專利名稱：：一種大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及乳化劑領域，具體涉及一種大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑及其制備方法。
背景技術：
：目前食品工業使用的乳化劑主要分為兩種類型小分子乳化劑(包括天然磷脂和人工合成的小分子乳化劑)和天然高分子乳化劑(主要是蛋白質如酪朊酸鈉、乳清粉等)。人工合成的小分子乳化劑因存在安全性問題而逐漸受到限制，而且在乳制品中，小分子乳化劑對乳制品的脂肪滴的穩定產生負面的影響。天然乳化劑如卵磷脂的成本太高，蛋白質的表面活性受水相的PH值、離子強度、溫度等因素的強烈影響。大多數食品蛋白質的等電點在pH4.0-5.5的范圍，在此條件下蛋白質的溶解性急劇下降，從而造成其表面活性的損失；食品中存在的較高濃度的食鹽也降低了蛋白質的溶解度，使水相中的蛋白質發生聚集和沉淀，進而降低了蛋白質的表面活性；適度的熱處理使蛋白質分子發生部分的可逆或不可逆的變性，顯著提高了蛋白質的表面活性，但是過度的熱處理(如滅菌操作的條件下)使蛋白質完全變性，甚至發生分子間的聚集和聚合，造成蛋白質表面活性的下降或喪失。已有許多專利和文獻研究對蛋白質進行物理改性(熱處理、高壓處理等)、化學改性(乙酰化、琥珀酰化、磷酸化等)和酶改性處理。然而目前還沒有工業化的產品問世。日本學者Kato報道了通過Maillard反應而不添加任何化學試劑能使蛋白質中的ε-氨基基團和多糖中的還原末端羰基發生共價鍵合而制備卵清蛋白-葡聚糖共聚物。這種共聚物的乳化性可以和商品乳化劑的乳化特性相比，而且在高鹽濃度和酸性PH值下的乳化穩定性比商品乳化劑的乳化穩定性高。Nakamura報道溶菌酶與葡聚糖的共價共聚物具有比卵清蛋白-葡聚糖共聚物更好的乳化特性，并且發現這種可溶性的葡聚糖共聚物賦予溶菌酶既對革蘭氏陰性細菌有作用又對革蘭氏陽性細菌有作用的雙重抗菌活性。溶菌酶與瓜爾豆膠酶水解物的共聚物也表現出極好的乳化特性和抗菌活性。目前的研究存在兩個問題一是蛋白質的來源受到限制，造成產品的成本偏高；二是多糖的分子量太大，與蛋白質間的相容性較差，蛋白質與多糖聚合不完全。
發明內容本發明的目的在于根據現有技術的不足，提供一種生產成本低、能經受高溫熱處理、高鹽濃度和酸性ρΗ值條件的大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑。本發明另一目的在于提供上述大豆蛋白_半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的制備方法。本發明上述目的通過以下技術方案予以實現一種大豆蛋白_半乳甘露聚糖聚合物乳化劑，其組分為大豆分離蛋白和半乳甘露聚糖。兩個組分的量按照質量百分數計如下大豆分離蛋白3070%，半乳甘露聚糖7030%。作為一種優選方案，本發明大豆蛋白_半乳甘露聚糖聚合物乳化劑包含如下按質量百分數計的組分大豆分離蛋白4060%，半乳甘露聚糖6040%。其中，所述半乳甘露聚糖的平均分子量為72.6ku389.lku，優選101.Iku207.lku。本發明大豆蛋白_半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的制備方法為(1)半乳甘露聚糖的制備將瓜爾豆膠溶解得到12襯％的溶解液，加入濃度為0.040.lmol/L的鹽酸，加熱水解，水解完畢后迅速冷卻至室溫，用5mol/LNa0H調pH至中性，將瓜爾豆膠溶液透析，透析后的溶液經冷凍干燥粉碎后制得半乳甘露聚糖；(2)大豆分離蛋白的溶解將蛋白質按210襯％的濃度分散在水中，室溫攪拌；(3)將步驟⑴和⑵所得物質以1121的質量比配成總濃度為2IOwt%的溶液，調節pH為8，冷凍干燥后經粉碎、混勻，恒溫恒濕條件下處理310天，即得乳化劑。作為一種優選方案，本發明大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的制備方法為(1)半乳甘露聚糖的制備將瓜爾豆膠加入到80°C的IL蒸餾水中溶解得到12wt%的溶解液，然后加入50ml濃度為lmol/L的鹽酸，使鹽酸在溶液中的最終濃度為0.05mol/L，在8095°C下水解20120min，水解完畢后迅速冷卻至室溫，用5mol/LNa0H調節PH為7，將瓜爾豆膠溶解液在4°C下透析48h，透析后的溶液經冷凍干燥粉碎，制得半乳甘露聚糖；(2)大豆分離蛋白的溶解將蛋白質按48襯％的濃度分散在水中，室溫攪拌；(3)將步驟(1)和⑵所得物質以11的質量比配成總濃度為4wt%的溶液，調節PH為8，冷凍干燥后經粉碎、混勻，恒溫恒濕條件下處理6天，即得乳化劑。