高乳化活性大豆分離蛋白的加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高乳化活性大豆分離蛋白的加工方法。
【背景技術】
[0002]大豆分離蛋白是一種高純度大豆蛋白產品，具有廣泛的乳化性、溶解性、持水性、持油性、發泡性、凝膠性等功能特性。乳化性是大豆分離蛋白特別重要的一種功能特性，在焙烤、冷凍、湯類等食品中起到賦予制品特定結構，改善口感等重要作用。但現有大豆分離蛋白乳化性并不是太高，因此需要對原有的大豆分離蛋白有針對性的進行改性，以改善其專用功能特性，拓寬其應用。常規蛋白改性方法有物理法、化學法、酶法。其中，化學法改性反應時間較短、成本較低，設備要求不高，且改性效果最顯著，因此，化學改性仍是當前蛋白質改性的主要手段。常用于改善大豆分離蛋白乳化性的化學改性有糖基化、酰化、脫酰胺、共價交聯和磷酸化等。由于糖基化過程中不需要添加任何化學試劑，僅加熱就能自發進行，屬于“綠色加工工藝”，是提高蛋白功能特性的有效手段之一。糖基化改性機理是將碳水化合物以共價鍵與蛋白質分子上的α或ε氨基相連接形成糖基化蛋白的化學反應，從而改善蛋白的功能特性。目前，糖基化改性主要有干熱法和濕熱法。濕法工藝是在液相條件下進行，優點是產品雜質少，質量穩定，缺點是有一定的污水排出，要對產出的污水進行處理，設備投資大，能耗高，成本較高。干法是在固相條件下進行，操作簡便、能耗低、污染小，缺點是反應體系不均勻，產品質量不穩定，反應效率低。半干法工藝體系含水量介于濕法和干法之間，具備濕法和干法工藝的優點，能夠解決干法反應不均勻的問題，提高反應效率，生產過程無污水產生。半干法工藝在淀粉改性方面已得到廣泛應用，但在大豆蛋白糖基化改性方面還未得到應用。因此，本文針對大豆分離蛋白糖基化改性目前存在的問題，采用半干法對其進行改性，旨在為大豆蛋白改性提供新的方法，進一步推動蛋白行業的發展。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種高高乳化活性大豆分離蛋白的加工方法。
[0004]本發明的技術方案是:高乳化活性大豆分離蛋白的加工方法，包括以下步驟:將大豆分離蛋白粉及麥芽糊精按照在大豆蛋白10-60%、麥芽糊精35-45%、水為15-45%于高效混合器中混合，通過進液口慢速均勻的加入15~27%去離子水，攪拌均勻后，置于干法反應器中反應，、反應溫度為60-70°C、反應時間為7-8.5h，反應結束后自然風干，產品切碎，過100目篩，得到高乳化活性產品。
[0005]本發明所述的大豆分離蛋白中蛋白質質量分數90.7%，脂肪質量分數0.79%，灰分質量分數2.71%，水分質量分數5.80%麥芽糊精的含水量為5.7%。
[0006]、單因素試驗
麥芽糊精添加量對大豆分離蛋白乳化特性的影響:以大豆分離蛋白為基數，試驗設置添加大豆分離蛋白質量分數為10%、20%、30%、40%、50%、60%七個水平，替代大豆分離蛋白的用量。
[0007]體系含水量對大豆分離蛋白乳化特性的影響:試驗設置體系含水量10%、12%、14%、16%、18%、20%、22% 七個水平。
[0008]反應溫度對大豆分離蛋白乳化特性的影響:試驗設置反應溫度30、40、50、60、70、80、90 °C七個水平。
[0009]反應時間對大豆分離蛋白乳化特性的影響:試驗設置反應時間2、4、6、8、10、12、14h七個水平。
[0010]以上試驗在研究某一因素對大豆分離蛋白乳化特性影響時，其它因素均保持在同一水平，乳化活性和乳化穩定性為考核指標。
[0011]、優化試驗
在單因素試驗基礎上，采用響應面法，選取麥芽糊精添加量(XI)、體系含水量(X2)、反應溫度(X3)和反應時間(X4)作為變量，以乳化活性(Yl)和乳化穩定性(Y2)作為響應值，設計因素五水平，利用Design Expert統計軟件對數據進行分析，根據模型預測最佳工藝條件并進行驗證。
[0012]乳化特性的測定
