一种蛋清蛋白及其功能性改良方法与流程

本发明属于食品加工研究领域，具体涉及一种蛋清蛋白及其功能性改良方法。

背景技术：

蛋清蛋白主要有卵白蛋白、卵黏蛋白以及卵转铁蛋白等多种蛋白质，是一种高生物价值的蛋白质，其氨基酸组成接近于人体的氨基酸组成，且其功能性质，如起泡性、凝胶性等相对于植物蛋白和其它一些动物蛋白都较好，因此不仅是食品中最理想的蛋白质，也在食品工业中起着重要的作用。

功能性强化蛋清粉，如高溶解性蛋清粉、高起泡性蛋清粉等，既保留了蛋清蛋白优良的营养及功能特性，又规避了普通蛋清粉添加量较高的弊端，因而深受食品加工企业的青睐。目前，国外功能性蛋制品的性能明显优于国内同类产品，而我国蛋清粉制品的加工性能已无法满足顾客的多元需求。为此，针对我国蛋清粉对新需求支撑不足的问题，突破功能性强化蛋清粉的品质提升新技术成为当前研究的重点。

目前，蛋白质的改性主要有物理法、化学法、酶法和基因工程法。其中，基因工程法技术周期较长，见效较慢；酶法改性虽然速度快，专一性强，可是成本较高，操作较难，限制了其工业化推广应用；化学改性方法尽管反应简单、效果显著，可是通常情况下会引入化学试剂而影响产品的食用安全性；而物理方法因其安全环保、目标性强等优点被广泛的应用于蛋白质的改性中。物理方法主要包括机械剪切、热处理、电场、微波、超声波、辐照和超高压等方法。其中，超声波作用所具有的空化效应、机械效应和热效应会使蛋白质分子结构变得更加的松散，更多的疏水基团会暴露出来，蛋白质表面性质提高，与水之间的相互作用增强，从而改善蛋白质的功能特性和营养价值。然而，超声波工作模式、超声处理时间和超声频率等直接影响到蛋白质结构的变化程度，这种变化与其功能特性的改善密切相关。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种蛋清蛋白及其功能性改良方法，以蛋清溶液为特征原料，通过对超声波工作模式、频率选择、频率组合及超声处理温度和时间的有效调控，实现对蛋清蛋白质功能性能的改善。

本发明的技术方案是：

一种蛋清蛋白功能性改良方法，包括以下步骤：

蛋清溶液的制备；

蛋清溶液的单频或双频同步或三频同步超声处理；

蛋清溶液的脉冲强光杀菌处理。

上述方案中，所述蛋清溶液的制备具体为：

将蛋清洗干净，用氯水清洗蛋壳后再清水冲洗蛋壳表面的残余氯，打蛋并分离蛋清和蛋黄，去除蛋清液中的系带，低温下搅拌至蛋清液均匀，得到蛋清溶液，备用。

上述方案中，所述蛋清溶液的单频或双频同步或三频同步超声处理具体为：

将蛋清溶液施加单频或双频同步或三频同步超声处理，超声功率密度为60～180w/l，超声脉冲工作时间为6s，脉冲间歇时间为3s，超声处理时间为10～60min，超声处理温度为25～50℃。

上述方案中，所述单频超声处理频率为：20khz、28khz、35khz、40khz、50khz或60khz中的一种。

上述方案中，所述双频同步超声处理频率组合为：20/28khz、20/40khz、20/60khz、20/35khz或20/50khz中的一种。

上述方案中，所述三频同步超声处理频率组合为：20/40/60khz、20/35/50khz或20/28/40khz中的一种。

上述方案中，所述蛋清溶液的脉冲强光杀菌处理具体为：

将经过超声波处理所得的蛋清溶液在常温下进行脉冲强光杀菌处理，脉冲强光设备参数为：100～1000nm全波段光照杀菌处理，双灯闪灯模式，样品-灯管距离为14.5cm、闪烁频率为0.5hz、单脉冲能量为300j、闪烁次数为40次。

上述方案中，还包括蛋液喷雾干燥处理步骤。

上述方案中，所述蛋液喷雾干燥处理具体为：

进风温度为140～160℃，出风温度为70℃～78℃，优选进风温度为150℃，出风温度为75℃；喷雾干燥后得到蛋清粉。

一种蛋清蛋白，所述蛋清蛋白利用所述的蛋清蛋白功能性改良方法制备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用绿色、无污染的多模式超声波技术对蛋清蛋白质进行改性处理，而超声波因其具有空化效应、机械效应和热效应可直接导致蛋清蛋白质分子能量的增加和介质温度的升高，进而引起蛋白质分子构象的变化，使蛋清蛋白质分子的超微结构更合理，从而表现出更好的加工性能，该技术能够解决现有蛋清粉加工性能较低的缺点。

2、本发明利用双频及三频同步超声波组合协同效应对蛋清蛋白溶液进行改性处理，相比于未经改性处理的普通蛋清粉，超声波改性的蛋清蛋白溶解性和起泡性均有一定程度的提高，改善了蛋清蛋白的加工性能。

