一种降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法

本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及到一种降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法。

背景技术：

豌豆(pisumsativuml.)作为世界上主要的豆类作物之一，是一种优质蛋白质、碳水化合物、维生素和矿物质的来源。豌豆具有低成本、易种植、可持续性强等优点，其全球产量在2013年后持续快速增长，目前约为1400万吨/年，产量居前五位的国家为加拿大、俄罗斯、中国、美国和印度。豌豆蛋白作为一种新兴植物蛋白资源受到消费者的关注。相比于大豆蛋白，豌豆蛋白的非转基因、低致敏源和高营养价值的标签更受投资者青睐，其市场需求增长迅速。

豌豆蛋白质主要由11s球蛋白和7s伴球蛋白(占总蛋白质65～80％)，以及2s清蛋白(10～20％)组成。相对于人体的需要量，豌豆蛋白质的氨基酸组成均衡，尤其富含赖氨酸，可用以平衡谷类食物中的赖氨酸缺乏。豌豆蛋白中酶抑制剂、植酸等抗营养成分的含量较低，其蛋白质消化率高于动物蛋白质、大豆和其他豆类蛋白质。商用豌豆蛋白产品以豌豆为加工原料，按干基蛋白质含量区分，有豌豆粉、豌豆浓缩蛋白和豌豆分离蛋白三种产品形式。豌豆分离蛋白因其优异的功能性质，常被添加到焙烤、膨化、发酵等食品中，用来改善产品的质地和营养质量。

豌豆蛋白替代传统动物和植物蛋白应用于食品开发，特别是应用于植物蛋白饮料或发酵乳时，挥发性风味是其最大的限制因素。由于消费者喜欢更简洁的配料标签，因此减少对调味剂和遮蔽剂的依赖，做到简单配料与味道满意是豌豆分离蛋白在应用中最需攻克的难题。

与豌豆分离蛋白相关的挥发性异味通常被描述为青草味、泥土味、蘑菇味等，其气味特征是多种挥发性的小分子有机化合物共同作用的结果，它们可被归类为醛类、酮类、醇类、烷烃类、呋喃类、酸类、酯类等。这些次级脂质氧化产物对豌豆分离蛋白的挥发性风味有较大影响，代表性化合物为己醛、(e)-2-己烯醛、3,5-辛二烯-2-酮、壬醇、1-己醇和2-戊基呋喃等，它们是不饱和脂肪酸经自氧化、光氧化和酶促反应生成的产物。其中，脂肪氧合酶(lox)催化的亚油酸和亚麻酸等的降解被认为是导致挥发性成分产生的最主要原因。豌豆中的lox主要为lox-2和lox-3，它们在中性ph下的活性最强，在偏碱性ph下的活性较弱。

对豌豆进行热处理使lox失活，或者对豌豆分离蛋白进行有机溶剂浸出，都可降低产品中挥发性成分的含量，但前者易显著降低蛋白质提取率，后者会破坏豌豆蛋白的自然、绿色等市场标签，影响其商品价值。在保证蛋白质提取率的前提下，采用绿色加工工艺降低豌豆分离蛋白中挥发性成分的含量具有巨大的市场前景。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

本发明的目的是提供一种降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法，采用不引入有机溶剂和酶制剂的绿色加工工艺，以豌豆为原料，可制备得到与现有加工技术相比挥发性成分总量减少50％以上的豌豆分离蛋白。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法，包括，

将豌豆用含naoh的去离子水浸泡后，过滤，得到浸泡后的豌豆；

将浸泡后的豌豆加入去离子水，打浆，得到ph为6.5～9.5的豌豆糊；

将豌豆糊搅拌，离心取上层清液，即为豌豆浆；

取豌豆浆进行加热、冷却后，调节ph至4.5～5.0，离心取下层沉淀，加入去离子水调节溶液固形物，中和得到中和液；

将中和液进行加热杀菌，闪蒸降温，喷雾干燥，得到豌豆分离蛋白。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述将豌豆用含naoh的去离子水浸泡，将豌豆浸泡于去离子水中，加入豌豆质量0～2.5％的naoh，浸泡8～12h。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述将豌豆浸泡于去离子水中，豌豆与去离子水的料水比以g:ml计为1:3，浸泡温度为室温。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述打浆，将浸泡后的豌豆加入去离子水，浸泡后的豌豆与去离子水的料水比以g:ml计为1:3，打浆，得到ph为9.0的豌豆糊。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述离心取上层清液，室温下3000g离心15min。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述取豌豆浆进行加热、冷却，取豌豆浆在50～90℃下加热，然后冷却至25℃。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述离心取下层沉淀，室温下3000g离心15min。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述调节溶液固形物，加入去离子水，调节溶液固形物为10％～15％。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述中和，采用2.0mol/l的naoh溶液调节ph至7.0～7.5。

