專利名稱:一種利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法及其產(chǎn)品及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:
本發(fā)明涉及食品生物技術(shù)領(lǐng)域：
，可用于功能性食品添加劑的生產(chǎn)，具體涉及一種利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法及其產(chǎn)品及應(yīng)用。
背景技術(shù):
蠶蛹是蠶繭抽絲后剩下的副產(chǎn)品，具有豐富的營養(yǎng)價值。蠶蛹中蛋白質(zhì)含量很高，粗蛋白在干蠶蛹中含量高達(dá)60%左右，含有所有的必需氨基酸，且氨基酸組成合理，比例均衡；另外，在蠶蛹蛋白中，必需氨基酸含量在總氨基酸中所占比例達(dá)到42%左右，必需氨基酸與非必需氨基酸比例約為7:10，這與FA0/WH0建議的理想氨基酸模式(必需氨基酸含量在總氨基酸中所占比例為40%，必需氨基酸與非必需氨基酸比例為6:10)非常符合。然而，盡管蠶蛹蛋白營養(yǎng)豐富，但由于繅絲后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(dǎo)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(lǐng)域中的有效應(yīng)用，造成蠶蛹蛋白過剩，引起這一高附加值生物資源嚴(yán)重浪費。目前主要被用來作為飼料和肥料使用，經(jīng)濟價值很低。因此，提高蠶蛹蛋白功能特性是深度開發(fā)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(xué)領(lǐng)域研究的熱點之一，這主要歸功于酶解反應(yīng)速度快，條件溫和，專一性強，安全性高而且易于控制，目前已成功應(yīng)用于提高多種動植物蛋白的功能特性。如Sur6wka等利用復(fù)合蛋白酶限制酶解修飾大豆蛋白，修飾后的大豆蛋白溶解性、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?zhí)?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(shù)研究的深入，科研人員發(fā)現(xiàn)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(xué)報，2005，20 (5): 72-76)，Jambrak等利用超聲波預(yù)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(xiàn)有研究均集中通過單一技術(shù)對蛋白進行改性，存在蛋白改性效率低下等缺點，若采用復(fù)合技術(shù)對蛋白進行改性，可以彌補各單一技術(shù)的不足，必能提高蛋白改性的效率。本專利發(fā)明一種超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改性蠶蛹蛋白的方法，能夠在較短時間內(nèi)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(nèi)外尚無報道。

發(fā)明內(nèi)容
:
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法。
技術(shù)方案:為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，其特征在于包括以下步驟:
I)將蠶蛹蛋白用蒸餾水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% 10%的懸浮液；
2)將上述懸浮液調(diào)pH值后與中性蛋白酶一起加入到反應(yīng)罐中，混合均勻后放入超聲波探頭，開啟超聲波進行酶解反應(yīng)得到反應(yīng)混合液，超聲波采用間歇式；
3)反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)混合液迅速冷卻，并進行噴霧干燥，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后調(diào)節(jié)其pH至6.0所述步驟3)中將反應(yīng)混合液迅速冷卻后用噴霧干燥設(shè)備進行干燥，干燥條件為:進風(fēng)溫度190°C -210°C和出風(fēng)溫度95°C _110°C，即可得到粉狀改性的蠶蛹蛋白產(chǎn)品。
所述的利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法改善后的蠶蛹蛋白，其特征在于:所述改善后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(wěn)定性為85.4% 95.5%，乳化性為41.8m2/g 45.lm2/g，乳化穩(wěn)定性為360.0min 400.5min。
所述的利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法改善后的蠶蛹蛋白在制備功能性食品添加劑方面的應(yīng)用。
采用溶解性、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樣品懸浮于IOOmL蒸懼水中，調(diào)節(jié)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(zhì)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樣品溶于50mL蒸懼水中，調(diào)節(jié)pH至7.0，用高速攪拌器在10000r/min下攪拌2min，然后倒入250mL量筒中測量攪拌后的總體積，蛋白溶液攪拌后體積增加的百分含量表示起泡性(foaming capacity, FC);攪拌后靜置30min的蛋白溶液體積增加的百分含量表示起泡穩(wěn)定性(foaming stability，F(xiàn)S)。
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蛋白樣品溶于45mL蒸懼水中，調(diào)節(jié)pH至7.0，加入15mL色拉油，在IOOOOr/min下用高速攪拌器攪拌lmin，分別在攪拌后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，混勻后在500nm處測定其吸光值。按下式計算乳化性(emulsifying activity index, EAI)和乳化穩(wěn)定性(emulsifying stabilityindex, ESI)。
權(quán)利要求
1.一種利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將蠶蛹蛋白用蒸餾水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% 10%的懸浮液； 2)將上述懸浮液調(diào)pH值后與中性蛋白酶一起加入到反應(yīng)iiS中，混合均勾后放入超聲波探頭，開啟超聲波進行酶解反應(yīng)得到反應(yīng)混合液，超聲波采用間歇式； 3)反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)混合液迅速冷卻，并進行噴霧干燥，即得到粉末狀改性的蠶蛹蛋白 產(chǎn)品
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，其特征在于:所述步驟2)中將懸浮液攪拌均勻后調(diào)節(jié)其pH至6.0 — 7.0,并加熱至40°C —50°C后與中性蛋白酶一起加入到反應(yīng)罐中，中性蛋白酶使用量為2000-4000U/g，攪拌均勻后，插入超聲波探頭進行超聲波協(xié)同酶解反應(yīng)，反應(yīng)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(xù)發(fā)聲2s，間歇4s，超聲波協(xié)同酶解反應(yīng)時間為20-30min ;反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)混合液 迅速冷卻至4°C左右抑制酶解反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，其特征在于:所述步驟3)中將反應(yīng)混合液迅速冷卻后用噴霧干燥設(shè)備進行干燥，干燥條件為:進風(fēng)溫度190°C -210°C和出風(fēng)溫度95°C _110°C，即可得到粉狀改性的蠶蛹蛋白產(chǎn)品。
4.權(quán)利要求
1-3任意一項所述的利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法改善后的蠶蛹蛋白，其特征在于:所述改善后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(wěn)定性為85.4% 95.5%，乳化性為41.8m2/g 45.1m2/g，乳化穩(wěn)定性為360.0min 400.5min。
5.權(quán)利要求
4所述的利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法改善后的蠶蛹蛋白在制備功能性食品添加劑方面的應(yīng)用。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種利用超聲波協(xié)同酶解技術(shù)改善蠶蛹蛋白功能特性的方法，利用超聲波協(xié)同中性蛋白酶改善蠶蛹蛋白的功能特性；其制備方法為將蠶蛹蛋白用蒸餾水配制成懸浮液，調(diào)pH后與中性蛋白酶一起加入到反應(yīng)罐中，插入超聲波探頭進行超聲波協(xié)同酶解反應(yīng)，反應(yīng)混合液經(jīng)噴霧干燥，即得到粉末狀改性蠶蛹蛋白產(chǎn)品。本發(fā)明具有生產(chǎn)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(yōu)點，適用于規(guī)?；a(chǎn)，所得產(chǎn)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(fā)明者吳瓊英, 賈俊強, 顏輝, 桂仲爭 申請人:江蘇科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan