3所述大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液中结冷胶的终浓度为2 mg/mL。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述大黄鱼卵分离蛋白的制备方法包括如下步骤：
①制备大黄鱼卵冻干粉：将大黄鱼卵匀浆，冻干成大黄鱼卵冻干粉；
②溶解冻干粉：将步骤①所得冻干粉溶解于氯化钠溶液中，调节pH为中性或碱性；
③一次提取：对步骤②所得溶液进行搅拌，离心，分离上层油状物和中间层清液，所述上层油状物为油脂，所述中间层清液为分离蛋白盐溶液；
④溶解沉淀：将步骤③所得沉淀溶解于氯化钠溶液中，调节pH为中性或碱性；
⑤二次提取：按步骤③所述一次提取的方法，对步骤④所得溶液中的分离蛋白及油脂进行提取；
⑥混合：将步骤③和步骤⑤所得分离蛋白盐溶液混合并调至中性，合并步骤③和步骤⑤所得油脂；
⑦透析：将步骤⑥所得分离蛋白盐溶液进行透析除盐，得分离蛋白溶液；
⑧干燥：将步骤⑦中所得产物进行冷冻干燥，得到分离蛋白。
3. 根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S1所述制备大黄鱼卵分离蛋白溶液具体为：将大黄鱼卵分离蛋白加入水中，调节pH至 7~7.5，在25~30℃下，以300~400 rpm转速搅拌2~3 h。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，S4所述葡萄糖酸-δ-内酯与大黄鱼卵分离蛋白与结冷胶混合溶液的质量体积比为1~2:1（w/v，mg/mL）。
5. 根据权利要求1~4任一项所述方法，其特征在于，S4所述放置的时间为10~16 h。
6.根据权利要求1~5任一项所述方法制备得到的一种大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶。
7.权利要求6所述大黄鱼卵分离蛋白/结冷胶复合凝胶在食品加工、医药制备领域的应用。
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