作为本发明降低豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的方法的一种优选方案，其中：所述加热杀菌，将中和液加热至120～130℃，保持30～60s；所述闪蒸降温，闪蒸降温至50～60℃；所述喷雾干燥，进风温度180℃，出风温度80℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用不引入有机溶剂和酶制剂的绿色加工工艺，以豌豆为原料，优选浸泡时naoh添加量为2％，打浆ph为9.0，并在90℃下对豌豆浆进行加热处理，然后进行等电点酸沉、中和、杀菌和喷雾干燥。与现有加工技术相比，可制备得到挥发性成分总量减少50％以上的豌豆分离蛋白，产品蛋白质含量为85.68％，提取率为19.82％。

本发明工艺流程可以显著抑制豌豆lox在蛋白质提取过程中对不饱和脂肪酸的氧化作用，实现了豌豆分离蛋白中挥发性成分生成量的显著降低，工艺符合绿色生产标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明实施例中浸泡时naoh添加量对豌豆浆中挥发性成分含量的影响图。

图2为本发明实施例中打浆ph对豌豆浆中挥发性成分含量的影响图。

图3为本发明实施例中豌豆浆经不同加热温度对豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的影响图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明中基本成分测定方法：

蛋白质含量参照gb5009.5-2016中凯氏定氮法进行测定，蛋白质换算系数为6.25；脂肪含量参照氯仿甲醇法进行测定；碳水化合物含量参照苯酚硫酸法进行测定；灰分含量参照gb5009.4-2010进行测定；水分含量参照gb5009.3-2016中直接干燥法进行测定。

挥发性成分的鉴定：配制蛋白质浓度为20mg/ml的溶液，取5ml样品溶液置于萃取瓶中，加入内标物(2-甲基-3-庚酮)，置于50℃水浴中，将老化后的固相微萃取头插入样品瓶，在搅拌下顶空吸附，吸附时间30min。然后，在250℃下解吸7min，进行测定，色谱柱型号为db-wax(30m×0.25mm,0.25μm)。

本发明中数据处理：实验均重复3次，采用origin对数据进行分析和绘图，结果用“平均值±标准偏差”表示，使用spss软件对数据进行显著性分析(p<0.05表示具有显著性差异)。

实施例1

本实施例提供低挥发性成分含量豌豆分离蛋白的制备工艺：

(1)按照料水比1:3(g:ml)，将豌豆浸泡于去离子水中，添加豌豆质量2％的naoh，在室温下浸泡10h；

(2)将浸泡后的豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:ml)，打浆，得到ph为9.0的豌豆糊；

(3)将豌豆糊搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆；

(4)豌豆浆在90℃水浴锅内加热5min，冷却至25℃，用2.0mol/l的hcl溶液调节豌豆浆的ph至4.5，3000g离心15min取下层沉淀，加入去离子水，使溶液固形物为12％，再用2.0mol/l的naoh溶液调节至ph7.0；

(5)将中和液加热至125℃，保持30s，闪蒸降温至55℃，喷雾干燥(进风温度180℃，出风温度80℃)，得到豌豆分离蛋白，其挥发性成分含量为309.62±25.57μg/l。

对比例1

本实施例提供的豌豆分离蛋白的制备工艺：

(1)按照料水比1:3(g:ml)，将豌豆浸泡于去离子水中，在室温下浸泡10h；

(2)将浸泡后的豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:ml)，打浆，得到豌豆糊，用2.0mol/l的naoh溶液调节至ph9.0；

(3)将豌豆糊搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆；

(4)用2.0mol/l的hcl溶液调节豌豆浆的ph至4.5，3000g离心15min取下层沉淀，加入去离子水，使溶液固形物为12％，再用2.0mol/l的naoh溶液调节至ph7.0；

(5)将中和液加热至125℃，保持30s，闪蒸降温至55℃，喷雾干燥(进风温度180℃，出风温度80℃)，得到豌豆分离蛋白，其挥发性成分含量为632.25±36.38μg/l。

实施例2

浸泡时naoh添加量对豌豆浆中挥发性成分含量的影响：

(1)取600g豌豆，等量分为六份，按照料水比1:3(g:ml)分别浸泡在含naoh的去离子水中，naoh添加量分别为豌豆质量的0％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％和2.5％；室温下浸泡10h后，过滤，得到浸泡后豌豆；

(2)将浸泡豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:ml)，其中，前四种浸泡豌豆分别加入其干基质量2.0％、1.5％、1.0％和0.5％的naoh，打浆，得到ph为9.0的六种豌豆糊；

(3)将豌豆糊搅拌1h后，室温下300g离心15min取上层清液，得到豌豆浆。测定不同豌豆浆中挥发性成分的含量。

浸泡时naoh添加量对豌豆浆中挥发性成分含量的影响，结果见图1。

豌豆浆与豌豆分离蛋白中挥发性成分的含量呈正比。可以看出，虽然打浆时的ph一致，但随着浸泡液中naoh添加量的增加，豌豆浆中挥发性成分的含量呈降低趋势。未添加naoh浸泡时，豌豆浆中挥发性成分的含量约为483μg/l；当naoh添加量达到1.5％时，挥发性成分的含量降低明显，达到11％左右；当naoh添加量为2.0％时，挥发性成分含量的降低可达到15％以上；继续提高naoh添加量至2.5％时，挥发性成分含量的降低幅度无变化。因此，浸泡时通过添加naoh来提高浸泡水的ph，可明显抑制此过程中豌豆lox的活性，且添加量以2％为宜。

实施例3

打浆ph对豌豆浆中挥发性成分含量的影响：

(1)取600g豌豆，等量分为六份，按照料水比1:3(g:ml)分别浸泡在含naoh的去离子水中，naoh添加量分别为豌豆质量的0％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％和2.5％；室温下浸泡10h后，过滤，得到浸泡后豌豆；

(2)将浸泡豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:ml)，打浆，得到ph分别为6.5、7.2、7.8、8.3、9.0和9.5的六种豌豆糊；

(3)将豌豆糊搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆。测定不同豌豆浆中挥发性成分的含量。

打浆ph对豌豆浆中挥发性成分含量的影响，结果见图2。

可以看出，豌豆lox在ph7.0左右时的活性最高，生成挥发性成分的能力最强。随着打浆ph的提高，由于lox活性的减弱，其挥发性成分的生成能力随之减弱。与ph7.2豌豆浆相比，当打浆ph为8.3时，挥发性成分的生成量减少约28％；当打浆ph≥9.0时，挥发性成分的生成量降低约47％。结果表明，打浆时的ph对豌豆浆中挥发性成分的生成具有较大影响，但当打浆ph高于9.0时，其影响迅速减小。

实施例4

豌豆浆经不同加热温度对豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的影响：

(1)取600g豌豆，按照料水比1:3(g:ml)分别浸泡在含naoh的去离子水中，naoh添加量为豌豆质量的2.0％；室温下浸泡10h后，过滤，得到浸泡后豌豆；

(2)将浸泡豌豆加入去离子水，料水比为1:3(g:ml)，打浆，得到ph为9.0的豌豆糊；

(3)将豌豆糊搅拌1h后，室温下3000g离心15min取上层清液，得到豌豆浆；

(4)将豌豆浆分为六等份，分别在25℃、50℃、60℃、70℃、80℃和90℃水浴锅内加热5min，然后冷却至25℃；用2.0mol/l的hcl溶液调节豌豆浆的ph至4.5，室温下3000g离心15min取下层沉淀，加入去离子水，使溶液固形物为12％，再用2.0mol/l的naoh溶液调节至ph7.1；

(5)将中和液加热至125℃，保持30s，闪蒸降温至55℃，喷雾干燥(进风温度180℃，出风温度80℃)，得到豌豆分离蛋白。测定豌豆分离蛋白中挥发性成分的含量。

豌豆浆经不同加热温度对豌豆分离蛋白中挥发性成分含量的影响见图3。

当豌豆浆进行酸沉时，其ph由9.0降低至4.5。可以看到，豌豆浆经25～60℃加热后，在酸沉过程中，由于lox的活性仍然较高，导致豌豆分离蛋白中挥发性成分的含量较高。当豌豆浆经70℃加热后，豌豆分离蛋白中挥发性成分的含量的降低幅度约为21％；而豌豆浆经80℃和90℃加热后，该降低幅度分别约为35％和51％。结果表明，当对豌豆浆中lox进行足够强度的热钝化后，可达到制备低挥发性成分含量豌豆分离蛋白的目的。

本发明采用不引入有机溶剂和酶制剂的绿色加工工艺，以豌豆为原料，优选浸泡时naoh添加量为2％，打浆ph为9.0，并在90℃下对豌豆浆进行加热处理，然后进行等电点酸沉、中和、杀菌和喷雾干燥。与现有加工技术相比，可制备得到挥发性成分总量减少50％以上的豌豆分离蛋白，产品蛋白质含量为85.68％，提取率为19.82％。本发明此工艺流程可以显著抑制豌豆lox在蛋白质提取过程中对不饱和脂肪酸的氧化作用，实现了豌豆分离蛋白中挥发性成分生成量的显著降低，工艺符合绿色生产标准。

本发明的主要目的是在不使用溶剂浸出，而且蛋白质不被酶解的情况下，制备得到低挥发性成分含量的豌豆分离蛋白。减少挥发性成分含量的过程，实际上就是抑制lox对不饱和脂肪酸氧化的过程。发明人经过大量研究，提出了在碱性条件下对豌豆浸泡、磨浆、加热钝化lox的工艺路线，同时结合酸沉、中和及喷雾干燥工艺，制备得到挥发性成分总量减少50％以上的豌豆分离蛋白。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。