一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺

一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺
1.本发明涉及食品材料加工技术领域，具体涉及一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺。


背景技术：

2.大豆分离蛋白具备良好的功能特性和高营养价值。但它在食品、医药、保健品等领域的应用还受到一定程度的限制，主要体现在两个方面，一是大豆分离蛋白在提取加工过程中会因为热改性等问题造成营养成分损失和功能性质减弱；二是大豆分离蛋白的一些天然功能特性例如凝胶性、持水性等有一定的限度。
3.冷凝胶技术是一种较新的食品凝胶制备技术，更适用于构建热敏感性营养成分的载体。冷凝胶的制备能减少生产过程中加热设备的使用，降低能耗，减少加热过程当中食品营养物质的损失。大豆分离蛋白冷凝胶是在低蛋白质浓度下制备的，在室温下便可以形成凝胶，使得最终产品既保留了大豆分离蛋白的质构特点，又保留了大豆分离蛋白中原有的营养物质和特征风味。酶对蛋白质的结构与功能性质有极大的影响，通常被用作蛋白质的一种改性手段，利用酶与蛋白质间的相互作用来扩大食品配料表已成为食品领域研究的热点。谷氨酰胺转氨酶(tg酶)是一种酰基转移酶，可以催化蛋白质中的谷氨酰基和赖氨酸形成ε-(γ-谷氨酰基)-赖氨酸共价交联，增加蛋白质尺寸，密切蛋白质间的联系，提高持水能力，从而改善蛋白质的凝胶能力。将大豆分离蛋白进行tg酶交联改性以提高其持水性并制成冷凝胶产品，进而扩大大豆分离蛋白质在各类食品中添加使用的范围。但现阶段对其研究较少，商业化程度也较低。研究tg酶交联的大豆分离蛋白冷凝胶产品，其目的是保留植物蛋白的营养及健康优势，在全民健康饮食中推广优质植物蛋白的健康型食品。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明提供一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺，解决大豆分离蛋白冷凝胶强度劣化、豆腥味重、大豆分离蛋白凝胶类产品持水性差等问题，提高所得大豆分离蛋白冷凝胶的强度和持水性，实现植物蛋白的营养、健康优势的最大化体现，增加其工业生产产值，同时为大豆分离蛋白冷凝胶实际生产及产业化应用创造有利条件。
5.为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
6.一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺，包括以下步骤：(1)将低浓度大豆分离蛋白与去离子水混合，在室温下进行搅拌至完全溶解；(2)用缓冲溶液调节ph，保鲜膜封口后置于冰箱冷藏水化过夜；(3)取水化过夜后的大豆分离蛋白溶液分装在烧杯中，保证其他条件不变，分别添加不同浓度的tg酶溶液，迅速混合均匀；(4)将上不同的大豆分离蛋白和酶的混合溶液置于数显恒温水浴锅中进行热处理；(5)热水浴后将混合溶液进行冰水浴，等量加入制胶瓶中进行冷却、储藏，获得本发明大豆分离蛋白冷凝胶产品。优选的，步骤(1)中大豆分离蛋白与去离子水混合，底物浓度控制在1％、3％、5％、7％、9％(w/v)。优选的，步骤(2)中加入缓冲溶液的要求是用盐酸缓冲溶液(2m)，调节蛋白溶液ph为7.0，储藏在4℃冰
箱中。优选的，步骤(3)中大豆分离蛋白溶液分为6组，分装在25ml烧杯中，tg酶浓度要求是0、5、10、15、20、25u/g。优选的，步骤(4)中大豆分离蛋白和酶混合溶液的水浴温度为50℃，反应时间设定为30min。优选的，步骤(5)中采用冰水浴10min冷却到室温，取5ml凝胶液于制胶瓶中于4℃冰箱储藏12h。优选的，所述含9％(w/v)浓度的大豆分离蛋白经过ph改性后，与15u/g的tg酶进行交联，通过冷凝胶技术制备凝胶产品，其中，加热温度和时间为50℃水浴锅中加热30min，冰水浴时间10min。
7.本发明提供一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺，与现有技术相比优点在于：(1)本发明采用低浓度大豆分离蛋白，处理过程中能有效使大豆中的蛋白质大分子转化成小分子多肽，便于人体吸收，增强所得凝胶的营养功能。(2)本发明采用tg酶对大豆分离蛋白质进行改性，凝胶产品的疏水键、氢键和二硫键结合，使获得的凝胶强度和持水性能得到显著提高。(3)本发明采用冷凝胶技术先通过低温加热(50℃，30min)再将其进行冷却能有效防止凝胶产品出现营养流失现象、增强凝胶的纯度和稳定性，降低所得产品的豆腥味，增强产品的综合品质。
附图说明
8.图1蛋白质浓度对大豆分离蛋白凝胶强度的影响；
9.图2蛋白质浓度对大豆分离蛋白凝胶持水性的影响；
10.图3 tg酶对大豆分离蛋白凝胶强度的影响；
11.图4 tg酶对大豆分离蛋白凝胶持水性的影响；
具体实施方式
