本發(fā)明屬于食品/農(nóng)產(chǎn)品及其副產(chǎn)物的加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高水不溶性蛋白質(zhì)溶解性質(zhì)的方法，具體地說(shuō)是一種亞臨界水改性提高玉米醇溶蛋白溶解性的方法。

背景技術(shù)：

玉米是世界上的三大糧食作物之一，其具備單產(chǎn)量高，增產(chǎn)潛力巨大等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中占據(jù)著重要的地位。而我國(guó)玉米總產(chǎn)量位居世界第二位，占世界玉米總產(chǎn)量的20%左右。但與產(chǎn)量巨大相對(duì)應(yīng)的加工業(yè)發(fā)展卻極度緩慢，玉米主要用來(lái)制備淀粉，玉米原料的40-50%沒(méi)有被充分利用。

在玉米干重中，除了淀粉外，其實(shí)還含有6-12%（干重）的玉米蛋白粉，長(zhǎng)期以來(lái)，玉米蛋白粉（cgm）作為玉米淀粉加工的副產(chǎn)品，大部分被用作來(lái)做動(dòng)物飼料，造成了很大的資源浪費(fèi)。如何提高玉米蛋白粉的綜合利用率，一直是國(guó)內(nèi)外一直關(guān)心的問(wèn)題。

玉米淀粉加工的副產(chǎn)品的主要成分為醇溶蛋白，約占總蛋白的50%左右。但是蛋白質(zhì)中含有大量的非極性氨基酸，所以很難溶于水。而且玉米醇溶蛋白中還缺乏人體中所必須的氨基酸色氨酸和賴氨酸，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極低，很難被生物體吸收利用。所以對(duì)玉米醇溶蛋白進(jìn)行改性進(jìn)行精細(xì)加工和二次開(kāi)發(fā)是發(fā)展食品產(chǎn)業(yè)和蛋白質(zhì)產(chǎn)業(yè)的需求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)將玉米醇溶蛋白在適宜的條件下進(jìn)行改性，可以將水不溶性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性蛋白，比如利用微生物轉(zhuǎn)化方法，如微生物固態(tài)發(fā)酵、微生物液態(tài)發(fā)酵等。一系列研究報(bào)道表明，不溶性蛋白進(jìn)行轉(zhuǎn)化是可行的，而物理加工方法為這一領(lǐng)域也提供了新的手段，是其中一個(gè)非常有前景的研究方向。

亞臨界水與常溫常壓水相比更類似于有機(jī)溶劑，具有低相對(duì)介電常數(shù)、高離子濃度、低粘度和低表面張力及高擴(kuò)散能力等特點(diǎn)，能顯著提高溶質(zhì)的溶出率；又因其無(wú)毒、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，已在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源等領(lǐng)域備受關(guān)注。因此，如何借助亞臨界水的手段，提高玉米醇溶蛋白的水溶性，進(jìn)而提高玉米醇溶蛋白的吸收消化水平，提高玉米醇溶蛋白加工利用的深度，不僅是玉米加工行業(yè)目前急需解決的重大理論問(wèn)題，也是事關(guān)我國(guó)“三農(nóng)”的重大戰(zhàn)略性問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在玉米醇溶蛋白原有溶解性的基礎(chǔ)上，提供一種亞臨界水對(duì)玉米醇溶蛋白的改性方法，從而進(jìn)一步提高玉米醇溶蛋白的溶解性。該方法是利用亞臨界水對(duì)玉米醇溶蛋白進(jìn)行改性，利用其所具有的較強(qiáng)的滲透和溶解能力，使亞臨界水與玉米醇溶蛋白大分子充分接觸并作用于玉米醇溶蛋白，對(duì)其進(jìn)行分子改性。同時(shí)，亞臨界水具有超高的溫度，使蛋白質(zhì)發(fā)生一系列的非定向變性，這些變性可能就是造成玉米醇溶蛋白溶解性提高的原因。使用亞臨界水對(duì)玉米醇溶蛋白進(jìn)行分子改性，不但是綠色、節(jié)能的一種新方法，而且有助于玉米醇溶蛋白溶解性的提高，使亞臨界水的工藝、設(shè)備、經(jīng)濟(jì)和效率都能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種亞臨界水改性提高玉米醇溶蛋白溶解性的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將玉米醇溶蛋白粉碎后過(guò)100目篩，將其投入亞臨界反應(yīng)釜中，按照料液比為1:60-100（g/ml）泵入去離子水，控制釜壓4-20mpa，處理時(shí)間20-120min，處理溫度110-170℃，得到玉米醇溶蛋白亞臨界水液。

