一種利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法及其產品及應用的製作方法

2023-05-03 08:53:56 1

專利名稱:一種利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法及其產品及應用的製作方法
技術領域：
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本發明涉及食品生物技術領域：
，可用於功能性食品添加劑的生產，具體涉及一種利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法及其產品及應用。
背景技術:
蠶蛹是蠶繭抽絲後剩下的副產品，具有豐富的營養價值。蠶蛹中蛋白質含量很高，粗蛋白在幹蠶蛹中含量高達60%左右，含有所有的必需胺基酸，且胺基酸組成合理，比例均衡；另外，在蠶蛹蛋白中，必需胺基酸含量在總胺基酸中所佔比例達到42%左右，必需胺基酸與非必需胺基酸比例約為7:10，這與FA0/WH0建議的理想胺基酸模式(必需胺基酸含量在總胺基酸中所佔比例為40%，必需胺基酸與非必需胺基酸比例為6:10)非常符合。然而，儘管蠶蛹蛋白營養豐富，但由於繅絲後的蠶蛹蛋白的功能特性如溶解性、乳化性和起泡性等變差，導致其功能特性無法與大豆蛋白等其它植物蛋白競爭，更無法與動物蛋白相媲美，所以限制了蠶蛹蛋白在食品和非食品領域中的有效應用，造成蠶蛹蛋白過剩，引起這一高附加值生物資源嚴重浪費。目前主要被用來作為飼料和肥料使用，經濟價值很低。因此，提高蠶蛹蛋白功能特性是深度開發蠶蛹蛋白資源的有效途徑。
利用酶解改性提高動植物蛋白功能特性(溶解性、起泡性和乳化性等)是近來食品科學領域研究的熱點之一，這主要歸功於酶解反應速度快，條件溫和，專一性強，安全性高而且易於控制，目前已成功應用於提高多種動植物蛋白的功能特性。如Sur6wka等利用複合蛋白酶限制酶解修飾大豆蛋白，修飾後的大豆蛋白溶解性、起泡性和乳化性能力顯著提高(Surowka Krzysztof, Zmudzinski Daniel, Fik Miroslaw,et al.New protein preparationsfrom soy flour obtained by limited enzymic hydrolysis of extrudates[J].1nnovative Food Science&Emerging Technologies, 2004，5(2):225-234) ;Yin Shou-ffei等通過胰蛋白酶修飾大麻蛋白，明顯改善了大麻蛋白的溶解性、起泡性和乳化性(YinShou-ffei, Tang Chuan-He, Cao Jin-Song,et al.Effects of limited enzymatichydrolysis with trypsin on the functional properties of hemp(Cannabis sativaL.) protein isolate [J].Food Chemistry, 2008, 106 (3): 1004-1013);另外，中國專利「一種大豆蛋白的改性方法(申請號:201110048471.6 ) 」公開了 一種通過胰蛋白酶、胃蛋白酶和木瓜蛋白酶限制性酶解改善大豆蛋白功能特性的方法。
隨著蛋白改性技術研究的深入，科研人員發現通過超聲波處理也能改善蛋白的功能特性，如:唐傳核等利用超聲波改善了大豆分離蛋白的凝膠特性(唐傳核，姜燕，楊曉泉，等.超聲處理對商用大豆分離蛋白凝膠性能的影響[J].中國糧油學報，2005，20 (5): 72-76)，Jambrak等利用超聲波預處理顯著提高了乳清蛋白的起泡性(Jambrak A R, Mason T J, Lelas V, et al.Effect of ultrasound treatment onsolubility and foaming properties of whey protein suspensions[J].Journal ofFood Engineering, 2008,86:281 一 287)，中國專利「一種利用超聲波改善小麥胚芽蛋白性能的方法(公開號:CN101427728A)」公開了一種利用超聲波提高小麥胚芽清蛋白和球蛋白的溶解性、起泡性和乳化性的方法。
現有研究均集中通過單一技術對蛋白進行改性，存在蛋白改性效率低下等缺點，若採用複合技術對蛋白進行改性，可以彌補各單一技術的不足，必能提高蛋白改性的效率。本專利發明一種超聲波協同酶解技術改性蠶蛹蛋白的方法，能夠在較短時間內顯著提高蠶蛹蛋白的溶解性、起泡性和乳化性，而該方法國內外尚無報導。

