一種抗凍性大豆分離蛋白及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抗凍性大豆分離蛋白及其制備方法與應(yīng)用。所述制備方法包括：將糖加入到大豆分離蛋白溶液中，在常壓、90～100℃的條件下對大豆分離蛋白進(jìn)行改性反應(yīng)0.5h～2h，反應(yīng)后迅速冷卻至室溫，調(diào)節(jié)混合物的pH值至酸性，靜置，離心，收集蛋白沉淀；將得到蛋白沉淀用水復(fù)溶，調(diào)節(jié)所得溶液的pH值至中性，剪切均質(zhì)后進(jìn)行噴霧干燥，得到抗凍性大豆分離蛋白。本發(fā)明的抗凍性大豆分離蛋白在凍藏期間內(nèi)的凝膠持水性變化小，硬度變化也很小。解決了目前大豆分離蛋白在冷凍食品中添加使用時，由于溫度變化，造成的產(chǎn)品干耗嚴(yán)重，硬度增加，產(chǎn)品品質(zhì)下降等問題。
【專利說明】一種抗凍性大豆分離蛋白及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大豆蛋白加工領(lǐng)域，具體涉及一種抗凍性大豆分離蛋白及其制備方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國的冷凍食品行業(yè)迅速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量增加非?？?。因此，冷凍食品的功能化配料的需求量也隨之增加。大豆分離蛋白因其良好的功能特性而廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)中。但目前我國的冷凍食品行業(yè)還沒有專用于冷凍食品的大豆蛋白的生產(chǎn)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品，冷凍食品企業(yè)幾乎都選擇常態(tài)環(huán)境的SPI作為冷凍食品的功能化配料，而常態(tài)環(huán)境的SPI在極端環(huán)境中無法有效地維持原有功能性，也即無法實(shí)現(xiàn)功能性SPI配料在冷凍食品的應(yīng)用。因此，開發(fā)專用抗冷凍型大豆分離蛋白作為抗凍食品改良劑，使其在冷凍過程中仍有較好的乳化、保水和凝聚性等功能，更有效地提高冷凍食品的出品率和品質(zhì)。其意義一方面增加了大豆蛋白的新品種，促進(jìn)大豆蛋白的高附加值轉(zhuǎn)化，另一方面也滿足當(dāng)前冷凍食品行業(yè)的迫切需求。目前，針對冷凍食品開發(fā)的大豆分離蛋白多用于提高一些液體狀態(tài)產(chǎn)品的乳化性、溶解性，而針對凝膠固體產(chǎn)品開發(fā)的專用于提高產(chǎn)品保水性、凝膠特性的改性大豆蛋白并不常見。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一是提供一種抗凍性大豆分離蛋白及其制備方法，旨在解決由于低溫極端條件下水分凍結(jié)而導(dǎo)致大豆分離蛋白凝膠保水性下降的問題。
[0004]本發(fā)明所提供的抗凍性大豆分離蛋白是按照包括下述步驟的方法制備得到的:
[0005]1)將糖加入到大豆分離蛋白溶液中，在常壓、90?100°C的條件下對大豆分離蛋白進(jìn)行改性反應(yīng)0.5h?2h，反應(yīng)后迅速冷卻至室溫，調(diào)節(jié)混合物的pH值至酸性(pH =4.5)，靜置，離心，收集蛋白沉淀；
[0006]2)將得到蛋白沉淀用水復(fù)溶，調(diào)節(jié)所得溶液的pH值至中性，剪切均質(zhì)后進(jìn)行噴霧干燥，得到抗凍性大豆分離蛋白。
[0007]上述方法步驟1)中，所述糖選自下述至少一種:單糖和雙糖。
[0008]所述單糖具體可為葡萄糖。
[0009]所述雙糖具體可為蔗糖或海藻糖。
[0010]上述方法步驟1)中，所述大豆分離蛋白溶液可通過下述方法制備得到:
[0011]a)堿溶酸沉:將脫脂大豆柏與水以質(zhì)量比1:10-15混合，在堿性條件(pH = 8.0)下攪拌一段時間后，過濾，收集上清液，將所述上清液的pH值調(diào)至酸性(pH = 4.5)，靜置，4000r/min (2683.2X g)離心20min,收集沉淀，得到大豆分離蛋白；
[0012]b)復(fù)溶:將所述大豆分離蛋白加水復(fù)溶并調(diào)節(jié)pH值至中性(pH = 7.0)，得到所述大豆分離蛋白溶液。
[0013]所述大豆分離蛋白溶液也可通過下述方法制備得到:將市售的大豆分離蛋白加水溶解后調(diào)節(jié)pH值至中性(pH = 7.0)，即得。
[0014]所述大豆分離蛋白溶液中大豆分離蛋白的質(zhì)量濃度為3%?5%。
[0015]上述方法步驟1)中，所述糖與大豆分離蛋白溶液中的大豆分離蛋白的質(zhì)量比為1-3:4，具體可為 1:4、1:2 或 3:4。
[0016]所述靜置的時間為30_60min，所述離心的條件為:轉(zhuǎn)速為150-200 X g離心5_10mino
[0017]為了保證反應(yīng)體系的均勻性，在改性反應(yīng)過程中還需對反應(yīng)體系進(jìn)行攪拌。
[0018]上述方法步驟2)中，所述溶液中的可溶蛋白的質(zhì)量濃度為3%?5%。
[0019]上述方法步驟2)中，所述噴霧干燥的工藝參數(shù)為:進(jìn)風(fēng)口溫度為170_180°C，出風(fēng)口溫度為70-80°C。
[0020]由上述方法制備得到的抗凍性大豆分離蛋白也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]本發(fā)明的另一個目的是提供一種由上述抗凍性大豆分離蛋白制備得到的抗凍性大豆分離蛋白凝膠。
[0022]所述抗凍性大豆分離蛋白凝膠是按照包括下述步驟的方法制備得到的:將所述抗凍性大豆分離蛋白用水溶解得到抗凍性大豆分離蛋白溶液，將所述溶液在室溫下攪拌1.5-2h后進(jìn)行離心處理，接著用90-95°C水浴處理40-60min，立即用冰水浴處理15_20min，最后于4-10°C下冷藏處理10-12h，即得所述抗凍性大豆分離蛋白凝膠。其中，所述抗凍性大豆分離蛋白溶液的濃度為10-12% (w/v) 0所述離心處理的目的是為了去除溶液中的氣泡。所述離心處理的條件為:轉(zhuǎn)速為150-200Xg離心5-10min。
[0023]包含上述抗凍性大豆分離蛋白或抗凍性大豆分離蛋白凝膠的冷凍食品也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]本發(fā)明解決了普通大豆分離蛋白凝膠在凍藏過程中凝膠特性劣變，特別是凝膠持水性下降的問題。本發(fā)明采用與糖共熱的方法對大豆分離蛋白進(jìn)行改性，生產(chǎn)過程耗時短、工藝簡單、易于操作，重點(diǎn)解決了目前大豆分離蛋白在冷凍食品中添加使用時，由于溫度變化，造成的產(chǎn)品干耗嚴(yán)重，硬度增加，產(chǎn)品品質(zhì)下降等問題。包含本發(fā)明的抗凍性大豆分離蛋白或抗凍性大豆分離蛋白凝膠的冷凍食品在一個月的凍藏期內(nèi)，蛋白凝膠的持水率仍能保持85%以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為普通大豆分離蛋白(SPI)的凝膠與本發(fā)明實(shí)施例1制備的三種抗凍性大豆分離蛋白GSP1-1、GSP1-2和GSP1-3的凝膠在凍藏期內(nèi)持水性變化。
[0026]圖2為普通大豆分離蛋白(SPI)與本發(fā)明實(shí)施例1制備的三種抗凍性大豆分離蛋白GSP1-1、GSP1-2和GSP1-3的凝膠在凍藏期內(nèi)硬度變化。
[0027]圖3為普通大豆分離蛋白(SPI)的凝膠與本發(fā)明制備的抗凍性大豆分離蛋白HSPI和ZSPI凝膠在凍藏期間內(nèi)的持水性變化。
[0028]圖4為普通大豆分離蛋白(SPI)的凝膠與本發(fā)明制備的抗凍性大豆分離蛋白HSPI和ZSPI凝膠在凍藏期間內(nèi)的凝膠硬度變化。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0030]下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法；下述實(shí)施例中所用的試劑、材料等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0031]下述實(shí)施例中，凝膠持水性的檢測方法:將凝膠塊置于底部有濾網(wǎng)和濾紙的質(zhì)量為的離心管中，離心管和凝膠一起稱重為m2，于4000rpm(2683.2Xg)離心20min，離心后，離心管和凝膠總質(zhì)量m3。
[0032]持水率％=
[0033]下述實(shí)施例中，凝膠質(zhì)構(gòu)分析方法:采用Brookfield CT3型質(zhì)構(gòu)儀測試。切取高10mm，直徑20mm的圓柱形凝膠塊，TPA質(zhì)構(gòu)模式分析，探頭型號TA41，觸發(fā)點(diǎn)5g，下壓距離4mm ο
[0034]下述實(shí)施例中所用普通大豆分離蛋白(SPI)的制備方法:
[0035]a)堿溶酸沉:將脫脂大豆柏與水以質(zhì)量比1:15混合，在堿性條件(pH = 8.0)下攪拌1.5h后，過濾，收集上清液，將上清液的pH值調(diào)至酸性(pH = 4.5)，靜置，4000r/min離心20min,收集沉淀，得到大豆分離蛋白；
[0036]b)復(fù)溶:將所述大豆分離蛋白加水復(fù)溶并調(diào)節(jié)pH值至中性(pH = 7.0)，得到大豆分離蛋白溶液；
[0037]c)剪切均質(zhì)后進(jìn)行噴霧干燥，得到普通大豆分離蛋白(SPI)，所述噴霧干燥的工藝參數(shù)為:進(jìn)風(fēng)口溫度為170°C，出風(fēng)口溫度為70°C。
[0038]實(shí)施例1、抗凍性大豆分離蛋白1的制備
[0039]按照脫脂大豆柏與水的質(zhì)量比為1:15的量將脫脂大豆柏與水混合，于50°C、pH8.0條件下攪拌1.5h。然后將豆柏水溶液進(jìn)行漿渣分離，4000rpm離心20min，棄去沉淀，上清液調(diào)pH至4.5靜置沉淀30min，離心收集沉淀并加水復(fù)溶，調(diào)節(jié)pH至7.0，得到大豆分離蛋白溶液。按照葡萄糖與大豆分離蛋白的質(zhì)量比分別為1:4、1:2、3:4的量將葡萄糖加入大豆分離蛋白溶液，邊攪拌邊加熱90°C，反應(yīng)1.5h ;反應(yīng)后迅速冷卻至室溫，終止反應(yīng)，用HC1將溶液調(diào)至pH4.5、靜置30min, lOOOrpm離心5min,收集蛋白沉淀。沉淀經(jīng)復(fù)溶至可溶蛋白濃度為4%，用NaOH將溶液調(diào)至pH 7.0，剪切均質(zhì)后噴霧干燥得到成品GSPI_1、GSPI_2和GSP1-3。噴霧干燥參數(shù):進(jìn)風(fēng)口溫度為175°C，出風(fēng)口溫度為70°C。
[0040]實(shí)施例2、抗凍性大豆分離蛋白2的制備
[0041]按照脫脂大豆柏與水的質(zhì)量比為1:15的量將脫脂大豆柏與水混合，于50°C、pH8.0條件下攪拌1.5h。然后將豆柏水溶液進(jìn)行漿渣分離，4000rpm離心20min，棄去沉淀，上清液調(diào)pH至4.5靜置沉淀30min，離心收集沉淀并加水復(fù)溶，調(diào)節(jié)pH至7.0，得到大豆分離蛋白溶液。按照蔗糖與大豆分離蛋白的質(zhì)量比為1:2的量將蔗糖加入大豆分離蛋白溶液，邊攪拌邊加熱100°C，反應(yīng)1.5h ;反應(yīng)后迅速冷卻至室溫，終止反應(yīng)，用HC1將溶液調(diào)至pH4.5、靜置30min, lOOOrpm離心5min,收集蛋白沉淀。沉淀經(jīng)復(fù)溶至可溶蛋白濃度為4%,用NaOH將溶液調(diào)至pH 7.0，剪切均質(zhì)后噴霧干燥得到成品。噴霧干燥參數(shù):進(jìn)風(fēng)口溫度為170°C，出風(fēng)口溫度為75°C。
[0042]實(shí)施例3、抗凍性大豆分離蛋白3的制備
[0043]按照脫脂大豆柏與水的質(zhì)量比為1:15的量將脫脂大豆柏與水混合，于50°C、pH8.0條件下攪拌1.5h。然后將豆柏水溶液進(jìn)行漿渣分離，4000rpm離心20min，棄去沉淀，上清液調(diào)pH至4.5靜置沉淀30min,離心收集沉淀并加水復(fù)溶,調(diào)節(jié)pH至pH7.0,得到大豆分離蛋白溶液。按照海藻糖與大豆分離蛋白的質(zhì)量比為1:2的量將海藻糖加入大豆分離蛋白溶液，邊攪拌邊加熱95°C，反應(yīng)1.5h ;反應(yīng)后迅速冷卻至室溫，終止反應(yīng)，用HC1將溶液調(diào)至pH4.5、靜置30min, lOOOrpm離心5min,收集蛋白沉淀。沉淀經(jīng)復(fù)溶至可溶蛋白濃度為4%、用NaOH將溶液調(diào)至pH7.0，剪切均質(zhì)后噴霧干燥得到成品。噴霧干燥參數(shù):進(jìn)風(fēng)口溫度為180°C，出風(fēng)口溫度為70°C。
[0044]實(shí)施例4、抗凍性大豆分離蛋白凝膠的制備
[0045]用蒸餾水將本發(fā)明實(shí)施例1制備的抗凍性大豆分離蛋白GSP1-l、GSP1-2和GSP1-3分別配制成12% (w/v)的溶液,室溫下攪拌2h, lOOOrpm離心5min去氣泡,灌入凝膠管后封口，90°C水浴lh，取出后立即冰水浴15min，之后于4°C冰箱12h，得到抗凍性大豆分離蛋白GSP1-UGSP1-2 和 GSP1-3 凝膠產(chǎn)品。
[0046]用蒸餾水將本發(fā)明實(shí)施例2制備的抗凍性大豆分離蛋白配制成12% (w/v)的溶液，室溫下攪拌2h，lOOOrpm離心5min去氣泡，灌入凝膠管后封口，90°C水浴lh，取出后立即冰水浴15min，之后于4°C冰箱12h，得到抗凍SPI凝膠產(chǎn)品，編號為HSPI凝膠產(chǎn)品。
[0047]用蒸餾水將本發(fā)明實(shí)施例3制備的抗凍性大豆分離蛋白配制成12% (w/v)的溶液，室溫下攪拌2h，lOOOrpm離心5min去氣泡，灌入凝膠管后封口，90°C水浴lh，取出后立即冰水浴15min，之后于4°C冰箱12h，得到抗凍SPI凝膠產(chǎn)品，編號為ZSPI凝膠產(chǎn)品。
[0048]實(shí)施例5、對抗凍性大豆分離蛋白凝膠的性能研究
[0049]用蒸餾水將普通大豆分離蛋白(SPI)配制成12% (w/v)的溶液，室溫下攪拌2h，lOOOr離心5min去氣泡，灌入凝膠管后封口，90°C水浴lh，取出后立即冰水浴15min，之后于4°C冰箱12h，得到SPI凝膠產(chǎn)品。
[0050]分別檢測實(shí)施例4制得的抗凍性大豆分離蛋白GSP1-1、GSP1-2和GSP1-3凝膠和上述SPI凝膠在凍藏期間內(nèi)的凝膠持水性變化。其結(jié)果如圖1所示。
[0051]由圖1可知，普通大豆分離蛋白(SPI)隨凍藏時間延長，凝膠持水性大幅下降；而本發(fā)明實(shí)施例1制備的抗凍大豆分離蛋白GSP1-1、GSP1-2和GSP1-3在凍藏期間內(nèi)凝膠持水性下降幅度很小。
[0052]分別檢測實(shí)施例4制得的抗凍性大豆分離蛋白GSP1-1、GSP1-2和GSP1-3凝膠和上述SPI凝膠在凍藏期間內(nèi)的凝膠硬度變化。其結(jié)果如圖2所示。
