一種米蛋白糖基化改性的微波製備方法

2023-06-01 19:58:31 2

專利名稱：一種米蛋白糖基化改性的微波製備方法
技術領域：
本發明涉及一種米蛋白糖基化改性的微波製備方法，具體地說是可以有 效的提高產品的營養價值。
背景技術：
蛋白質具有不同的功能性質，不僅對食品在製造、加工或保藏中的物理 化學性質起著重要的作用，還可以有效的提高產品的營養價值。但天然植物 蛋白質具有高疏水性，往往不能滿足現代食品開發與加工的需要，因而需要 通過改性的方法來提高其功能特性，擴大其應用領域。
通過Maillard反應形成蛋白質和多糖的接枝耦聯，是近十年來蛋白質增 溶與功能特性改善技術研究領域新興的一個分支。這種採用生物大分子多糖 來改善蛋白質功能特性的技術是為數不多的蛋白質安全改性方案之一。但是 對於米蛋白糖基化改性的應用，卻未見報導。

發明內容
本發明的目的在於克服上述不足之處，從而提供一種米蛋白糖基化改性 的方法，通過米蛋白與多糖在溼熱條件下，採用微波加熱的方式，進行接枝 耦聯反應來提高米蛋白的溶解性，製備兼具蛋白質功能性質和多糖穩定作用 的生物大分子新材料；該方法克服了物理改性、化學改性和酶法改性的缺點， 而且大大拓展了米蛋白的應用範圍，是一種新型的、簡單經濟、費用低、效 率高的安全改性方法，易於實現工業化，產品具有廣闊的市場前景。
按照本發明提供的技術方案， 一種米蛋白糖基化改性的微波製備方法採 用以下工藝步驟(其配方組成以g/L或mg/mL計)
1、米蛋白的製備首先將大米在水中浸泡，浸泡時大米與水的料液比為 1:3，浸泡2 3小時後進行打漿，打漿使用搗碎機，搗碎機轉速8000 10000rpm;打漿後進行鹼提，鹼提溫度40 5(TC，鹼提時間2 3小時，鹼液 為O. lmg/niL的氫氧化鈉；鹼提後進行離心，離心轉速3000 5000rpm;然後對 離心得到的上清液進行酸沉，酸沉步驟使用O. lmol/L鹽酸，調節pH值為4. 5 5.0;酸沉後再次進行離心，並對離心得到的沉澱進行水洗，水洗至中性pH
值6. 5 7. 5;最後進行冷凍乾燥成米蛋白，冷凍乾燥溫度為-5CTC。
2、 取上述米蛋白8 10g，加入去離子水0.8 lL;調節pH值至12. 0 12. 5， 磁力攪拌10 20min得到米蛋白懸濁液；
3、 將米蛋白懸濁液倒入容器中，置於微波爐加熱，微波功率為300 500W，裝好回流裝置，微波加熱至70 8(TC，使米蛋白充分溶解；
4、 米蛋白充分溶解後立即冰浴冷卻至室溫，pH值調至10.5 11.0，離心 過濾除去不溶物，所得上清液即為米蛋白溶液，使用去離子水將米蛋白溶液 稀釋到濃度為2 8mg/mL;離心速度為3000 5000rpm，離心時間20 30min;
5、 取米蛋白濃度為2 8mg/mL的米蛋白溶液200mL，加入多糖使米蛋白 與多糖的質量比為1:3 1:6，混合均勻後倒入容器中進行微波加熱，微波功 率為300 500W，微波加熱至75 卯。C條件下反應4 5min後，將蛋白溶液冰 浴冷卻至室溫，而後重複微波加熱和冰浴冷卻的步驟4 6次使總反應時間達 至U20 30min;
6、 將微波處理後的米蛋白反應液用0.1mol/L的鹽酸調pH值至6.5 7.5後， 進行冷凍乾燥處理，冷凍乾燥溫度為-5(TC，然後粉碎過80 100目篩後得到 米蛋白-多糖複合物的固態粉末；
所述多糖為葡聚糖(相對分子質量為20000)或玉米糊精或殼聚糖。 下面進一步描述本發明的方案
1、 工藝路線的確定-
米蛋白糖基化改性的主要原理是利用生物大分子多糖的多羥基本質改善 共價複合物的親水-親油平衡，利用多糖的無規線團結構特質改善複合物的熱 穩定性，同時利用多糖的大分子本質改善複合物的界面空間穩定效果。美拉 德反應又稱羰氨反應，指氨基化合物和羰基化合物之間經縮合、聚合而生成 類黑素的反應，也被稱為非酶褐變。經過近一個世紀的研究，雖然對美拉德 反應己經有了較為深入的認識，但是要弄清楚美拉德反應的每個步驟仍然非 常困難。美拉德反應非常複雜，而且很多中間體或者產物的量非常少或者活 性很大，很難製備得到。該反應的程度受很多因素的影響，如反應物的種類、 溫度、水分活度、pH、金屬離子、亞硫酸鹽、半胱氨酸等。
2、 糖基化改性試驗
在廣泛査閱文獻的基礎上，表明影響糖基化改性的因素有微波功率、加
熱溫度和時間、溶液pH、蛋白與糖的比值、蛋白液濃度等。Naoto等研究的 精蛋白、Kato等研究的卵清蛋白及Babiker等研究的大豆蛋白在中性條件附 近皆能很好的溶解，但是米蛋白屬於鹼溶性蛋白，為保證溶解狀態，因此反 應的初始pH值定為11，但高pH條件下Maillard反應不易控制反應的程度， 所以加熱溫度不宜過高。在實驗過程中，確定溫度在80-90°C，以接枝度為 指標，重點考察加熱溫度和時間、蛋白與糖的比值、蛋白液濃度，分別作單 因素實驗，為接下來的正交實驗提供數據基礎。
結合單因素實驗的結果，通過正交試驗確定最佳工藝條件從正交實驗 得出的各項指標的極值R表明，對大米蛋白-多糖接枝偶聯反應的影響順序依 次為反應時間、蛋白與糖的質量配比、蛋白質濃度和微波功率。最佳工藝參 數為大米蛋白與多糖質量配比1:3 1:6，蛋白質濃度2 8mg/mL，微波功率 300 500W，反應時間20 30min。此條件下製備的米蛋白接枝度能達到 40% 50%。
3 、改性米蛋白的成品分析
(1) 在接枝度為0-40%的範圍內，改性米蛋白的溶解度隨著接枝度的增 加而增加。在pH值3-ll範圍內，尤其是中性條件下，其溶解度比原料米蛋 白顯著提高。
(2) 在接枝度為25%左右時，改性米蛋白乳化性能最好，而接枝度越高， 乳化穩定性越好。
(3) 對於起泡性而言，18%左右為比較理想的接枝程度，此時的起泡能力 最大，而泡沬穩定性則隨著接枝度的上升而提高
(4) 熱穩定性試驗表明，pH值5、 7、 9的溶液中，改性米蛋白溶解度 提高的同時，熱穩定性也得到了提高。
通過測定不同接枝度條件下改性米蛋白的溶解性、乳化性、起泡性、熱 穩定性等功能性質，表明了本發明可以使米蛋白的功能性質得到顯著的改善。
本發明通過米蛋白與多糖在溼熱條件下，採用微波加熱的方式，進行接 枝耦聯反應來提高米蛋白的溶解性，製備兼具蛋白質功能性質和多糖穩定作 用的生物大分子新材料；該方法克服了物理改性、化學改性和酶法改性的缺 點，而且大大拓展了米蛋白的應用範圍，是一種新型的、簡單經濟、費用低、 效率高的安全改性方法，易於實現工業化，產品具有廣闊的市場前景。
具體實施例方式
下面本發明將結合實施例作進一步描述
實施例一、本發明一種米蛋白糖基化改性的方法採用以下工藝步驟(其
配方組成以g/L或mg/mL計)
1、 米蛋白的製備首先將大米在水中浸泡，浸泡時大米與水的料液比為 1:3，浸泡2小時後進行打漿，打漿使用組織搗碎機，組織搗碎機轉速10000rpm; 打漿後進行鹼提，鹼提溫度5(TC，鹼提時間2 3小時，鹼液為0.1mg/mL的氫 氧化鈉；鹼提後進行離心，離心轉速3000rpm;然後對離心得到的上清液進 行酸沉，酸沉步驟使用0.1mol/L鹽酸，調節pH值為4.5 5.0;酸沉後再次進行 離心，並對離心得到的沉澱進行水洗，水洗至中性pH值6.5 7.5;最後進行 冷凍乾燥成米蛋白，冷凍乾燥溫度為-5(TC。
2、 取米蛋白8g，加入去離子水O. 8L;調節pH值至12. 0，磁力攪拌(JB90-D 強力磁力攪拌器)10min後得到米蛋白懸濁液；
3、 將米蛋白懸濁液倒入容器中，置於微波爐加熱，微波功率為300W，裝 好回流裝置，微波加熱至7(TC，使米蛋白充分溶解；
4、 米蛋白充分溶解後立即冰浴冷卻至室溫，pH值調至10. 5，離心過濾除
去不溶物，所得上清液即為米蛋白溶液，使用去離子水將製備的米蛋白溶液 稀釋到2mg/mL的濃度；離心速度為3000rpm，離心時間為20min;
5、 取濃度為2mg/mL的米蛋白溶液200 mL，加入葡聚糖(相對分子質量為 20000)，使米蛋白與葡聚糖的質量比為1:3，混合均勻後倒入容器中置於微 波爐加熱，微波功率為300W，微波加熱至75'C條件下反應5min後，將蛋白溶 液冰浴冷卻至室溫，而後重複微波加熱和冰浴冷卻的步驟4次使總反應時間達 到20min;