3、本发明在处理过程中不添加任何化学试剂，一方面避免了传统化学改性方法存在的食品安全隐患问题，满足现代食品工业对健康的消费理念；另一方面本发明所采用的多模式超声波设备简单，生产能耗小，无二次污染，既经济又环保，同时此方法的处理过程十分简单方便，适合于大规模生产加工。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1多模式超声波设备图。

图中，1.超声波反应釜，2.蠕动泵，3.控温系统，4.超声波控制面板，5.超声波发生器。

具体实施方式

下面以鸡蛋的蛋清蛋白及其功能性改良方法为例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明的保护范围不限于此。

对照例：不经超声波改性处理

(1)将经检查且蛋壳完整无损的新鲜鸡蛋浸泡在30℃左右的温水中清洗干净，再用50mg/l的氯水清洗蛋壳，最后再用清水冲洗蛋壳表面的残余氯，室温下晾干后打蛋并分离蛋清和蛋黄，去除蛋清液中的系带，之后在低温下搅拌20min至蛋清液均匀，获得分散均匀的蛋清溶液，备用；

(2)将步骤(1)处理得到的蛋清液在常温下进行脉冲强光杀菌处理，脉冲强光设备参数：100～1000nm全波段光照杀菌处理，双灯闪灯模式，样品-灯管距离14.5cm、闪烁频率0.5hz、单脉冲能量300j、闪烁次数40次；

(3)将步骤(2)杀菌处理后的蛋清溶液进行喷雾干燥处理，具体条件为：进风温度为150℃，出风温度为75℃，喷雾干燥后使其自然冷却，之后将其过30目筛除去粗大颗粒，最后将其进行真空包装，得到蛋清粉成品，并进行产品加工性能指标的检测。

实施例1：20khz单频超声改性处理

(1)将经检查且蛋壳完整无损的新鲜鸡蛋浸泡在30℃左右的温水中清洗干净，再用50mg/l的氯水清洗蛋壳，最后再用清水冲洗蛋壳表面的残余氯，室温下晾干后打蛋并分离蛋清和蛋黄，去除蛋清液中的系带，之后在低温下搅拌20min至蛋清液均匀，获得分散均匀的蛋清溶液，保存于冰箱中备用；

(2)将步骤(1)的蛋清溶液施加20khz的单频超声处理，超声功率密度60w/l，超声脉冲工作时间6s，脉冲间歇时间3s，超声处理温度为25℃，超声处理时间为30min；

(3)将步骤(2)超声波改性处理得到的蛋清液在常温下进行脉冲强光杀菌处理，脉冲强光设备参数：100～1000nm全波段光照杀菌处理，双灯闪灯模式，样品-灯管距离14.5cm、闪烁频率0.5hz、单脉冲能量300j、闪烁次数40次；

(4)将步骤(3)超声波改性后的蛋清溶液进行喷雾干燥处理，具体条件为：进风温度为150℃，出风温度为75℃，喷雾干燥后使其自然冷却，之后将其过30目筛除去粗大颗粒，最后将其进行真空包装，得到改性蛋清粉成品，并进行产品加工性能指标的检测。与未经改性的蛋清粉加工性能相比，起泡性和溶解性见表1。

实施例2：40khz单频超声改性处理

(1)将经检查且蛋壳完整无损的新鲜鸡蛋浸泡在30℃左右的温水中清洗干净，再用50mg/l的氯水清洗蛋壳，最后再用清水冲洗蛋壳表面的残余氯，室温下晾干后打蛋并分离蛋清和蛋黄，去除蛋清液中的系带，之后在低温下搅拌20min至蛋清液均匀，获得分散均匀的蛋清溶液，保存于冰箱中备用；

(2)将步骤(1)的蛋清溶液施加40khz的单频超声处理，超声功率密度180w/l，超声脉冲工作时间6s，脉冲间歇时间3s，超声处理温度为35℃，超声处理时间为10min；

(3)将步骤(2)超声波改性处理得到的蛋清液在常温下进行脉冲强光杀菌处理，脉冲强光设备参数：100～1000nm全波段光照杀菌处理，双灯闪灯模式，样品-灯管距离14.5cm、闪烁频率0.5hz、单脉冲能量300j、闪烁次数40次；

(4)将步骤(3)超声波处理结束后的蛋清溶液进行喷雾干燥处理，具体条件为：进风温度为150℃，出风温度为75℃，喷雾干燥后使其自然冷却，之后将其过30目筛除去粗大颗粒，最后将其进行真空包装，得到改性蛋清粉成品，并进行产品加工性能指标的检测。与未经改性的蛋清粉加工性能相比，起泡性和溶解性见表1。