取1mL蛋白質反應液與2mL大豆油混合，放入40mL離心管中在機械乳化機中乳化2min( 13500r/min)，將乳化液迅速倒入25mL的小燒杯中。取陽電固定在離燒杯底部0.5cm處，取50 μ L的乳化液與1mL0.1%的SDS混合，在500nm處測定，用0.1%的SDS作為空白對照。
[0013]乳化活性(EAI)=2X2.303XA0XN/cX (1-Φ) XlO4 乳化穩定性(ESI) = (A1/ A0) X 100%
式中:N，稀釋倍數；c，乳化液形成前蛋白質水溶液中蛋白質濃度(g/mL) ;Φ，乳化液中有的體積分數(L/ L)。
[0014]麥芽糊精添加量對大豆分離蛋白乳化特性的影響
固定體系含水量14%、反應溫度50°C、反應時間6h，麥芽糊精添加量對大豆分離蛋白乳化特性的影響，如圖1所示。隨著麥芽糊精添加量的不斷增加，大豆分離蛋白的乳化活性、乳化穩定性不斷增加。當麥芽糊精添加量為40%時，乳化活性和乳化穩定性分別達到最大值57.2mL/g，82.5%;但麥芽糊精添加量超過40%時，大豆分離蛋白的乳化活性、乳化穩定性反而有所下降。
[0015]這是由于隨著麥芽糊精添加量的增加，增強了蛋白質的親水性，不同程度地促進了大豆蛋白球狀分子的伸展，疏水基團不斷暴露，同時由于麥芽糊精的增稠作用，使伸展的大豆蛋白分子處于較為穩定的狀態，從而使復合物的乳化活性和乳化穩定性也隨之增加，但麥芽糊精添加量過多，形成的復合物的親水性過大，就會降低其乳化特性。
[0016]體系含水量對大豆分離蛋白乳化特性的影響
固定麥芽糊精添加量40%、反應溫度50°C、反應時間6h，體系含水量對大豆分離蛋白乳化特性的影響，如圖2所示。在體系含水量10%_18%范圍內，大豆分離蛋白的乳化活性、乳化穩定性隨體系含水量的不斷增加而增加，體系含水量超過18%時反而有所降低。這主要是由于隨著體系含水量的增加，提高了大豆蛋白的多肽鏈的移動性和柔性，加速了蛋白質和麥芽糊精之間的作用，有利于反映的進行。但體系含水量超過18%，過高的含水量會增加蛋白分子或者麥芽糊精分子的空間位阻，減少分子間的碰撞概率，影響反應活性點的暴露程度和聚集狀態，不利于反應的進行。
[0017]反應溫度對大豆分離蛋白乳化特性的影響
固定麥芽糊精添加量40%、體系含水量18%、反應時間6h，反應溫度對大豆分離蛋白乳化特性的影響，如圖3所示。、大豆分離蛋白的乳化特性隨著反應時間的增加呈現出先增大后減小的趨勢，反應溫度為70°C時，大豆分離蛋白的乳化活性和乳化穩定性分別達到最大值，這可能是由于反應溫度在30-70°C范圍內時，隨著反應溫度的升高，大豆分離蛋白與麥芽糊精共價交聯的速度加快，蛋白的結構展開，提高了大分子的表面活性，從而提高其乳化活性和乳化穩定性，然而當反應溫度超過70°C時，繼續升高溫度勢必加快蛋白的變性，共價復合物的界面活性降低，從而降低大豆蛋白-多糖共價復合物的乳化特性，因此，選擇最佳的反應溫度為70°C。
[0018]反應時間對大豆分離蛋白乳化特性的影響
固定麥芽糊精添加量40%、體系含水量18%、反應溫度70°C，反應時間對大豆分離蛋白乳化特性的影響，如圖4所示。在反應時間2-8 h范圍內，大豆分離蛋白的乳化活性隨著反應時間的不斷增加而增加，若反應時間超過8 h，大豆分離蛋白的乳化活性隨著反應時間的不斷增加而有所減少。在蛋白與多糖反應過程的初始階段，大豆蛋白中的游離氨基不可能一下子暴露在分子表面，隨著反應時間的增加，蛋白質結構展開，多糖與蛋白受熱逐步共價結合，形成的大豆蛋白-多糖共價復合物逐漸增加，乳化活性也逐漸升高；隨著反應時間的繼續增加，反應體系內游離的蛋白氨基和多糖醛輕基減少，反應速度減緩，同時蛋白質變性逐漸增強，蛋白與多糖反應產物增加產生的影響低于蛋白質變性的影響，乳化活性和乳化穩定性逐漸降。因此，選擇最佳的反應時間為8 h。
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