CN115736086A - 一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白不良风味的方法。该方法包括：将大豆蛋白粉采用气调机按照不同气体比例进行包装，然后将包装好的大豆蛋白粉置于低温等离子体发生器内，选取适当的处理电压、处理时间及处理频率进行处理，最后得到去除不良风味后的大豆蛋白粉。本研究直接处理大豆蛋白粉，减少处理工艺及生产成本，采用气调提高低温等离子体处理过程中活性物质的产生，从而通过低温等离子体产生的多种相互作用去除大豆蛋白不良风味。本发明具有无外源添加剂、无污染物产生、蛋白破坏程度小及处理工艺简便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域，具体涉及一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法。
背景技术
大豆蛋白是最具代表性的全价植物蛋白之一，可作为动物蛋白的优良替代品。大豆分离蛋白(SPI)具有溶解性、保水性、凝胶性、乳化性和发泡性等功能特性，使其作为一种重要的功能性食品添加剂广泛应用于食品工业。然而，大豆蛋白具有一种令人不快的豆腥味和草腥味，限制了西方消费者的接受度和消费度。例如，己醛可产生青草味，2-戊呋喃可产生豆腥味，戊醛可产生刺激性气味，等等。因此，许多研究人员致力于探索减少或消除大豆蛋白中不愉快气味的方法和技术，主要包括热处理、发酵、辐射处理、高频电磁场处理等。探索一种安全、有效的大豆蛋白粉不良风味去除方法是拓宽大豆蛋白粉应用的关键，也是当下大豆蛋白研究的热点之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法，通过气调包装提高低温等离子体处理过程中活性物质的产生，然后通过低温等离子体产生的多种相互作用去除大豆蛋白不良风味。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法，该方法包括以下步骤：
(1)将大豆蛋白粉采用气调机充入气体进行包装；
(2)将包装后的大豆蛋白置于等离子体发生器内进行处理，得到去除不良风味的大豆蛋白。
本发明技术方案中，步骤(1)所述的气体是体积比为1～10：1～5：1～5的O2，N2和CO2。
本发明技术方案中，步骤(1)所述的气体是体积比为4～8：1～4：1～4的O2，N2和CO2。
本发明技术方案中，步骤(2)中低温等离子体处理时间为60～300s，处理电压为30～110kV，处理频率为45～135Hz。
本发明技术方案中，步骤(2)中低温等离子体处理时间为60～180s；处理电压为40～70kV；处理频率为50～75Hz。
本发明方法中，通过气调包装提高低温等离子体处理过程中活性物质的产生，然后通过低温等离子体处理时产生的带电粒子(电子、离子)、不带电粒子(分子、激发态原子、亚稳态原子、自由基)以及紫外线、γ射线、β射线等物质的相互作用去除大豆蛋白粉的不良的风味。
通过气调包装辅助低温等离子体技术去除大豆蛋白粉不良风味物质具有如下优点：
1.与其他大豆蛋白不良风味去除方法相比，气调辅助低温等离子体是一种非热物理改性方法，可以有效的保护大豆蛋白中的热敏性成分，较好的保持大豆蛋白的原有营养价值；2.气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白不良风味，可以通过气调包装增加包装环境中的氧气，提高低温等离子体处理过程中高能活性物质的产生，从而加强对大豆蛋白不良风味物质的氧化作用，改善大豆蛋白的风味；
3.气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白不良风味，可以在无任何外源添加剂的情况下去除大豆蛋白不良风味，不仅处理过程安全，而且不会对环境产生污染，具有安全、绿色、无污染等优点；
4.气调辅助低温等离子体可以直接处理大豆蛋白粉，无需前处理工艺，也无后续杀菌、干燥工艺，能够节约生产时间及成本。
附图说明：
图1为本发明基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白不良风味方法的设备结构示意图。图标：外加高压电压1、介质阻挡板2、放电区域3、高压电极4、接地电极5。