6、 將微波處理後的米蛋白反應液用O. lmol/L的鹽酸調pH值至6.5後，進 行冷凍乾燥處理，冷凍乾燥溫度為-50°C，然後粉碎過80目篩後得到米蛋白-多糖複合物的固態粉末。
實施例二、本發明一種米蛋白糖基化改性的方法採用以下工藝步驟(其 配方組成以g/L或mg/mL計)
1、 採用實施一中工藝步驟製得中米蛋白。
2、 取米蛋白9g，加入去離子水1L;調節pH值至12. 3，磁力攪拌(JB90-D
強力磁力攪拌器)15min後得到米蛋白懸濁液；
3、 將米蛋白懸濁液倒入容器中，置於微波爐加熱，微波功率為400W，裝 好回流裝置，微波加熱至75。C，使米蛋白充分溶解；
4、 米蛋白充分溶解後立即冰浴冷卻至室溫，pH值調至10.8，離心過濾除 去不溶物，所得上清液即為米蛋白溶液，使用去離子水將製備的米蛋白溶液 稀釋到5mg/mL的濃度；離心速度為4000rpm，離心時間為25min;
5、 取濃度為5mg/mL的米蛋白溶液200 mL，加入玉米糊精，使米蛋白與玉 米糊精的質量比為1:4. 5，混合均勻後倒入容器中進行微波加熱，微波功率為 400W，微波加熱至83'C條件下反應5min後，將蛋白溶液冰浴冷卻至室溫， 而後重複微波加熱和冰浴冷卻的步驟5次使總反應時間達到25min;
6、 將微波處理後的米蛋白反應液用O. lmol/L的鹽酸調pH值至7.0後，進 行冷凍乾燥處理，冷凍乾燥溫度為-5(TC，然後粉碎過80目篩後得到米蛋白-多糖複合物的固態粉末。
實施例三、本發明一種米蛋白糖基化改性的方法採用以下工藝步驟(其 配方組成以g/L或mg/mL計)
1、 採用實施一中工藝步驟製得中米蛋白。
2、 取米蛋白10g，加入去離子水1L;調節pH值至12.5，磁力攪拌(JB90-D 強力磁力攪拌器)20min後得到米蛋白懸濁液；
3、 將米蛋白懸濁液倒入容器中，置於微波爐加熱，微波功率為500W，裝 好回流裝置，微波加熱至8(TC，使米蛋白充分溶解；
4、 米蛋白充分溶解後即冰浴冷卻至室溫，pH值調至ll.O，離心過濾除去 不溶物，所得上清液即為米蛋白溶液，使用去離子水將製備的米蛋白溶液稀 釋到8mg/mL的濃度；離心速度為5000rpm，離心時間30min;;
5、 取濃度為8mg/mL米蛋白溶液200 mL，加入殼聚糖，使米蛋白溶液與殼 聚糖的質量比為1:6，混合均勻後倒入容器中進行微波加熱，微波功率為500W， 微波加熱至9(TC條件下反應5min後，將蛋白溶液冰浴冷卻至室溫，而後重複 微波加熱和冰浴冷卻的步驟6次使總反應時間達到30min;
6、 將微波處理後的米蛋白反應液用O. lmol/L的鹽酸調pH值至7.5後，進 行冷凍乾燥處理，冷凍乾燥溫度為-50。C，然後粉碎過80目篩後得到米蛋白-多糖複合物的固態粉末。
權利要求
1、一種米蛋白糖基化改性的微波製備方法，其特徵是採用以下工藝步驟其配方組成以g/L或mg/mL計
2、 根據權利要求l所述的一種米蛋白糖基化改性的微波製備方法，其特 徵在於所述多糖為葡聚糖或玉米糊精或殼聚糖。
3、 根據權利要求l所述的一種米蛋白糖基化改性的微波製備方法，其特 徵在於所述微波功率為300 500W。
全文摘要
本發明涉及一種米蛋白糖基化改性的微波製備方法，具體地說是可以有效的提高產品的營養價值。特徵是取米蛋加入去離子磁力攪拌得到米蛋白懸濁液；將米蛋白懸濁液倒入容器中，置於微波爐加熱，使米蛋白充分溶解；米蛋白充分溶解後立即冰浴冷卻至室溫，離心過濾除去不溶物，即為米蛋白溶液，取米蛋白溶液加入多糖混合均勻後倒入容器中進行微波加熱，將蛋白溶液冰浴冷卻至室溫，進行冷凍乾燥處理，粉碎後得到米蛋白-多糖複合物的固態粉末。本發明克服了物理改性、化學改性和酶法改性的缺點，而且大大拓展了米蛋白的應用範圍，是一種新型的、簡單經濟、費用低、效率高的安全改性方法，易於實現工業化，產品具有廣闊的市場前景。
文檔編號C07K1/00GK101381399SQ20081015554
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月9日 優先權日2008年10月9日
發明者華靜嫻, 張燕萍, 韌 王, 陳正行 申請人:江南大學