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果本發明主要通過鹽酸水解瓜爾豆膠，制備合適分子量的半乳甘露聚糖，采用的瓜爾豆膠和大豆分離蛋白都為食品級原料，且易于獲得，大大降低原料成本；聚合物的制備是在低于蛋白質的變性溫度和不加任何化學試劑的溫和條件下進行，設備投入較小，生產過程中的廢水只需除掉小分子量糖后即可達到排放標準，屬于“綠色加工”工藝；本發明制備的乳化劑在經受熱處理、高鹽濃度、酸性PH等食品加工條件下都有良好的乳化性能，比單純的蛋白質乳化劑的應用范圍更廣。具體實施例方式以下結合實施例來進一步解釋本發明，但實施例并不對本發明做任何形式的限定。實施例1將瓜爾豆膠以Iwt%的濃度邊攪拌邊緩慢加入到80°C的IL蒸餾水中，待其溶解完全后加入50mL濃度為lmol/L的鹽酸，使瓜兒豆膠溶液中鹽酸的濃度約為0.05mol/L，在80°C下分別水解瓜兒豆膠80min。水解完畢后，迅速冷卻至室溫，用5mol/LNaOH調至pH7，將瓜爾豆膠溶液用透析袋分裝，4°C透析48h除去小分子糖類，透析后的溶液經冷凍干燥粉碎后放置干燥器備用。經凝膠滲透色譜測定制得的半乳甘露聚糖平均分子量為101.lku。大豆分離蛋白的溶解將蛋白質按4wt%的濃度分散在水中，室溫攪拌水化2h。將大豆分離蛋白與半乳甘露聚糖以11的質量比例配成4%(w/v)的溶液，調pH8，冷凍干燥后經粉碎、混勻，于60°C、相對濕度75%的恒溫恒濕條件下處理6天即制得共聚物乳化劑。實施例2將瓜爾豆膠以Iwt%的濃度邊攪拌邊緩慢加入到80°C的IL蒸餾水中，待其溶解完全后加入50mL濃度為lmol/L的鹽酸，使瓜兒豆膠溶液中鹽酸的濃度約為0.05mol/L，在80°C下分別水解瓜兒豆膠20min。水解完畢后，迅速冷卻至室溫，用5mol/LNaOH調至pH7，將瓜爾豆膠溶液用透析袋分裝，4°C透析48h除去小分子糖類，透析后的溶液經冷凍干燥粉碎后放置干燥器備用。經凝膠滲透色譜測定制得的半乳甘露聚糖平均分子量為389.lku。大豆分離蛋白的溶解將蛋白質按4wt%的濃度分散在水中，室溫攪拌水化2h。將大豆分離蛋白與半乳甘露聚糖以12的質量比例配成4%(w/v)的溶液，調pH8，冷凍干燥后經粉碎、混勻，于60°C、相對濕度75%的恒溫恒濕條件下處理7天即制得共聚物乳化劑。實施例3將瓜爾豆膠以Iwt%的濃度邊攪拌邊緩慢加入到80°C的IL蒸餾水中，待其溶解完全后加入50mL濃度為lmol/L的鹽酸，使瓜兒豆膠溶液中鹽酸的濃度約為0.05mol/L，在80°C下分別水解瓜兒豆膠60min。水解完畢后，迅速冷卻至室溫，用5mol/LNaOH調至pH7，將瓜爾豆膠溶液用透析袋分裝，4°C透析48h除去小分子糖類，透析后的溶液經冷凍干燥粉碎后放置干燥器備用。經凝膠滲透色譜測定制得的半乳甘露聚糖平均分子量為164.6ku。大豆分離蛋白的溶解將蛋白質按4wt%的濃度分散在水中，室溫攪拌水化2h。將大豆分離蛋白與半乳甘露聚糖以21的質量比例配成4%(w/v)的溶液，調pH8，冷凍干燥后經粉碎、混勻，于60°C、相對濕度75%的恒溫恒濕條件下處理9天即制得共聚物乳化劑。實施例4制得的乳化劑乳化性能測定乳化活性的測定將共聚物乳化劑按0.3%(w/v)的濃度分散于20mL蒸餾水中(50ml量杯內)，然后加入5mL玉米油，4°C冰箱水化過夜，回復到室溫后用分散均質機以固定轉速高速剪切均質lmin，制備乳濁液。立即從乳濁液的底部吸取100μL乳濁液，迅速分散于IOmL0.Iwt%的十二烷基硫酸鈉溶液中，于500nm波長下測定該稀釋液的吸光度慫。Atl正比于乳濁液液滴的界面面積。Atl越大，則蛋白質的乳化活性越高。乳化穩定性的測定將制備的乳濁液靜置30min后從底部取100μL乳濁液，迅速分散于IOmLO.Iwt%十二烷基硫酸鈉溶液中，于500nm波長下測吸光度A3(l。