[0053]由圖2可知，本發(fā)明的抗凍大豆分離蛋白GSP1-l、GSP1-2和GSP1-3凝膠的初始硬度比普通大豆分離蛋白(SPI)凝膠的初始硬度低，凍藏過程中，兩者凝膠硬度均有上升，但隨著凍藏時間的延長，本發(fā)明的抗凍大豆分離蛋白GSP1-l、GSP1-2和GSP1-3的凝膠硬度又逐漸回落，基本上接近于初始硬度，這對改善冷凍產(chǎn)品的硬度比較有益。
[0054]分別檢測實(shí)施例4制得的抗凍性大豆分離蛋白HSPI和ZSPI凝膠和上述SPI凝膠在凍藏期間內(nèi)的凝膠持水性變化。其結(jié)果如圖3所示。
[0055]分別檢測實(shí)施例4制得的抗凍性大豆分離蛋白HSPI和ZSPI凝膠和上述SPI凝膠在凍藏期間內(nèi)的凝膠硬度變化。其結(jié)果如圖4所示。
[0056]由圖3、4可知，用雙糖(海藻糖和蔗糖)對大豆分離蛋白進(jìn)行改性，制得的抗凍大豆分離蛋白凝膠比普通大豆分離蛋白(SPI)的持水性好，且沒有明顯的硬度下降，與單糖改性的結(jié)果基本一致。
【權(quán)利要求】
1.一種制備抗凍性大豆分離蛋白的方法，包括下述步驟: 1)將糖加入到大豆分離蛋白溶液中，在常壓、90?100°C的條件下對大豆分離蛋白進(jìn)行改性反應(yīng)0.5h?2h，反應(yīng)后迅速冷卻至室溫，調(diào)節(jié)混合物的pH值至酸性，靜置，離心，收集蛋白沉淀； 2)將得到蛋白沉淀用水復(fù)溶，調(diào)節(jié)所得溶液的pH值至中性，剪切均質(zhì)后進(jìn)行噴霧干燥，得到抗凍性大豆分離蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟I)中，所述糖選自下述至少一種:單糖和雙糖；所述單糖為葡萄糖；所述雙糖為蔗糖或海藻糖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:步驟I)中，所述大豆分離蛋白溶液通過下述方法制備得到: 1)堿溶酸沉:將脫脂大豆柏與水混合，在堿性條件下攪拌一段時間后，過濾，收集上清液，將所述上清液的PH值調(diào)至酸性，靜置，收集沉淀，得到大豆分離蛋白； 2)復(fù)溶:將所述大豆分離蛋白加水復(fù)溶并調(diào)節(jié)pH值至中性，得到所述大豆分離蛋白溶液； 或者 所述大豆分離蛋白溶液通過下述方法制備得到:將市售的大豆分離蛋白加水溶解后調(diào)節(jié)PH值至中性，即得； 所述大豆分離蛋白溶液中大豆分離蛋白的質(zhì)量濃度為3%?5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:步驟I)中，所述糖與大豆分離蛋白溶液中的大豆分離蛋白的質(zhì)量比為1-3:4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:步驟I)中，所述靜置的時間為30-60min,所述離心的條件為:轉(zhuǎn)速為150-200X g離心5-lOmin。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:步驟2)中，所述噴霧干燥的工藝參數(shù)為:進(jìn)風(fēng)口溫度為170-180°C，出風(fēng)口溫度為70-80°C。
7.一種由權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述方法制備得到的抗凍性大豆分離蛋白。
8.一種由權(quán)利要求7所述的抗凍性大豆分離蛋白制備得到的抗凍性大豆分離蛋白凝膠。
9.一種冷凍食品，其包含權(quán)利要求7所述的抗凍性大豆分離蛋白或包含權(quán)利要求8所述的抗凍性大豆分離蛋白凝膠。
【文檔編號】A23J3/16GK104351462SQ201410617585
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】郭順堂, 杜昱蒙, 陳振家 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)