本发明涉及一种提高卵白蛋白的起泡性以及乳化性的方法。
背景技术
蛋清中最主要的蛋白质是卵白蛋白，其含量占蛋清蛋白质的54％。卵白蛋白为单体球状磷酸糖蛋白，由385个氨基酸残基组成，其相对分子质量为43.0kda，等电点为4.5，内部含糖基约3％，其疏水中心存在4个自由巯基，1个二硫键。在自然状态下的卵白蛋白中，α-螺旋结构伸展出来，成为各个反应的中心，同时在蛋白分子的横轴上有5个β-折叠结构平行于轴，卵白蛋白分子内含有1个n-糖基化位点，2个磷酸化位点，1个埋藏于疏水中心内部的二硫键，以及4个自由巯基。在天然的蛋液体系中，卵白蛋白多以亲水性蛋白的形式存在，大多数疏水性氨基酸处于分子内部，在适当外界条件干扰下结构极易展开，从而赋予其分子间更强的疏水相互作用和二硫键交联。与其他动植物类蛋白相比，鸡蛋蛋白表现出更为理想的凝胶性、起泡性、乳化特性和成膜性能。
随着蛋品深加工、综合利用的研究深入，鸡蛋生物活性成分的多级联产提纯技术日趋发展与完善，卵白蛋白作为鸡蛋清蛋白中含量最大的成分，是各种方法提纯其它活性成分时必须首先分离的成分。但是，脱离蛋清蛋白体系的卵白蛋白纯品，失去了卵类粘蛋白、卵粘蛋白、卵转铁蛋白和溶菌酶的协同作用，起泡性和乳化性显著下降，阻碍了卵白蛋白功能特性在食品工业中的应用，尤其是在蛋糕等食品加工中的应用，因此通过物理或生化方法改善其起泡性以及乳化性的意义重要。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种提高卵白蛋白的起泡性以及乳化性的方法，该方法可以显著提高卵白蛋白的起泡性和乳化性。
技术方案
蛋白质在氧化过程会发生共价结构修饰，氨基酸侧链断裂，生成游离氨基，当蛋白质分子受到游离基团作用时，蛋白质的敏感氧化性就会体现出来，蛋白理化特性相应地发生显著变化，如乳化性、起泡性、凝胶性能等，在不同的氧化程度，蛋白质表现出不同的理化性质与功能特性，轻度氧化在一定程度上改善蛋白功能特性，而重度氧化却会导致蛋白功能劣变、营养价值降低。本发明利用fecl3/抗坏血酸/h2o2自由基氧化体系对卵白蛋白进行氧化处理，通过控制氧化条件实现卵白蛋白的有限氧化，从而改善卵白蛋白的乳化性与起泡性，为食品工业提供了功能特性良好的专用型蛋白粉。具体方案如下：
一种提高卵白蛋白的起泡性以及乳化性的方法，包括如下步骤：
(1)制备氧化剂溶液：往ph6.0、浓度为50mmol/l的磷酸盐缓冲液中加入fecl3、抗坏血酸和h2o2，混合均匀后，得到氧化剂溶液；
(2)往步骤(1)的氧化剂溶液中加入卵白蛋白，混合均匀后，低温下氧化反应，然后加入1.0mmol/ledta终止反应，得到氧化产物；
(3)采用ph6.0的磷酸盐缓冲液洗涤氧化产物，然后将洗涤后的氧化产物离心分离，将得到的沉淀冷冻干燥后，即得有限氧化后的卵白蛋白。
步骤(1)中，氧化剂溶液中，fecl3浓度为0.1mmol/l。
步骤(1)中，氧化剂溶液中，抗坏血酸浓度0.1mmol/l。
步骤(1)中，氧化剂溶液中，h2o2浓度为8.0-12.0mmol/l。
步骤(2)中，氧化反应温度为4℃，时间为1.5-2.5h。
步骤(2)中，卵白蛋白的用量，以其在氧化剂溶液中的浓度为10mg/ml为准。
步骤(3)中，离心分离的转速为10000r/min，时间为5min。
步骤(3)中，冷冻干燥的温度为-20℃，真空度为0.1-0.5mbar。
