预组装大米蛋白、其制备方法及高膨化度挤压大米蛋白颗粒与流程

本发明涉及大米蛋白加工，尤其是涉及一种预组装大米蛋白、该大米蛋白的制备方法及高膨化度挤压大米蛋白颗粒。

背景技术：

1、大米蛋白是一种优质植物蛋白，主要由清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白组成，其中谷蛋白占比达到了70％以上，是大米蛋白中的主要组成成分。大米蛋白的必需氨基酸的组成平衡合理，而且致敏性低，品质优于其他植物蛋白。

2、挤压膨化可以使食品加工原料发生一系列的化学反应，在食品加工领域常用于淀粉熟化、蛋白质受热分解变性等。挤压膨化处理可以使大米蛋白紧密的空间结构变得疏松，可大幅度提高大米蛋白的消化率以及消化产物的抗氧化性，而且可以改善制品的适口性，提高大米蛋白的溶解性和吸水性，拓展大米蛋白的应用范围，例如将膨化大米蛋白颗粒用于能量棒中，制作高大米蛋白类产品。

3、由于大米蛋白中谷蛋白占比达到了70％以上，亲水性非常低，而在实际加工过程中，挤压膨化时的高温条件，将会使谷蛋白结构出现严重断裂，无法形成连续的网状结构(热加工对小麦蛋白结构和消化特性的影响，马梦瑶等)；而且由于高压热处理会破坏蛋白完整的网状结构，较高的湿热处理可能会进一步造成谷蛋白表面张力变大，形成凹陷甚至破裂/破碎的不规则表面(挤压膨化对大豆浓缩蛋白物理特性和蛋白组分的影响，林华杏等)，导致膨化失败。因此大米蛋白在挤压时膨化度不高，成品大米蛋白膨化颗粒不够酥脆，口感不佳，导致其应用受限。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明提供了一种预组装大米蛋白，该大米蛋白为一种预先进行组装处理，使其可表现出高挤压膨化性能的原料；本发明同时提供了该预组装大米蛋白的制备方法，以及一种高膨化度挤压大米蛋白颗粒。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

3、预组装大米蛋白的制备方法，包括以下步骤：

4、(s1)取大米蛋白原料，加水调浆得到蛋白料液；

5、(s2)将步骤(s1)得到的蛋白料液进行高压蒸汽处理，处理后瞬间释放压力至常压，冷却至常温，干燥后得到预处理蛋白料一；

6、(s3)将预处理蛋白料一在低共熔溶剂体系中进行溶剂预处理，得到预处理蛋白料二；

7、(s4)将步骤(s3)得到的预处理蛋白料二与淀粉进行预组装结合，得到预组装大米蛋白。

8、进一步地，步骤(s1)中所述的大米蛋白原料为大米蛋白粉，所述调浆的质量浓度为20-40％。

9、进一步地，步骤(s2)中所述的高压蒸汽处理为将高压蒸汽直接接触蛋白料液，形成高温高压蛋白料液，所形成的高温高压蛋白料液的压力为1-5mpa，温度为160-200℃，并维持压力30-70s，然后瞬间释放压力；在高压蒸汽处理的过程中可采用调压阀控制接触蛋白料液的蒸汽压力，使接触蛋白料液的蒸汽维持在1-5mpa，160-200℃。

10、进一步地，所述的低共熔溶剂为带有氢键供体和氢键受体的溶剂，具体为甜菜碱和乳酸作为氢键受体和氢键供体；所述低共熔溶剂体系的构建方法为：按照摩尔比例，将甜菜碱和乳酸按照摩尔比1∶2的比例，50℃下加热搅拌，直至固态转变为混合液态。

11、进一步地，步骤(s3)中所述的溶剂预处理工艺为：

12、(s31)加热状态下，按照固液比1∶10-30，向低共熔溶剂中加入步骤(s2)得到的粉状预处理蛋白料一，即1g的粉状大米蛋白原料与10-30ml低共熔溶剂进行混合，反应一定时间后，离心，取上清液，即蛋白浸出液；

13、(s32)向步骤(s31)得到的蛋白浸出液中加入2-5倍体积的乙醇，混合均匀后静置离心，沉淀即为预处理后的蛋白，将蛋白水洗收集后得到预处理蛋白料二；

14、(s33)水洗液与乙醇溶液混合，利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和水蒸出，回收低共熔溶剂，即甜菜碱-乳酸体系。

15、进一步地，步骤(s31)中，所述加热的温度为40-60℃，反应时间为1-3h。

16、进一步地，步骤(s4)中所述的预组装结合的方法为：将得到的预处理蛋白料二用水调浆，调节ph碱性，加入一定量的淀粉，搅拌一定时间后调节ph至中性，干燥处理，得到预组装大米蛋白。

17、进一步地，步骤(s4)中所述的预处理蛋白料二与淀粉的质量比为7-15∶1，即7-15质量份的预处理蛋白料二与1质量份的淀粉进行预组装结合。

18、进一步地，步骤(s4)中所述的ph为9.0-11.0，搅拌时控制温度为30-40℃，搅拌时间1-2h。

19、进一步地，步骤(s4)中所述的淀粉为改性糯米淀粉，其制备方法为：

20、糯米淀粉在高温碱性条件下与氯乙酸钠反应，生成羧甲基糯米淀粉钠，即改性糯米淀粉；

21、所述的反应条件为：ph 8.5-9.5，40-50℃下反应40-80min，氯乙酸为淀粉质量的40-50％；在碱性环境下，糯米淀粉的大分子糖苷键断裂，同时出现新的还原性链基，有利于糯米淀粉与氯乙酸之间的取代反应。