（2）將步驟（1）得到的亞臨界水液冷卻，過(guò)濾，殘?jiān)凑詹襟E（1）重復(fù)處理1次，過(guò)濾后，合并兩次亞臨界水液。

（3）將兩次亞臨界水液減壓濃縮至小體積后，得到濃縮液，將其與萃取后不溶性玉米醇溶蛋白混合。

（4）將步驟（3）得到的混合蛋白真空冷凍干燥，即為具有較高溶解性的玉米醇溶蛋白成品。

本發(fā)明的有益效果：

（1）該方法利用亞臨界水對(duì)玉米醇溶蛋白進(jìn)行改性處理，充分利用了亞臨界水的滲透和溶解能力，使亞臨界水與玉米醇溶蛋白充分接觸并對(duì)其內(nèi)部大分子進(jìn)行改性。同時(shí)利用亞臨界水所具備的高熱能，提高去離子水的浸透溫度，進(jìn)而增大亞臨界水對(duì)玉米醇溶蛋白的改性效率。

（2）本發(fā)明利用較低的料液比在亞臨界水的環(huán)境下對(duì)玉米醇溶蛋白進(jìn)行改性處理，充分利用了亞臨界反應(yīng)釜的空間利用率，并且亞臨界反應(yīng)釜的容積設(shè)計(jì)不需要太大，這使亞臨界水的用量和耗能都大大降低，設(shè)備造價(jià)和運(yùn)行成本都很低。

（3）本發(fā)明在不添加任何化學(xué)試劑的條件下即可對(duì)玉米醇溶蛋白進(jìn)行修飾改性并達(dá)到所需要的理想效果。是真正意義上的綠色、無(wú)污染、低耗能的蛋白質(zhì)修飾改性方法。

（4）本發(fā)明不僅提高了亞臨界反應(yīng)釜的空間利用率，大大降低亞臨界水的用量和耗能，而且所得處理過(guò)的玉米醇溶蛋白的溶解性優(yōu)于未經(jīng)處理的玉米醇溶蛋白的溶解性，使得亞臨界水改性玉米醇溶蛋白的工藝、設(shè)備、經(jīng)濟(jì)和效率都能夠符合工業(yè)化加工的需求。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

其次，此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。

本發(fā)明中溶解性的測(cè)定采用福林酚法進(jìn)行測(cè)定，利用牛血清蛋白（bsa）作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

實(shí)施例1

取玉米醇溶蛋白1g，泵入30ml去離子水于亞臨界反應(yīng)釜中，控制亞臨界反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為4mpa，反應(yīng)溫度為110℃，在亞臨界水下反應(yīng)20min，倒出反應(yīng)液，冷卻。然后加入同等體積的去離子水，相同亞臨界水的條件下反應(yīng)20min，倒出反應(yīng)液與第一次傾出的反應(yīng)液混勻，將混合液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行減壓濃縮，將濃縮液與不溶性蛋白混合，于冷凍干燥機(jī)中將樣品凍干為粉末，備用。取0.5g玉米粉在30ml去離子水中進(jìn)行溶解，5000r/min離心10min取上清液，利用福林酚法測(cè)得其溶解度為366.56μg/ml。

實(shí)施例2

取玉米醇溶蛋白1g，泵入30ml去離子水于亞臨界反應(yīng)釜中，控制亞臨界反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為20mpa，反應(yīng)溫度為170℃，在亞臨界水下反應(yīng)120min，倒出反應(yīng)液，冷卻。然后加入同等體積的去離子水，相同亞臨界水的條件下反應(yīng)120min，倒出反應(yīng)液與第一次傾出的反應(yīng)液混勻，將混合液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行減壓濃縮，將濃縮液與不溶性蛋白混合，于冷凍干燥機(jī)中將樣品凍干為粉末，備用。取0.5g玉米粉在40ml去離子水中進(jìn)行溶解，5000r/min離心10min取上清液，利用福林酚法測(cè)得其溶解度為666.23μg/ml。