有益效果：本发明提供了一种提高卵白蛋白的起泡性以及乳化性的方法，操作简单，容易实现，该方法对卵白蛋白进行有限氧化，有限氧化后的卵白蛋白的起泡能力达159.85-175.67％，与处理前的卵白蛋白相比增加了62.71％；起泡稳定性达76.12-82.53％，与处理前的卵白蛋白相比增加了80.82％；乳化活性达11.08-13.45m2/g，与处理前的卵白蛋白相比增加了64.02％，乳化稳定性达97.14-109.51％，与处理前的卵白蛋白相比增加了36.89％，本发明显著提高了卵白蛋白的起泡性和乳化性，为高起泡性卵白蛋白专用蛋白粉的生产提供了可行方法，扩大了卵白蛋白在食品工业中的应用范畴。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
备注：
①乳化性及稳定性的测定方法
量取24ml1％(w/v)的卵白蛋白样品溶液，调ph至7.0，加入6ml色拉油，高速搅打(10000r/min，1min)，用移液器取50μl溶液进行稀释，以sds溶液作为空白对照，在500nm处测定吸光值。室温条件下放置10min，再次取样测定吸光值。乳化活性(eai)及乳化稳定性(esi)分别按下式计算：
eai(m2/g)＝2×2.303×a0×n/c×ф×l×104
esi(min)＝10a0/a0-a10
式中：c为样品浓度，g/ml；ф为乳化液中油相的比例0.25；l为比色杯光径；n为稀释倍数；a0为初始乳化液的吸光值；a10为10min后的吸光值。
②起泡性及稳定性的测定
用去离子水配置浓度为10％(w/v)的样品溶液，调ph值至7.0，取样100ml于500ml烧杯中，高速搅打2min。搅打完成后迅速倒入500ml量筒中，并迅速记录泡沫体积(ml)，静置30min后，再次测量泡沫体积，第一次测量的体积即为起泡能力，第一次与第二次测量体积的比值即为起泡稳定性。
实施例1
(1)制备氧化剂溶液：往ph6.0、浓度为50mmol/l的磷酸盐缓冲液中加入fecl3、抗坏血酸和h2o2，混合均匀后，得到氧化剂溶液；氧化剂溶液中，fecl3浓度0.1mmol/l，抗坏血酸浓度0.1mmol/l，h2o2浓度10.0mmol/l。
(2)往步骤(1)的氧化剂溶液中加入卵白蛋白，使得蛋白最终浓度为10mg/ml，混合均匀后，4℃下氧化反应2.0h，然后加入1.0mmol/ledta终止反应，得到氧化产物；
(3)采用ph6.0的磷酸盐缓冲液洗涤氧化产物，然后将洗涤后的氧化产物10000r/min离心分离5min，将得到的固体于-20℃、0.1-0.5mbar冷冻干燥后，即得有限氧化后的卵白蛋白。
测得本实施例有限氧化卵白蛋白的起泡能力达167.39％，起泡稳定性达80.62％；乳化活性达12.96m2/g，乳化稳定性达106.43％。
处理前的原始样品起泡性109.8％，起泡稳定性45.12％；乳化活性8.36m2/g，乳化稳定性80.75％。
实施例2
(1)制备氧化剂溶液：往ph6.0、浓度为50mmol/l的磷酸盐缓冲液中加入fecl3、抗坏血酸和h2o2，混合均匀后，得到氧化剂溶液；氧化剂溶液中，fecl3浓度0.1mmol/l，抗坏血酸浓度0.1mmol/l，h2o2浓度11.0mmol/l。
(2)往步骤(1)的氧化剂溶液中加入卵白蛋白，使得蛋白最终浓度为10mg/ml，混合均匀后，4℃下氧化反应1.5h，然后加入1.0mmol/ledta终止反应，得到氧化产物；
(3)采用ph6.0的磷酸盐缓冲液洗涤氧化产物，然后将洗涤后的氧化产物10000r/min离心分离5min，将得到的固体于-20℃、0.1-0.5mbar冷冻干燥后，即得有限氧化后的卵白蛋白。
测得本实施例有限氧化卵白蛋白的起泡能力达163.78％，起泡稳定性达78.93％；乳化活性达11.84m2/g，乳化稳定性达102.26％。
处理前的原始样品起泡性109.8％，起泡稳定性45.12％；乳化活性8.36m2/g，乳化稳定性80.75％。