一種提高植物蛋白質抗氧化性和功能性質的方法
2023-04-25 17:46:56 1
專利名稱：一種提高植物蛋白質抗氧化性和功能性質的方法
技術領域：
本發明是涉及一種提高植物蛋白質抗氧化性和功能性質的方法。
背景技術：
傳統的植物蛋白包括大豆蛋白、花生蛋白、大米蛋白等，在不同的功能性質方面都具有不同的缺點，如大米蛋白的低溶解性、大豆蛋白的低乳化性等，為提高其應用範圍及應用價值，需對其功能性質及抗氧化性進行改性。現在使用的改性方法的主要包括酶法、酸法、鹼法改性，以及超聲、微波、輻照等物理改性方法。化學改性和酶法改性都具有不同程度的缺點，比如化學改性具有危險性高、安全性低、消費者接受度低等；而酶法改性具有成本高、引進外來物等缺點，而使其在食品中的應用受到了一定的限制。因此，尋求一種高效、安全、低成本、適用性強的蛋白質改性方法成為當今社會的研究熱點。亞臨界水又稱為高壓水、過熱水、熱壓水、超熱水以及近臨界水等。它的定義是處在大氣沸點(100 V )和水的臨界溫度(374 V )之間的液體水[1]。由於水是一種易於獲得、成本低、來源廣、化學穩定性強、安全無害、無副作用的試劑，同時對環境也無汙染，所以很大程度上增強了亞臨界水的應用範圍。亞臨界水已被應用於水解許多資源以獲得胺基酸，比如源於牛血清蛋白[2]、乳清蛋白[3]、豬鬃[4]、米糠[5]、魚肉[6]、菜籽粉[7]。同時也用於從一些植物中提取抗氧化物質等副產物，比如源於蕁麻M、豆渣[9]、咖啡銀杏皮_等。近年來，亞臨界水越來越廣泛的應用在從固體和粉末的植物和食品中提取理想物質，利用亞臨界水可以很好的提高理想化合物的提取率[11]。而亞臨界水隨著溫度和壓力的升高，它的電離常數從常溫的78. 5降低至20，也就是亞臨界水在不同條件下，是可以體現出極性和非極性兩種性質的溶劑。因此，它可以促進蛋白質、多糖等大分子的水解，以及黃酮、多酚等小分子物質的提取[12]。
發明內容
本發明的目的是提供一種不向蛋白溶液中添加任何化學物質、酶等外來添加物，生成具有高抗氧化性和功能性質的蛋白質-多肽產品的方法。經研究發現這一目的能夠通過利用亞臨界水條件使蛋白質自發降解，配合柱層析分離設備使用實現。獲得一種工藝簡單、安全可靠(無添加其他化學物質及酶等)、高效、成本低、工藝合理、生產周期短的高抗氧化性和功能性蛋白質的製備方法。為達到上述目的，本發明的技術方案包括預處理、預熱、亞臨界水改性、分離、濃縮、乾燥等步驟，實現本發明的步驟是(I)蛋白質溶液的配製將大豆分離蛋白配製成O. 5-6 %的水溶液，在室溫攪拌I h，均勻溶解至溶液均一，為確保反應的重複性，控制溶液起始的PH為7.0 ; (2)原料與反應釜預熱將所配質蛋白質溶液及反應釜(載水)預熱至100°C;
(3)亞臨界水改性將上述處理原料加入到高壓反應釜中，設置溫度為120-220°C，時間為2-80min，根據需求可加載恆流泵與真空裝置進行瞬時動態循環反應，以獲得不同產品；
(4)分離將上述蛋白液經超濾/柱層析分離出不同分子量的組分，即具有高抗氧化性和功能性質的不同蛋白質溶液；(5)濃縮將上述蛋白質溶液經旋轉蒸發法進行濃縮，濃縮至原體積的1/2 - 1/12 ； (6)噴霧乾燥上述溶液經噴霧乾燥,即可獲得高抗氧化性和功能性的蛋白質廣品。本發明的優點在於1、本發明採用水為溶劑,無需除鹽、除雜,成本低、汙染小、安全性高；2、處理原料為植物蛋白質，涉及範圍廣，應用性強；3、採用亞臨界水法進行改性，具有高效、瞬時、安全的反應特點。4、本發明方法製得的蛋白質產品可根據對抗氧化性和功能性的需求，控制反應條件，製備出溶解性好、出度高、色澤好，為高品質高抗氧化性和功能性的蛋白質產品。
具體實施例方式實施例1 :一種提高大豆蛋白抗氧化性和功能性質的方法，其步驟如下
(1)蛋白質溶液的配製將大豆分離蛋白配製成3%的水溶液，在室溫攪拌I h，均勻溶解至溶液均一，控制溶液起始的pH為7. O ;
(2)原料與反應釜預熱將所配質蛋白質溶液及反應釜(載水)預熱至100°C；
(3)亞臨界水改性將已配製好的3%的蛋白質水溶液加入高壓反應釜設備，設置溫度為120°C，時間為20min ；
(4)分離將上述蛋白液經50KDa超濾膜，分離應獲得的組分，即獲得具有高溶解性、起泡性及乳化性的大豆蛋白質溶液；
(5)濃縮將上述蛋白質溶液經旋轉蒸發法進行濃縮，濃縮至原體積的1/4；
(6)噴霧乾燥上述溶液經噴霧乾燥，即可獲得高功能性的蛋白質產品；
(7)產品檢測檢測的指標包括理化指標和生化指標；
產品檢查結果如下大豆分離蛋白產品的乳化性為50 m2/g，灰分含量極低，具有一定的抗氧化活性。實施例2 :—種提高花生蛋白抗氧化性和功能性質的方法，其步驟如下