实施例3：20/40khz双频同步组合超声改性处理

(1)将经检查且蛋壳完整无损的新鲜鸡蛋浸泡在30℃左右的温水中清洗干净，再用50mg/l的氯水清洗蛋壳，最后再用清水冲洗蛋壳表面的残余氯，室温下晾干后打蛋并分离蛋清和蛋黄，去除蛋清液中的系带，之后在低温下搅拌20min至蛋清液均匀，获得分散均匀的蛋清溶液，保存于冰箱中备用；

(2)将步骤(1)的蛋清溶液施加20/40khz双频同步组合超声处理，超声功率密度125w/l，超声脉冲工作时间6s，脉冲间歇时间3s，超声处理温度为25℃，超声处理时间为40min；

(3)将步骤(2)超声波改性处理得到的蛋清液在常温下进行脉冲强光杀菌处理，脉冲强光设备参数：100～1000nm全波段光照杀菌处理，双灯闪灯模式，样品-灯管距离14.5cm、闪烁频率0.5hz、单脉冲能量300j、闪烁次数40次；

(4)将步骤(3)超声波处理结束后的蛋清溶液进行喷雾干燥处理，具体条件为：进风温度为150℃，出风温度为75℃，喷雾干燥后使其自然冷却，之后将其过30目筛除去粗大颗粒，最后将其进行真空包装，得到改性蛋清粉成品，并进行产品加工性能指标的检测。与未经改性的蛋清粉加工性能相比，起泡性和溶解性见表1。

实施例4：20/28khz双频同步组合超声改性处理

(1)将经检查且蛋壳完整无损的新鲜鸡蛋浸泡在30℃左右的温水中清洗干净，再用50mg/l的氯水清洗蛋壳，最后再用清水冲洗蛋壳表面的残余氯，室温下晾干后打蛋并分离蛋清和蛋黄，去除蛋清液中的系带，之后在低温下搅拌20min至蛋清液均匀，获得分散均匀的蛋清溶液，备用；

(2)将步骤(1)的蛋清溶液施加20/28khz双频同步组合超声处理，超声功率密度90w/l，超声脉冲工作时间6s，脉冲间歇时间3s，超声处理温度为50℃，超声处理时间为60min；

(3)将步骤(2)超声波改性处理得到的蛋清液在常温下进行脉冲强光杀菌处理，脉冲强光设备参数：100～1000nm全波段光照杀菌处理，双灯闪灯模式，样品-灯管距离14.5cm、闪烁频率0.5hz、单脉冲能量300j、闪烁次数40次；

(4)将步骤(3)超声波处理结束后的蛋清溶液进行喷雾干燥处理，具体条件为：进风温度为150℃，出风温度为75℃，喷雾干燥后使其自然冷却，之后将其过30目筛除去粗大颗粒，最后将其进行真空包装，得到改性蛋清粉成品，并进行产品加工性能指标的检测。与未经改性的蛋清粉加工性能相比，起泡性和溶解性见表1。

实施例5：20/28/40khz三频同步组合超声改性处理

(1)将经检查且蛋壳完整无损的新鲜鸡蛋浸泡在30℃左右的温水中清洗干净，再用50mg/l的氯水清洗蛋壳，最后再用清水冲洗蛋壳表面的残余氯，室温下晾干后打蛋并分离蛋清和蛋黄，去除蛋清液中的系带，之后在低温下搅拌20min至蛋清液均匀，获得分散均匀的蛋清溶液，备用；

(2)将步骤(1)的蛋清溶液施加20/28/40khz双频同步组合超声处理，超声功率密度125w/l，超声脉冲工作时间6s，脉冲间歇时间3s，超声处理温度为25℃，超声处理时间为30min；

(3)将步骤(2)超声波改性处理得到的蛋清液在常温下进行脉冲强光杀菌处理，脉冲强光设备参数：100～1000nm全波段光照杀菌处理，双灯闪灯模式，样品-灯管距离14.5cm、闪烁频率0.5hz、单脉冲能量300j、闪烁次数40次；

(4)将步骤(3)超声波处理结束后的蛋清溶液进行喷雾干燥处理，具体条件为：进风温度为150℃，出风温度为75℃，喷雾干燥后使其自然冷却，之后将其过30目筛除去粗大颗粒，最后将其进行真空包装，得到改性蛋清粉成品，并进行产品加工性能指标的检测。与未经改性的蛋清粉加工性能相比，起泡性和溶解性见表1。

表1不同超声波改性条件下蛋清粉加工性能指标

如图1所示，本发明所采用的超声波设备优选为多模式超声波设备，包括超声波反应釜1、蠕动泵2、控温系统3、超声波控制面板4和超声波发生器5。多模式超声波设备对蛋清溶液的多模式超声波改性处理，能控制超声波进行单频、双频同步及三频同步工作，可通过频率选择、频率组合及超声处理时间改善蛋清蛋白质的构象，进而提高其功能性质，如表1可见与未经改性的蛋清粉加工性能相比，经过超声波改性的蛋清蛋白溶解性和起泡性均有一定程度的提高，改善了蛋清蛋白的加工性能。本发明一定程度上克服了单频、定频超声波无法单独有效改善蛋清蛋白质功能性质的缺点。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。