本发明属于食品蛋白加工领域，具体涉及一种低致敏、高凝胶性豆类蛋白粉的制备方法。
背景技术：
豆类蛋白（分离蛋白，浓缩蛋白）是一种重要的植物蛋白质资源，它含有18种以上的氨基酸，营养均衡，且具有凝胶性、乳化性、起泡性、持水性、吸脂性等多种功能性质，在食品加工业中可作为功能性辅料，具有广泛的应用前景。凝胶性是指蛋白制品在一定浓度下经加热处理后，冷凝时形成具有一定强度和弹性的胶体状组织的性能，是豆类蛋白最重要的性质之一，已广泛运用于包括午餐肉、香肠、火腿等在内的产品加工制作中，虽然豆类蛋白的凝胶性已经在食品工业中被逐渐开发，但其所具有的强致敏性仍然限制着豆类蛋白在食品中的进一步利用，对豆类蛋白进行改性，制备低致敏高凝胶性的豆类蛋白粉对食品加工及豆类蛋白的运用均具有重要意义。
据报道，目前已有多种方法被运用于改善蛋白凝胶性等功能特性，如高压处理、醇洗、酸碱处理、乙酰化、糖基化、磷酸化及酶修饰，但传统的物理化学以及生物方法往往带来蛋白异构化、氨基酸被破坏、有毒化学物质引入、设备腐蚀及反应复杂等问题，且对蛋白致敏性没有良好的改善作用。目前尚未见一种温和安全并且能够提高蛋白凝胶性，降低强致敏性的处理方法运用于豆类蛋白的改性。
聚乙二醇衍生物是一种亲水性聚醚，自1991年便已被美国食品药品监督管理局核准安全性，并批准运用于食品药品中。国内外近期研究表明，聚乙二醇衍生物修饰蛋白质可增强其溶解性，提升蛋白分散性，防止静电聚集，因此，聚乙二醇修饰已广泛运用于药物蛋白的修饰，如聚乙二醇修饰的阿霉素、免疫毒素、耦联干扰素、1-型肿瘤坏死因子受体及磷脂酰乙醇胺等，但其在食品蛋白中的运用却鲜有报道。本发明依据豆类蛋白抗原表位分布特点，优选单甲氧基聚乙二醇（mpeg）的琥珀酰亚胺碳酸酯基衍生物（mpeg-sc）或琥珀酰亚胺琥珀酸酯衍生物（mpeg-ss）或丙酸琥珀酰亚胺酯基衍生物（mpeg-spa）定点修饰于蛋白质中赖氨酸的n端，修饰反应过程中没有其它的化学试剂的引入，反应绿色、温和、安全，操作简便，无废液产生，既有效地降低了豆类蛋白的致敏性，又提高了豆类蛋白的凝胶性，为豆类蛋白在食品工业中的应用提供了更多可能性。
技术实现要素：
为了解决现有豆类蛋白所形成的凝胶性能较差，并且具有较强致敏性的问题，本发明利用聚乙二醇衍生物修饰豆类蛋白，提供一种低致敏、高凝胶性豆类蛋白粉的制备方法。
一种低致敏高凝胶性豆类蛋白粉的制备操作步骤如下：
（1）聚乙二醇修饰
室温下，豆类蛋白粉加水搅拌混合均匀，得到质量浓度1～3%的豆类蛋白溶液；按照豆类蛋白溶液的质量，加入质量分数0.5～3%的聚乙二醇修饰剂，温度4～55℃、反应0.5～6h，得到蛋白修饰粗液；在0.1～0.5mpa压力下，采用5～10kda超滤膜超滤回收蛋白修饰粗液中未结合的聚乙二醇修饰剂，得到豆类蛋白修饰液；
（2）低致敏、高凝胶性豆类蛋白粉干燥
将豆类蛋白修饰液干燥，得到聚乙二醇衍生物修饰的水分含量≤5%的低致敏高凝胶性豆类蛋白粉；
所述低致敏高凝胶性豆类蛋白粉，与未处理的豆类蛋白粉相比较，其致敏性降低≥50%，凝胶性提高≥30%。
进一步限定的技术方案如下：
步骤（1）中，豆类蛋白粉采用碱提酸沉法制得，具体操作步骤如下：
（1.1）打粉过筛：
将豆子在粉碎机中粉碎2～5min，过80～200目筛，得到豆粉；
（1.2）脱脂
将1份豆粉和2～6份的石油醚混合，搅拌脱脂1～3天后静置1～5h，倾倒出石油醚，自然风干10h，得到脱脂豆粉；
（1.3）碱提
按固液比1g：10ml，将脱脂豆粉和纯水混匀，用质量浓度10%的碱溶液调ph值为7.0～8.0；磁力搅拌碱提，转速100~2000转/分钟，浸提0.5～24h；离心分离，转速6000～12000转/分钟，时间0.5～5.5h，得到碱提上清液；
（1.4）酸沉
在碱提上清液中加入质量浓度10%的酸溶液，调节ph值为4.0～5.0；离心分离，转速3000～12000转/分钟、时间20～60min，得到沉淀物；
（1.5）豆类蛋白粉复溶
按固液比1g：10ml，将沉淀物和纯水混合均匀，用质量浓度10%的碱溶液调ph值为7.0～8.0，至溶液澄清，得到复溶溶液；
（1.6）干燥
采用真空冷冻干燥、喷雾干燥或鼓风干燥等技术，将复溶溶液干燥，得到豆类蛋白粉。