(1)蛋白質溶液的配製將花生分離蛋白配製成I%的水溶液，在室溫攪拌I h，均勻溶解至溶液均一，控制溶液起始的PH為7. O ;
(2)原料與反應釜預熱將所配質花生蛋白質溶液及反應釜(載水)預熱至100°C；
(3)亞臨界水改性將已配製好的3%的蛋白質水溶液加入高壓反應釜設備，設置溫度為180°C，時間為20min ；
(4)分離將上述蛋白液經10KDa超濾膜，分離應獲得的組分，即獲得具有高抗氧化性的花生蛋白質溶液；
(5)濃縮將上述蛋白質溶液經旋轉蒸發法進行濃縮，濃縮至原體積的1/6；
(6)噴霧乾燥上述溶液經噴霧乾燥，即可獲得高起泡性和高抗氧化性的花生蛋白質產
品;
(7)產品檢測檢測的指標包括理化指標和生化指標。產品檢查結果如下花生蛋白產品具有高抗氧化活性，灰分含量極低，起泡性為未改性的3-5倍。實施例3 :—種提高大米蛋白抗氧化性和功能性質的方法，其步驟如下
(I)蛋白質溶液的配製將大米分離蛋白配製成I %的水溶液，在室溫攪拌I h，均勻溶解至溶液均一，控制溶液起始的pH為7. O ;
(2)預熱將所配質蛋白質溶液及反應釜(載水)預熱至100°C；
(3)亞臨界水改性將已配製好的3%的蛋白質水溶液加入高壓反應釜設備，設置溫度為160°C，時間為40min ；
(4)分離將上述蛋白液經5KDa超濾膜，分離應獲得的組分，即獲得具有高溶解性和抗氧化性的大米蛋白溶液；
(5)濃縮將上述蛋白質溶液經旋轉蒸發法進行濃縮，濃縮至原體積的1/5；
(6)噴霧乾燥上述溶液經噴霧乾燥，即可獲得高溶解性和抗氧化性的大米蛋白產品。( 7)產品檢測檢測的指標包括理化指標和生化指標；
產品檢查結果如下大米分離蛋白產品的溶解性為50%，灰分含量極低，具有一定的抗氧化活性。採用的測定方法1.溶解性
蛋白質的溶解性的測定採用Chen, L.，et al (2011) [13]。蛋白質樣品配製濃度為5mg/mL的溶液，調pH 7.0,20 ° C 8000 g離心30 min，收集上清液，採用微量凱氏定氮法測定蛋白質含量(NX6. 25)。氮溶解指數(NSI，％) = (上清液中蛋白質含量/蛋白質總量)X100%。2.起泡性
採用Ogunwolu, S. O. , et al. M的起泡性測定方法。取樣品(25 mL)分散機(Ika-Ultra-Tur-rax T25, Germany) 10000 rpm/min 分散 3 min。將泡沫和溶液轉移至100-mL玻璃兩桶中，記錄O min時泡沫的體積計算起泡性，30min溶液體積計算泡沫穩定性。平行測三次。
權利要求
1.一種提高蛋白質抗氧化性和功能性質的方法，其步方法驟如下(1)蛋白質溶液的配製將大豆分離蛋白配製成O.5 - 6 %的水溶液,在室溫攪拌I h,均勻溶解至溶液均一，為確保反應的重複性，控制溶液起始的PH為7. O ;(2)原料與反應爸預熱將所配質蛋白質溶液及反應爸預熱至100°C；(3)亞臨界水改性將上述處理原料加入到高壓反應釜中，設置溫度為120-220°C，時間為2-80min，根據需求可加載恆流泵與真空裝置進行瞬時動態循環反應，以獲得不同產品;(4)分離將上述蛋白液經超濾膜/柱層析分離出不同分子量的組分，即具有高抗氧化性和功能性質的不同蛋白質溶液；(5)濃縮將上述蛋白質溶液經旋轉蒸發法進行濃縮，濃縮至原體積的1/2- 1/12 ；(6)噴霧乾燥上述溶液經噴霧乾燥，即可獲得高抗氧化性和功能性的蛋白質產品。
2.根據權利要求1所述的一種提高蛋白質抗氧化性和功能性質的方法，其特徵是原料可選取花生蛋白、大豆蛋白、大米蛋白等植物蛋白；整個過程無需添加化學試劑。
全文摘要
本發明涉及的是一種提高植物蛋白質抗氧化性和功能性質的方法，本發明以大豆分離蛋白為為例，描述一種同時提高植物蛋白質的抗氧化性和功能性質的方法。其特徵在於，原料經溶液配製0.5-6%，亞臨界水處理，通過控制處理時間(2-80min)以及溫度(120-220℃)，通過超濾膜、柱層析分離，得到具有不同抗氧化性和功能性質大豆蛋白溶液，然後經過濃縮、噴霧乾燥，得到具有高抗氧化性及功能性的蛋白產品。本發明方法工藝簡單、安全可靠(無添加其他化學物質及酶等)、高效、成本低，工藝合理，轉化率高和生產周期短的優點。
文檔編號A23J3/16GK103005141SQ20121054496
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者塗宗財, 張秋婷, 王輝, 樊亮亮, 包中宇 申請人:南昌大學