實(shí)施例3

取玉米醇溶蛋白1g，泵入50ml去離子水于亞臨界反應(yīng)釜中，控制亞臨界反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為8mpa，反應(yīng)溫度為120℃，在亞臨界水下反應(yīng)20min，倒出反應(yīng)液，冷卻。然后加入同等體積的去離子水，相同亞臨界水的條件下反應(yīng)20min，倒出反應(yīng)液與第一次傾出的反應(yīng)液混勻，將混合液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行減壓濃縮，將濃縮液與不溶性蛋白混合，于冷凍干燥機(jī)中將樣品凍干為粉末，備用。取0.5g玉米粉在30ml去離子水中進(jìn)行溶解，5000r/min離心10min取上清液，利用福林酚法測(cè)得其溶解度為408.76μg/ml。

實(shí)施例4

取玉米醇溶蛋白1g，注入60ml去離子水于亞臨界反應(yīng)釜中，控制亞臨界反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為5mpa，反應(yīng)溫度為130℃，在亞臨界水下反應(yīng)20min，倒出反應(yīng)液，冷卻。然后加入同等體積的去離子水，相同亞臨界水的條件下反應(yīng)20min，倒出反應(yīng)液與第一次傾出的反應(yīng)液混勻，將混合液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行減壓濃縮，將濃縮液與不溶性蛋白混合，于冷凍干燥機(jī)中將樣品凍干為粉末，備用。取0.5g玉米粉在30ml去離子水中進(jìn)行溶解，5000r/min離心10min取上清液，利用福林酚法測(cè)得其溶解度為325.17μg/ml。

實(shí)施例5

取玉米醇溶蛋白1g，注入60ml去離子水于亞臨界反應(yīng)釜中，控制亞臨界反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為5mpa，反應(yīng)溫度為120℃，在亞臨界水下反應(yīng)30min，倒出反應(yīng)液，冷卻。然后加入同等體積的去離子水，相同亞臨界水的條件下反應(yīng)30min，倒出反應(yīng)液與第一次傾出的反應(yīng)液混勻，將混合液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行減壓濃縮，將濃縮液與不溶性蛋白混合，于冷凍干燥機(jī)中將樣品凍干為粉末，備用。取0.5g玉米粉在30ml去離子水中進(jìn)行溶解，5000r/min離心10min取上清液，利用福林酚法測(cè)得其溶解度為393.05μg/ml。

取玉米醇溶蛋白1g，注入60ml去離子水于亞臨界反應(yīng)釜中，控制亞臨界反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為5mpa，反應(yīng)溫度為120℃，在亞臨界水下反應(yīng)70min，倒出反應(yīng)液，冷卻。然后加入同等體積的去離子水，相同亞臨界水的條件下反應(yīng)70min，倒出反應(yīng)液與第一次傾出的反應(yīng)液混勻，將混合液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行減壓濃縮，將濃縮液與不溶性蛋白混合，于冷凍干燥機(jī)中將樣品凍干為粉末，備用。取0.5g玉米粉在30ml去離子水中進(jìn)行溶解，5000r/min離心10min取上清液，利用福林酚法測(cè)得其溶解度為480.79μg/ml。

對(duì)比例

未經(jīng)亞臨界水處理的原蛋白，取0.5g泵入去離子水30ml進(jìn)行溶解，5000r/min離心10min取上清液，利用福林酚法測(cè)得其溶解度為288.74μg/ml。

本發(fā)明通過(guò)目前被認(rèn)為是最優(yōu)選和最實(shí)際的實(shí)施例描述，應(yīng)當(dāng)能被理解的是，本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施例。相反，其目的是涵蓋隨附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效安排，其范圍是給予最廣泛的解釋，以包含在法律下允許的所有這樣的修改和同等結(jié)構(gòu)。