乳化穩定性計算公式ES3(I=A30/A0X100%,ES30表示乳濁液制備后放置30min的穩定性。本發明制得的乳化劑與商業乳化劑酪朊酸鈉的乳化性質比較實例表1中性和酸性pH條件下共聚物、酪朊酸鈉及大豆蛋白乳化性質比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表290°C熱處理6min時共聚物、酪朊酸鈉及大豆蛋白乳化性質比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表30.3mol/LNaCl時共聚物、酪朊酸鈉及大豆蛋白乳化性質比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表13可見，本發明制得的乳化劑在酸性pH、長時間的熱處理及高鹽環境條件下都具有優良的乳化性質。權利要求一種大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑，其特征在于所述乳化劑包含如下按質量百分數計的組分大豆分離蛋白30～70％，半乳甘露聚糖70～30％。2.根據權利要求1所述大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑，其特征在于所述乳化劑包含如下按質量百分數計的組分大豆分離蛋白4060%，半乳甘露聚糖6040%。3.根據權利要求2所述大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑，其特征在于所述半乳甘露聚糖的平均分子量為72.6ku389.lku。4.根據權利要求3所述大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑，其特征在于所述半乳甘露聚糖的平均分子量為101.Iku207.lku。5.權利要求14中任意一條權利要求所述大豆蛋白_半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)半乳甘露聚糖的制備將瓜爾豆膠溶解得到12襯％的溶解液，加入濃度為0.040.lmol/L的鹽酸，加熱水解，水解完畢后迅速冷卻至室溫，用5mol/LNaOH調pH至中性，將瓜爾豆膠溶液4°C透析，透析后的溶液經冷凍干燥粉碎后制得半乳甘露聚糖；(2)大豆分離蛋白的溶解將蛋白質按210襯％的濃度分散在水中，室溫攪拌；(3)將步驟⑴和⑵所得物質以1121的質量比配成總濃度為210wt%的溶液，調節PH為8，冷凍干燥后經粉碎、混勻，恒溫恒濕條件下處理310天，即得乳化劑。6.根據權利要求5所述大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的制備方法，其特征在于步驟(1)中，所述瓜爾豆膠加熱水解的時間為20120min，水解溫度為8095°C。步驟(2)中的蛋白質分散在水中的濃度為48%。7.根據權利要求5所述大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的制備方法，其特征在于步驟(1)中，所述鹽酸的濃度為0.05mol/L。8.根據權利要求5所述大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的制備方法，其特征在于步驟(2)中，所述蛋白質分散在水中的濃度為48wt%。全文摘要本發明公開了一種大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑及其制備方法。本發明食品乳化劑包含如下按質量百分數計的組分大豆分離蛋白30～70％，半乳甘露聚糖70～30％。本發明大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的生產成本低，能經受高溫熱處理、高鹽濃度和酸性pH值條件，具有天然、無毒的優點；本發明大豆蛋白-半乳甘露聚糖聚合物乳化劑的制備方法為綠色加工，制備過程不會產生有害物質，有利于環境保護。文檔編號A23L1/305GK101803742SQ20101010592公開日2010年8月18日申請日期2010年1月29日優先權日2010年1月29日發明者徐金瑞,梁潔,胡坤,高永清,黃建蓉申請人:廣東藥學院