所述步骤（1）中，豆子为大豆、芸豆、蚕豆、刀豆等经济种植豆类作物中的一种。
步骤（1.3）中，所述碱溶液为食品级的质量浓度10%的氢氧化钠溶液、质量浓度10%的碳酸钠溶液、质量浓度10%的碳酸氢钠溶液中的一种。
步骤（1.4）中，所述酸溶液为质量浓度10%的乙酸溶液、质量浓度10%的柠檬酸溶液、质量浓度10%的磷酸溶液中的一种。
步骤（1.6）或步骤（9）中，所述真空冷冻干燥条件：真空度0.1mpa、干燥温度-20～-60℃；所述喷雾干燥条件：喷雾干燥机的进料速度2～5l/h、进风温度170～230℃、出风温度50～100℃；所述鼓风干燥条件：在鼓风干燥机中，加热温度60-110℃、空气流速0.5～10m/s。
所述聚乙二醇修饰剂为聚乙二醇衍生物，优选单甲氧基聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯（mpeg-sc）或单甲氧基聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯（mpeg-ss）或单甲氧基聚乙二醇丙酸琥珀酰亚胺酯（mpeg-spa）中的一种。
本发明的有益技术效果体现在以下几个方面：
（1）有效提高凝胶性
本发明采用聚乙二醇衍生物对豆类蛋白进行修饰，修饰后的豆类产物溶解性显著增高，凝胶过程中蛋白聚集现象减少，所形成的蛋白凝胶质地均匀、弹性好且强度高，有效地改善了豆类蛋白凝胶性。
（2）降低致敏性
聚乙二醇衍生物对豆类蛋白修饰后，所连接的聚乙二醇衍生物链能有效地掩避豆类蛋白结构中的抗原表位活性域，降低蛋白质的致敏性，克服了豆类蛋白在食品加工领域中具有强致敏性的缺陷，促进了豆类蛋白在食品工业中的推广应用。
（3）定点修饰、反应可控
本发明优先选用针对氨基酸链n端修饰的单甲氧基聚乙二醇（mpeg）修饰剂（优选mpeg-sc、mpeg-spa、mpeg-ss等），可专一性与豆类蛋白中赖氨酸的n端结合，实现了修饰剂对豆类蛋白的定点修饰，使得修饰反应可控，有效保障修饰后豆类蛋白的功能性，确保其在食品工业中的稳定开发利用。
（4）工艺简单、安全、高效、绿色
本发明采用聚乙二醇衍生物作为修饰剂，产品安全可靠，整个修饰反应过程在中性环境下进行，全程反应温和，不腐蚀设备且无外来化学物质污染，最快0.5h完成修饰，技术几乎无能耗，安全有效，且工艺简单，操作方便，极易实现工业自动化。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地描述。
实施例1
采用单甲氧基聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯（mpeg-sc）修饰制备低致敏高凝胶性黑豆蛋白粉的具体操作步骤如下：
（1）打粉、过筛：
将1份黑豆置于粉碎机中粉碎2min，粉体过120目筛。
（2）脱脂：
将1份过筛的粉体与2份的石油醚混合，搅拌脱脂1天，静置1h，倾倒出石油醚，自然风干10h；
（3）碱提：
将1份脱脂后的黑芸豆粉与10份纯水（固液比1：10）混匀，用浓度10%（m/v）的小苏打（nahco3）溶液调ph为7.0，以600转/分钟的转速磁力搅拌提取2h，8000转/分钟下离心0.5h，取上清液；
（4）酸沉：
将1份碱提上清液用浓度1%的柠檬酸溶液调ph为4.0，3000转/分钟下离心20min，取沉淀；
（5）复溶：
将1份酸沉沉淀与10份纯水（固液比1:10）混合，用浓度10%（m/v）的小苏打（nahco3）溶液调ph为7.0，复溶至溶液澄清；
（6）真空冷冻干燥：
将复溶液进行预冷冻，然后放入真空冷冻干燥机中，在真空度0.1mpa、冷冻干燥温度-20℃条件下，冷冻干燥至水分含量≤5%，获得黑豆蛋白粉；
（7）配置黑豆蛋白修饰储备液：
室温下，将1份黑豆蛋白粉与99份纯水混匀（浓度1%），600转/分钟下磁力搅拌20min使黑豆蛋白充分溶解，得浓度1%的黑豆蛋白修饰储备液；
（8）mpeg-sc修饰：
向1份浓度1%的黑豆蛋白修饰储备液中添加0.5%份mpeg-sc，4℃条件下反应0.5h，得蛋白修饰粗液；
（9）未结合mpeg-sc回收：
将蛋白修饰粗液在0.1mpa下，用5kda的超滤膜超滤回收未结合的mpeg修饰剂；
（10）真空冷冻干燥：
将黑豆蛋白修饰液进行预冷冻，然后放入真空冷冻干燥机中，在真空度0.1mpa、冷冻干燥温度-20℃条件下，冷冻干燥至水分含量≤5%，获得mpeg-sc修饰的低致敏高凝胶性黑豆蛋白粉，与未处理的黑芸豆蛋白粉相比较，其致敏性降低63%，凝胶性提高了31%。
实施例2
甲氧基聚乙二醇丙酸琥珀酰亚胺酯（mpeg-spa）修饰制备低致敏高凝胶性芸豆蛋白粉的具体操作步骤如下：
（1）打粉、过筛：
将1份芸豆置于粉碎机中粉碎3min，粉体过120目筛。
（2）脱脂：
将1份过筛的粉体与4份的石油醚混合，搅拌脱脂2天，静置3h，倾倒出石油醚，自然风干10h。
（3）碱提：
将1份脱脂后的芸豆粉与10份纯水（固液比1：10）混匀，用浓度10%（m/v）的naoh溶液调ph为7.5，以600转/分钟的转速磁力搅拌提取8h，10000转/分钟下离心1h，取上清液。
（4）酸沉：
将1份碱提上清液用浓度1%的柠檬酸溶液调ph为4.5，5000转/分钟下离心40min，取沉淀。
（5）复溶：
将1份酸沉沉淀与10份纯水（固液比1:10）混合，用浓度10%（m/v）的naoh溶液调ph为7.5，复溶至溶液澄清。
（6）鼓风干燥：
将20份复溶液，在75℃、空气流速5m/s的鼓风干燥条件下，干燥至水分含量≤5%，获得芸豆类蛋白粉。
（7）配置芸豆蛋白修饰储备液：
室温下，将2份芸豆蛋白粉与98份纯水混匀，600转/分钟下磁力搅拌20min使芸豆蛋白充分溶解，得浓度2%的芸豆蛋白修饰储备液。
（8）mpeg-spa修饰：
向1份浓度2%的芸豆蛋白修饰储备液中添加1.5%份mpeg-sc，30℃条件下反应3h，得蛋白修饰粗液。
（9）未结合mpeg-spa回收：
将蛋白修饰粗液在0.3mpa下，用8kda的超滤膜超滤回收未结合的mpeg修饰剂。
（10）鼓风干燥：
将20份芸豆蛋白修饰溶液，在75℃、空气流速5m/s的鼓风干燥条件下，干燥至水分含量≤5%，获得mpeg-sc修饰的芸豆蛋白粉，与未处理的芸豆蛋白粉相比较，其致敏性降低59%，凝胶性提高了34%。
实施例3
甲氧基聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯（mpeg-ss）修饰制备低致敏、高凝胶性蚕豆蛋白粉的具体操作步骤如下：
（1）打粉、过筛：
将1份蚕豆置于粉碎机中粉碎5min，粉体过120目筛。
（2）脱脂：
将1份过筛的粉体与6份的石油醚混合，搅拌脱脂3天，静置5h，倾倒出石油醚，自然风干10h。
（3）碱提：
将1份脱脂后的蚕豆粉与10份纯水（固液比1：10）混匀，用浓度10%（m/v）的小苏打（nahco3）溶液调ph为8.0，以600转/分钟的转速磁力搅拌提取12h，12000转/分钟下离心1.5h，取上清液。
（4）酸沉：
将1份碱提上清液用浓度1%的乙酸溶液调ph为5.0，8000转/分钟下离心60min，取沉淀。
（5）复溶：
将1份酸沉沉淀与10份纯水（固液比1:10）混合，用浓度10%（m/v）的naco3溶液调ph为8.0，复溶至溶液澄清。
（6）喷雾干燥：
将1份复溶液利用喷雾干燥机干燥，在进料速度5l/h，进风温度230℃，出风温度100℃条件下干燥至水分含量≤5%，获得蚕豆蛋白粉。
（7）配置蚕豆蛋白修饰储备液：
室温下，将3份蚕豆蛋白粉与97份纯水混匀（浓度3%），600转/分钟下磁力搅拌20min使蚕豆蛋白充分溶解得，得到浓度3%的蚕豆蛋白修饰储备液。
（8）mpeg-ss修饰：
向1份浓度3%的蚕豆蛋白修饰储备液中添加3%份mpeg-ss，55℃条件下反应6h，得蛋白修饰粗液。
（9）未结合mpeg-ss修饰剂回收：
将蛋白修饰粗液在0.5mpa下，用10kda的超滤膜超滤回收未结合的peg修饰剂。
（10）喷雾干燥：
将蚕豆蛋白修饰液传送至喷雾干燥机中，在进料速度5l/h，进风温度230℃，出风温度100℃条件下干燥至水分含量≤5%，获得mpeg-ss修饰的低致敏高凝胶性蚕豆蛋白粉，与未处理的蚕豆蛋白粉相比较，致敏性降低了56%，凝胶性提高了35%。