12.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
13.一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺，包括以下步骤：(1)将低浓度大豆分离蛋白与去离子水混合，在室温下进行搅拌至完全溶解；(2)用缓冲溶液调节ph，保鲜膜封口后置于冰箱冷藏水化过夜；(3)取水化过夜后的大豆分离蛋白溶液分装在烧杯中，保证其他条件不变，分别添加不同浓度的tg酶溶液，迅速混合均匀；(4)将上不同的大豆分离蛋白和酶的混合溶液置于数显恒温水浴锅中反应；(5)将混合溶液进行冰水浴，等量加入制胶瓶中进行冷却、储藏，获得本发明大豆分离蛋白冷凝胶产品。
14.实施例1：
15.一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺，包括以下步骤：步骤(1)中大豆分离蛋白与去离子水混合，底物浓度控制在5％(w/v)；步骤(2)中加入缓冲溶液的要求是用盐酸缓冲溶液(2m)，调节ph为7.0，储藏在4℃冰箱中；步骤(3)中大豆分离蛋白溶液装在25ml烧杯中，tg酶浓度要求是15u/g；步骤(4)中大豆分离蛋白和酶混合溶液的水浴温度为50℃，反应时间设定为30min；步骤(5)中采用冰水浴10min冷却到室温，于4℃冰箱储藏12h；所述大豆分离蛋白经过ph改性后，获得改性大豆分离蛋白，并用酶进行交联，通过冷凝胶技术制备凝胶产品，其中，加热温度和时间为50℃水浴锅中加热30min。其中，tg酶的浓度为15u/g，大
豆分离蛋白浓度分别设置为1％、3％、5％、7％、9％(w/v)。
16.检测大豆分离蛋白不同浓度下，产品凝胶的强度和持水性变化，结果如图1和图2所示。
17.实施例2：
18.一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺，包括以下步骤：步骤(1)中大豆分离蛋白与去离子水混合，底物浓度控制在5％(w/v)；步骤(2)中加入缓冲溶液的要求是用盐酸缓冲溶液(2m)，调节ph为7.0，储藏在4℃冰箱中；步骤(3)中大豆分离蛋白溶液装在25ml烧杯中，tg酶浓度要求是15u/g；步骤(4)中大豆分离蛋白和酶混合溶液的水浴温度为50℃，反应时间设定为30min；步骤(5)中采用冰水浴10min冷却到室温，于4℃冰箱储藏12h；所述大豆分离蛋白经过ph改性后，获得改性大豆分离蛋白，并用酶进行交联，通过冷凝胶技术制备凝胶产品，其中，加热温度和时间为50℃水浴锅中加热30min。其中，大豆分离蛋白浓度分别设置为5％(w/v)，tg酶的浓度为0、5、10、15、20、25u/g。
19.检测tg酶不同浓度下，产品凝胶的强度和持水性变化，结果如图3和图4所示。
20.实施例3：
21.一种高持水性大豆分离蛋白冷凝胶制备工艺，包括以下步骤：测定实施例1～2大豆分离蛋白冷凝胶性能，具体步骤如下：(1)凝胶强度测定：室温下(20
±
1℃)将凝胶产品制成厚度为30mm的正方体凝胶块，利用ta-xtplus型质构分析仪进行测量。探头型号选择p/0.5(直径为12mm)，下压得到的穿透力即为蛋白的凝胶强度。选用的物性仪测定参数如下：测试前速度：2.0mm/s；测试速度：0.5mm/s；触发力为5g；测试后速度：2.0mm/s；穿刺距离：5.0mm。每个样品进行三次平行试验，取平均值。(2)凝胶持水性测定：将10g的蛋白凝胶置于50ml离心管中在1600
×
g、4℃下离心15min。记录离心管的重量m0，离心管和离心前凝胶样品重量m1与离心管和离心后凝胶样品重量m2。whc表示为凝胶重量的百分比离心后相对于初始凝胶的重量。
[0022][0023]
根据说明书附图实验结果可知，随着蛋白浓度的提高，大豆分离蛋白冷凝胶强度逐渐变大，持水性增加。这可能是因为当蛋白浓度较低时，凝胶体系呈现溶液状态，蛋白质—溶剂相互作用占主导地位，凝胶很难形成。随着蛋白浓度的提高，蛋白质分子之间的相互作用增强，在酶的辅助交联作用下，蛋白质分子以适当的聚集速率形成凝胶，结构致密且空隙较小，因而变现出很好的凝胶强度和持水性，故而本冷凝胶体系最终选取蛋白质浓度为9％。随着tg酶浓度从0增加到25u/g，蛋白凝胶强度先上升后趋于平缓，持水性先上升后下降，蛋白底物与酶之间的反应具有一定的饱和性，蛋白分子表面的作用位点数量一定，当tg酶含量为15u/g时，与底物已充分反应，即使再增加tg酶的量，凝胶强度也不再增加；而冷凝胶的持水性大小与其结构有着直接关系，随着酶含量从0增加15u/g，冷凝胶结构更加致密，使得产品的毛细作用力更强，最终使得冷凝胶的持水性增加。但是，当tg酶的加入量为20和25u/g时，蛋白质聚集速率过快，导致凝胶网络结构的致密性变差，因而对水的物理截留作用减弱，持水性明显下降。综上，选择蛋白质浓度为9％，tg酶添加量为15u/g。
[0024]
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护
范围应该以权利要求书所界定的为准。