图2是本发明实施例3中使用气调辅助低温等离子体处理大豆蛋白粉后挥发性物质的差异图谱。
图3是本发明实施例3中使用气调辅助低温等离子体处理大豆蛋白粉后挥发性物质的相对含量图。
图4是本发明实施例3中使用气调辅助低温等离子体处理大豆蛋白粉后挥发性物质的指纹图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
以下对本发明在具体应用中的实施例进行详细描述，且所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
下述实例中去除大豆分离蛋白粉中的不良风味物质的设备为介质阻挡放电低温等离子体，该设备结构示意图如图1所示。所示装置包括外加高压电压1、介质阻挡板2、放电区域3、高压电极4、接地电极5。处理过程主要是将气调包装好的大豆分离蛋白粉置于放电区域3中进行处理，经处理后获得去除不良风味的大豆分离蛋白粉。
实施例1
本实施例基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白不良风味的方法具体如下所述：
将等量大豆蛋白粉置于同等材质PE盒内，然后通过半自动气调机按不同气体比例进行包装(体积比为40％O2+40％N2+20％CO2)，然后采用低温等离子体处理，处理时间为60s、处理电压为40kV、处理频率为50Hz；处理结束后，得到去除不良风味后的大豆蛋白。经测定，本实施例的大豆蛋白与未处理大豆蛋白相比，形成大豆蛋白不良风味物质的3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、(E)-2-庚烯醛、2-庚酮和2-戊基呋喃的含量分别下降了1.3％、18.0％、16.4％、3.0％、6.9％。
实施例2
将等量大豆蛋白粉置于同等材质PE盒内，然后通过半自动气调机按不同气体比例进行包装(体积比为50％O2+30％N2+20％CO2)，然后采用低温等离子体处理，处理时间为120s、处理电压为50kV、处理频率为75Hz；处理结束后，得到去除不良风味后的大豆蛋白。经测定，本实施例的大豆蛋白与未处理大豆蛋白相比，形成大豆蛋白不良风味物质的3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、(E)-2-庚烯醛、2-庚酮和2-戊基呋喃的含量分别下降了3.3％、15.0％、21.0％、7.9％、11.2％。
实施例3
将等量大豆蛋白粉置于同等材质PE盒内，然后通过半自动气调机按不同气体比例进行包装(体积比为60％O2+20％N2+20％CO2)，然后采用低温等离子体处理，处理时间为180s、处理电压为70kV、处理频率为75Hz；处理结束后，得到去除不良风味后的大豆蛋白。经测定，本实施例的大豆蛋白与未处理大豆蛋白相比，形成大豆蛋白不良风味物质的3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、(E)-2-庚烯醛、2-庚酮和2-戊基呋喃的含量分别下降了6.1％、12.0％、34.9％、15.9％、22.0％。
图2、图3、图4中的K代表空气包装的大豆分离蛋白粉，气体比例为20％O2+60％N2+20％CO2、30％O2+50％N2+20％CO2、40％O2+40％N2+20％CO2、50％O2+30％N2+20％CO2、60％O2+20％N2+20％CO2包装的大豆分离蛋白粉分别用氧气含量20、30、40、50、60代表。不同气体包装的大豆分离蛋白粉均用介质阻挡放电低温等离子体处理，处理时间、电压、频率均分别为180s、70kV、75Hz。
图2是本发明实施例3中使用气调辅助低温等离子体处理后大豆蛋白粉后挥发性物质的差异图谱。气调包装的大豆分离蛋白粉减去空气包装的大豆分离蛋白粉获得样品地形减法图，其中颜色深的代表该样品中挥发性物质含量高于或低于空气包装组的大豆分离蛋白粉。图2显示了不同样品间挥发性物质含量有明显变化。与空气包装组相比，当氧气含量为40％或50％时，大豆分离蛋白粉的挥发性物质含量变化较小；当氧气含量为60％时，大豆分离蛋白粉挥发性物质的含量变化最明显。这可能与介质阻挡放电低温等离子体处理过程中产生的活性氧、活性氮有关，大量的活性物质可以对大豆分离蛋白粉产生氧化作用，从而对其挥发性物质产生影响。