22、本发明提供了一种预组装大米蛋白，所述预组装大米蛋白由上述预组装大米蛋白的制备方法制得。

23、本发明同时提供了一种采用上述预组装大米蛋白制备的高膨化度挤压大米蛋白颗粒。

24、进一步地，所述的高膨化度挤压大米蛋白颗粒的制备方法为，将得到的预组装大米蛋白置于挤压机中挤出既得，挤出条件控制为：套筒温度120-160℃、螺杆转速200-300r/min、物料水分25％-35％。

25、本发明所采用的蛋白为大米蛋白，由于大米蛋白主要成分为不溶性谷蛋白，亲水性低，内部交联结构非常多，因此高温挤压时几乎无法表现出膨化性，干燥后制品的干硬程度非常大，难以投入实际应用。本技术将热变性的大米蛋白进行了预组装处理，使得处理后的大米蛋白具备良好的热挤压膨化性，拓展了大米蛋白的应用范围。

26、在本技术中，首先将大米蛋白原料进行了短时的高温高压处理，使大米蛋白充分地热变性、溶胀，分子链条与水充分地接触，再经压力的瞬间释放，对大米蛋白分子链形成解聚或断裂的效果，减少大米蛋白分子中的β-折叠，使大米蛋白分子内部的部分基团暴露，大米蛋白的分子结构由堆叠形状转变为类球状；然后再对大米蛋白在低共熔溶剂体系中进行溶剂预处理，采用具有极性的低共熔溶剂以破坏大米蛋白中的氢键，在挤压机内高温高压的环境下，更容易呈现熔融态；使大米蛋白的分子结构构型发生变化：蛋白结构解折叠，大米蛋白的二级结构中β-折叠部分的比例发生变化，蛋白重新排列，内部的亲水基团可与水分子充分结合，挤压膨化所得颗粒膨化度更高。

27、在步骤(s3)中对大米蛋白进行的低共熔溶剂预处理的基础上，对得到的预处理蛋白料二与淀粉进行预组装结合处理，处理后的蛋白淀粉组装结构进行挤压时，蛋白和淀粉结合形成非牛顿流体，黏度变高，表现出更好的吸水性与持水性；同时，淀粉在挤压前加入，与蛋白形成组装结构，掩盖蛋白的疏水基团，抑制蛋白的折叠，形成熔球态蛋白结构。所述淀粉为羧甲基糯米淀粉钠，在碱性环境中经过改性的糯米淀粉会充分的吸水糊化，在体系中扩展开来的糯米淀粉胶束分子会向周围展开，扩展开的糯米淀粉胶束分子在呈现解折叠结构的大米蛋白体系中相互连接形成网状的含水胶体，在这个过程中，羧甲基化改性的糯米淀粉，其分子支链上连接了更多亲水基团，增加淀粉分子链的空间位阻，同时含有较多支链的糯米淀粉糖链与蛋白链缠绕结合；将体系ph调节至中性，此时呈现解折叠的大米蛋白分子结构会趋向于重新折叠，而体系中的具有较大吸水率的改性糯米淀粉所形成的网状含水胶体会产生空间位阻抑制大米蛋白分子的折叠，淀粉糖链与蛋白链缠绕结合，淀粉链抑制了蛋白链的折叠，使大米蛋白保持经低共熔溶剂处理后的结构松散的内部结构，在挤压处理时更容易形成完整形态的熔球态。

28、在高膨化度挤压大米蛋白颗粒的制备中，所采用的高温挤出工艺，其高温高压加工条件会使植物淀粉原料变为糊化淀粉，而体系中充分渗透的改性糯米淀粉在挤出膨化成型过程中起到了黏结剂的作用。在高温、高压、高剪切力作用下，大米蛋白结构发生变化，在挤压过程中蛋白质发生分子间重排，表面电荷重新分布趋向均化，分子间的氢键、二硫键部分断裂，呈现熔融状态，原料在经过挤压机处理后压力瞬间释放的过程中，起到黏结剂作用的改性糯米淀粉也瞬间膨化，具有松散内部结构的预组装大米蛋白会呈现熔融态，蛋白进一步地重新排列，分子结构内的亲水基团可与被膨胀开的改性糯米淀粉分子、水分子充分结合，产生气孔状的发泡膨胀颗粒，内部爆裂出许多微孔，体积迅速膨胀，挤压膨化所得到的颗粒膨化度较高。

29、与现有技术相比，本发明所具备的有益效果为：

30、本发明通过对大米蛋白原料在进行膨化之前进行了充分的预处理，使大米蛋白分子链呈现出非常松散的内部结构，在挤压前加入改性淀粉，与大米蛋白形成了预组装结构，掩盖蛋白的疏水基团，抑制蛋白的折叠，有利于在挤压处理时更容易形成完整形态的熔球态结构；本技术采用所述预组装大米蛋白制备的挤压大米蛋白颗粒膨化度高，颗粒酥脆，口感佳。