發明內容
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發明目的:本發明的目的是提供一種利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法。
技術方案:為了實現上述目的，本發明一種利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，其特徵在於包括以下步驟:
I)將蠶蛹蛋白用蒸餾水配製成質量分數為1% 10%的懸浮液；
2)將上述懸浮液調pH值後與中性蛋白酶一起加入到反應罐中，混合均勻後放入超聲波探頭，開啟超聲波進行酶解反應得到反應混合液，超聲波採用間歇式；
3)反應結束後，反應混合液迅速冷卻，並進行噴霧乾燥，即得到粉末狀改性的蠶踴蛋白廣品。
所述步驟2)中將懸浮液攪拌均勻後調節其pH至6.0所述步驟3)中將反應混合液迅速冷卻後用噴霧乾燥設備進行乾燥，乾燥條件為:進風溫度190°C -210°C和出風溫度95°C _110°C，即可得到粉狀改性的蠶蛹蛋白產品。
所述的利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法改善後的蠶蛹蛋白，其特徵在於:所述改善後的蠶蛹蛋白的溶解性為25.7g/L 30.5g/L，起泡性為160%-180%，起泡穩定性為85.4% 95.5%，乳化性為41.8m2/g 45.lm2/g，乳化穩定性為360.0min 400.5min。
所述的利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法改善後的蠶蛹蛋白在製備功能性食品添加劑方面的應用。
採用溶解性、起泡性和乳化性評價蠶蛹蛋白的功能特性，具體方法如下:
I)溶解能力的測定(Yin S W，Tang C H，Cao J S，et al.Effects of limitedenzymatic hydrolysis with trypsin on the functional properties of hemp(Cannabissativa L.)protein isolate[J].Food Chemistry，2008，106:1004 1013)
取2g樣品懸浮於IOOmL蒸懼水中，調節其pH為7.0，攪拌30min，在10000r/min離心20min，利用微量凱氏定氮法測定上清液的蛋白含量。用IL溶液中溶解蛋白的質量(g)表不蛋白的溶解能力。
2)起泡能力測定(Yin S W，Tang C H，Cao J S，et al.Effects of limitedenzymatic hydrolysis with trypsin on the functional properties of hemp (Cannabissativa L.)protein isolate[J].Food Chemistry，2008，106:1004 1013)
取0.1g樣品溶於50mL蒸懼水中，調節pH至7.0，用高速攪拌器在10000r/min下攪拌2min，然後倒入250mL量筒中測量攪拌後的總體積，蛋白溶液攪拌後體積增加的百分含量表示起泡性(foaming capacity, FC);攪拌後靜置30min的蛋白溶液體積增加的百分含量表示起泡穩定性(foaming stability，FS)。
3)乳化能力測定(Krasaechol N, Sanguandeekul Rj Duangmal K，et al.Structureand functional properties of modified threadfin bream sarcoplasmic protein[J].Food Chemistry2008, 107:1 10)
0.09g蛋白樣品溶於45mL蒸懼水中，調節pH至7.0，加入15mL色拉油，在IOOOOr/min下用高速攪拌器攪拌lmin，分別在攪拌後Omin和IOmin從容器底部取50 μ L乳化液，用5mL0.1 %的十二烷基磺酸鈉溶液對其稀釋，混勻後在500nm處測定其吸光值。按下式計算乳化性(emulsifying activity index, EAI)和乳化穩定性(emulsifying stabilityindex, ESI)。
權利要求
1.一種利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，其特徵在於包括以下步驟: 1)將蠶蛹蛋白用蒸餾水配製成質量分數為1% 10%的懸浮液； 2)將上述懸浮液調pH值後與中性蛋白酶一起加入到反應iiS中，混合均勾後放入超聲波探頭，開啟超聲波進行酶解反應得到反應混合液，超聲波採用間歇式； 3)反應結束後，反應混合液迅速冷卻，並進行噴霧乾燥，即得到粉末狀改性的蠶蛹蛋白 產品
2.根據權利要求
1所述的利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，其特徵在於:所述步驟2)中將懸浮液攪拌均勻後調節其pH至6.0 — 7.0,並加熱至40°C —50°C後與中性蛋白酶一起加入到反應罐中，中性蛋白酶使用量為2000-4000U/g，攪拌均勻後，插入超聲波探頭進行超聲波協同酶解反應，反應條件為:pH為6.0 — 7.0，溫度為400C- 50°C，超聲波功率為0.5-lW/mL，超聲波連續發聲2s，間歇4s，超聲波協同酶解反應時間為20-30min ;反應結束後，反應混合液 迅速冷卻至4°C左右抑制酶解反應。
3.根據權利要求
1所述的利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，其特徵在於:所述步驟3)中將反應混合液迅速冷卻後用噴霧乾燥設備進行乾燥，乾燥條件為:進風溫度190°C -210°C和出風溫度95°C _110°C，即可得到粉狀改性的蠶蛹蛋白產品。
4.權利要求
1-3任意一項所述的利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法改善後的蠶蛹蛋白，其特徵在於:所述改善後的蠶蛹蛋白的溶解性為25.7g/L 30.5g/L，起泡性為160%-180%，起泡穩定性為85.4% 95.5%，乳化性為41.8m2/g 45.1m2/g，乳化穩定性為360.0min 400.5min。
5.權利要求
4所述的利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法改善後的蠶蛹蛋白在製備功能性食品添加劑方面的應用。
專利摘要
本發明涉及一種利用超聲波協同酶解技術改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，利用超聲波協同中性蛋白酶改善蠶蛹蛋白的功能特性；其製備方法為將蠶蛹蛋白用蒸餾水配製成懸浮液，調pH後與中性蛋白酶一起加入到反應罐中，插入超聲波探頭進行超聲波協同酶解反應，反應混合液經噴霧乾燥，即得到粉末狀改性蠶蛹蛋白產品。本發明具有生產時間短，操作方便，能夠明顯提高蠶蛹蛋白的溶解性、起泡性和乳化性等功能特性的優點，適用於規模化生產，所得產品符合功能食品要求。
文檔編號A23J3/34GKCN103190524SQ201310113821
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月2日
發明者吳瓊英, 賈俊強, 顏輝, 桂仲爭 申請人:江蘇科技大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan