一種利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的新方法與流程

2023-06-19 01:41:21 1

本發明屬於食品加工技術領域，具體涉及一種利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的新方法。

背景技術：

大豆分離蛋白是一種重要的植物蛋白產品，它含有8種人體必需胺基酸，其蛋白質含量高達90％以上，在食品以及其他行業中應用廣泛。大豆分離蛋白的功能特性是指其在食品加工過程中所表現出來的物理化學特性的總稱，可以分為：凝膠性、乳化性、水合性、吸油性、溶解性、發泡性、粘性、成膜性等。

在食品行業中，使用蛋白作為乳化劑時，既能降低水層和油層的表面張力，又能降低水層和空氣的表面張力，總體來說，易於形成穩定的乳液，而且，對防治乳液中油脂的析出，延長乳液保質期等具有實際作用。但是目前把大豆分離蛋白作為單獨的乳化劑時，存在很明顯的缺陷，比如乳化穩定性差，乳化程度不夠，易變性等。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供了一種利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法，包括以下步驟：

1)將大豆分離蛋白溶於水中，獲得大豆蛋白分離溶液；

2)將所述大豆蛋白分離溶液進行攪拌；

3)向所述大豆蛋白分離溶液加入中鏈甘油三酯，獲得大豆蛋白-甘油三酯混合溶液；

4)將所述的大豆蛋白-甘油三酯混合溶液進行超聲處理，即獲得大豆蛋白乳液。

優選地，本發明所述的利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法中，所述步驟1)中大豆蛋白分離溶液中的大豆分離蛋白的比例為0.05克/毫升～0.15克/毫升。

優選地，本發明所述的利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法中，所述步驟1)中所述水為蒸餾水；優選地，所述蒸餾水中加入了0.02％重量的疊氮鈉。

優選地，本發明所述的利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法中，所述步驟2)攪拌時間為0.5小時～2小時。

優選地，本發明所述的利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法中，所述步驟3)的中鏈甘油三酯與所述大豆蛋白分離溶液的比例為5％v/v～15％v/v。

本發明的術語「超聲波」是指頻率高於人類聽覺臨界點(>16kHz)的機械波；術語「高場強超聲波」或「高場強超聲技術」是指應用在低頻率(20～100kHz)範圍內能產生較強空穴效應，提供強的剪切力和機械力的低頻率高場強超聲波(20～100kHz，場強10～1000W/cm2)。優選地，本發明所述的利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法中，所述步驟4)的超聲處理為使用20kHz超聲處理，超聲強度為80W cm-2。

優選地，本發明所述的利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法中，所述步驟4)的超聲處理的時間為30秒、60秒、120秒、240秒或480秒。

優選地，本發明所述的利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法中，所述步驟4)的超聲處理的方式為低於所述大豆蛋白-甘油三酯混合溶液的液面1～2cm。

優選地，本發明所述的利用高場強超聲技術製備大豆蛋白乳液的方法中，所述步驟4)的超聲處理的溫度為冰浴。

本發明的另一目的在於提供了上述方法獲得的大豆蛋白乳液。

由上可知，在食品行業中，使用蛋白作為乳化劑時，既能降低水層和油層的表面張力，又能降低水層和空氣的表面張力，總體來說，易於形成穩定的乳液，而且，對防治乳液中油脂的析出，延長乳液保質期等具有實際作用。但是目前把大豆分離蛋白作為單獨的乳化劑時，存在很明顯的缺陷，比如乳化穩定性差，乳化程度不夠，易變性等。

本發明的發明人意外地發現，通過將中鏈甘油三酯與大豆蛋白混合溶液使用本發明的方法超聲處理後，獲得的大豆蛋白乳液具有穩定性好，乳化層度高，不易變質的優點，相比使用相同剪切力能量的其他手段(如均質方法等)製成的大豆蛋白乳液，在乳液穩定性，乳化程度等方面都較大提高。

附圖說明

圖1為均質與超聲波處理後的大豆分離蛋白乳液的脂肪上浮率實拍圖；

圖2為均質與超聲波處理後的大豆分離蛋白乳液的脂肪上浮率比較圖；

圖3為溫度對均質與超聲波處理後的大豆分離蛋白乳液的粒徑影響示意圖。

具體實施方式

以下通過具體實施例進一步對本發明的技術方案進行說明，應理解以下僅為本發明的示例性說明，並不用於限制本發明權利要求的保護範圍。

實施例1大豆分離蛋白乳液的基本製備工藝

1)將大豆分離蛋白粉末溶於0.02％疊氮鈉的蒸餾水中，溶解比例為3.6克大豆分離蛋白粉末溶於36毫升水中，配製成大豆分離蛋白溶液；

2)將大豆分離蛋白溶液於25℃下用磁力攪拌器攪拌1h；

3)吸取4毫升中鏈甘油三酯，加入大豆分離蛋白溶液中；

4)將步驟3)的混合溶液用20kHz的超聲波探頭進行80W cm-2超聲處理並保持冰浴，將超聲探頭深入大豆分離蛋白溶液液面1-2cm，在下對大豆分離蛋白溶液分別處理30秒、60秒、120秒、240秒、480秒，得到新型大豆蛋白乳液。

實施例2：大豆分離蛋白乳液性質的實驗

試驗與儀器：磁力攪拌器，高壓均質機，馬爾文2000粒度分布儀，分光光度計，高速離心機均為市購常規儀器。

(1)乳液平均粒徑測定

取實施例1製備的新鮮大豆蛋白乳液，另外製備均質方法處理的大豆蛋白乳液，即按實施例1的配比使用均質機製備獲得均質大豆蛋白乳液(下簡稱均質乳液)。

所述大豆蛋白乳液與均質乳液的粒徑分布與平均粒徑大小通過馬爾文粒度分布儀進行測定。使用去離子水和1％SDS分別作為分散劑，參數設置為MCT，溫度為25℃，用馬爾文粒度儀分別測量乳液液滴在去離子水和1％SDS中的體積平均粒徑大小d4,3。

絮凝指數FI(％)＝[(d4,3-水)/(d4,3-SDS)–1.0]×100

凝結指數CI(％)＝(d4,3(24h)/d4,3(0h))×100

其中，d4,3-水和d4,3-SDS分別為乳液在水和1％SDS分散劑中的體積平均粒徑，而d4,3(24h)和d4,3(0h)分別為乳液在放置0h和12h後的體積平均粒徑(在1％SDS分散劑中)

表1均質方法和超聲方法對乳液粒徑的影響

表1說明，在使用相同的能量時，超聲製得的大豆蛋白乳液比均質製得的均質乳液粒徑小，而且，使用超聲處理時，相同條件下，處理時間越長，乳液的粒徑越小，而且，從絮凝指數FI，凝結指數CI可以看出，在超聲30S之後，處理時間越長，乳液的穩定性越好，越不容易發生凝結和絮凝，這也可以符合粒徑大小的變化。

(2)低速離心脂肪上浮率

取10ml乳液於10ml塑料管中，在4℃下，2000g離心5分鐘。

ES＝H2/H1*100％H1是乳液最初的高度，H2是乳液離心後的高度。

圖1是大豆蛋白乳液在進行完超聲或均質處理後，再進行低速離心處理的圖樣。從左往右分別是進行均質，超聲處理30秒，超聲處理60秒，超聲處理120s，超聲處理240s，超聲處理480s的大豆分離蛋白乳液的脂肪上浮率示意圖，此圖可見第一至第四號試管中的乳液都有明顯的分層，底部均有沉澱，且低速離心後的乳液下層顏色加深，由此說明均質的乳化效果沒有超聲處理乳液的乳化效果好。

圖2說明30S之後，超聲時間越長，乳液的乳化穩定性越好。

實施例3：乳液的熱穩定性實驗

試驗與儀器：磁力攪拌器，均質機，馬爾文2000粒度分布儀，水浴鍋均為市購。

用實施例1的方法得到一組新的乳液(分別為均質方法、超聲處理30秒、超聲處理60秒、超聲處理240秒、超聲處理480秒所獲得的大豆蛋白乳液)，將水浴鍋加熱到90℃，取每組新制乳液40ml，然後將乳液放入其中，保溫1小時，室溫自然冷卻15分鐘。利用馬爾文2000粒度分布儀，使用水作分散劑，參數選擇為MCT，按照儀器說明書測得均質方法、超聲處理30秒、超聲處理60秒、超聲處理240秒、超聲處理480秒所獲得的大豆蛋白乳液的粒徑。

如圖3所示，說明隨著溫度的改變，乳液的粒徑都有改變(縱坐標指示了D(4，3)H2O的水平)，說明此乳液受溫度影響。對比均質處理和超聲處理在較熱處理之後乳液的粒徑大小，從圖中可知加熱對超聲處理的乳液的粒徑影響並不是很大，並且隨著超聲時間的增長加熱對超聲處理的乳液粒徑的大小影響越來越小。在能耗相同的情況下，經過均質處理的乳液加熱前後的粒徑大小都大於超聲處理的乳液。均質後的乳液粒徑受加熱的影響較大，總的來說，超聲組的乳化性和乳化穩定性更好，受到溫度的影響更小，超聲480秒獲得的乳液的乳化性和乳化穩定性最好。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。