图3是本发明实施例3中使用气调辅助低温等离子体处理后大豆蛋白粉后挥发性物质的相对含量图。由图可以看出，大豆分离蛋白粉的挥发性物质主要由七类物质组成，包括酯类、醇类、酮类、醛类、酸类、呋喃类和吡嗪类。其中，醇类、醛类、酮类和呋喃类是形成大豆分离蛋白粉不良风味的重要成分。当气调包装中的氧气含量超过40％后，大豆分离蛋白粉的挥发性物质总体含量呈下降趋势。当气调包装中的氧气含量达到60％时，物质含量下降趋势最明显，下降的挥发性物质主要包括酯类、醇类、醛类、酮类和呋喃类。介质阻挡放电低温等离子体经电场作用可以产生大量的氧自由基(O)、羟自由基(OH)、臭氧(O3)、二氧化氮(NO2)等活性物质。这些活性物质可以对醇类、醛类、酮类、呋喃类产生氧化作用，从而改变其含量，影响大豆分离蛋白粉的风味。
图4是本发明实施例3中使用气调辅助低温等离子体处理大豆蛋白粉后挥发性物质的指纹图谱。由图可知，不同气体包装的大豆分离蛋白经处理后，其挥发性成分会发生不同程度的变化，具体变化可分为“1”、“2”、“3”、“4”四个区域。图1号区域物质包括苯并噻唑，2-甲氧基-4-甲基苯酚，2-戊酮，丙烯酸乙酯，乙酸二氢化香叶酯，丁二酸二乙酯。当气调包装中氧气含量达到60％时，这些物质的含量明显增加。图2号区域物质包括苯乙醇，3-羟基-2-丁酮(二聚体)，3-甲基-2-丁烯醛，二甲基三硫，(E)-2-庚烯醛，(Z)-4-癸烯醛，丁酸异丁酯，2-己烯醇和双戊烯.当气调包装中氧气含量超过40％时，这些物质的含量随氧气含量增加明显下降。图3号区域物质包括(E)-2-己烯-1-醇，异戊酸乙酯，3-羟基-2-丁酮(单体)，异亚丙基丙酮，甲基庚烯酮，苯甲酸甲酯，四氢噻吩-3-酮，4-甲基苯酚，丙二酸二乙酯，乙酸丁酯，乙酰氧基-2-丙酮，2-甲基丁酸-3-甲基丁酯，2-戊基呋喃(单体)，2-甲基吡嗪和2,5-二甲基呋喃。当气调包装中氧气含量超过50％后，这些物质的含量明显减少。图4号区域物质包括2-庚酮，丁酸乙酯(单体)，丁酸乙酯(二聚体)，丁酸丙酯(单体)，(Z)-6-壬烯醛，戊酸，正己酸乙酯，异丁酸乙酯(二聚体)，苯乙烯，邻苯二甲醚和(Z)-3-壬烯醇l。在气调包装中氧气达到60％时，这些物质的含量出现明显减少。图中其他物质均为无明显变化规律或无明显变化的物质。该研究结果表明，随包装中氧气含量的增加，形成大豆分离蛋白粉的不良风味的醇类、醛类、酮类、呋喃类等物质的含量逐渐减少，表明该处理方法能有效改善大豆分离蛋白粉的不良风味。
Claims (5)
1.一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)将大豆蛋白粉采用气调机充入气体进行包装；
(2)将包装后的大豆蛋白置于等离子体发生器内进行处理，得到去除不良风味的大豆蛋白。
2.根据权利要求1所述的一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法，其特征在于，步骤(1)所述的气体是体积比为1～10：1～5：1～5的O2，N2和CO2。
3.根据权利要求2所述的一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法，其特征在于，步骤(1)所述的气体是体积比为4～8：1～4：1～4的O2，N2和CO2。
4.根据权利要求1所述的一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法，其特征在于，步骤(2)中低温等离子体处理时间为60～300s，处理电压为30～110kV，处理频率为45～135Hz。
5.根据权利要求4所述的一种基于气调辅助低温等离子体去除大豆蛋白粉不良风味的方法，其特征在于，步骤(2)中低温等离子体处理时间为60～180s；处理电压为40～70kV；处理频率为50～75Hz。
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