阅读说明：本技术 一种高吸油、高乳化及低温胶凝的蛋白配料制备方法 (Preparation method of protein ingredient with high oil absorption, high emulsification and low-temperature gelation ) 是由 赵新淮 杨钰菲 王丽 张强 迟恩忠 于 2020-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种新型蛋白配料的制备方法,特别涉及一种高吸油、高乳化及低温胶凝的蛋白配料制备方法,属于食品加工技术领域。一种新型高吸油、高乳化及低温胶凝的蛋白配料制备步骤如下：(1)配制浓度为62.5克/升的乳清分离蛋白溶液,调节溶液的pH值为7.0；(2)向配制的乳清分离蛋白溶液中加入辣根过氧化物酶、葡萄糖氧化酶和葡萄糖,充分混合后得到混合物,控制混合物中乳清分离蛋白的最终浓度为50克/升。该方法制备的新型乳清蛋白配料,制备工艺过程简单,条件温和,安全无毒,具有高吸油性、高乳化性及低温胶凝的特点。本发明为新型食品配料乳清蛋白的开发提供了新的加工方法。(The invention relates to a preparation method of a novel protein ingredient, in particular to a preparation method of a protein ingredient with high oil absorption, high emulsification and low-temperature gelatinization, belonging to the technical field of food processing. The preparation method of the novel protein ingredient with high oil absorption, high emulsification and low-temperature gelatinization comprises the following steps: (1) preparing a whey protein isolate solution with the concentration of 62.5 g/L, and adjusting the pH value of the solution to 7.0; (2) and adding horseradish peroxidase, glucose oxidase and glucose into the prepared whey protein isolate solution, fully mixing to obtain a mixture, and controlling the final concentration of the whey protein isolate in the mixture to be 50 g/L. The novel whey protein ingredient prepared by the method has the characteristics of simple preparation process, mild conditions, safety and no toxicity, and has high oil absorption, high emulsibility and low-temperature gelation. The invention provides a new processing method for the development of novel food ingredient whey protein.)

一种高吸油、高乳化及低温胶凝的蛋白配料制备方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，尤其涉及一种高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法。

背景技术

乳清蛋白是优质的动物源蛋白，在欧美国家食用干酪的饮食文化里，干酪制造过程中，有大量的乳清被分离出来。乳清的确切组成取决于牛奶的来源和制造过程，来源广泛、价格低廉。乳清蛋白作为乳中的成分之一，不仅具有极高的营养价值，还具有多样的功能特性(比如乳化、成膜等)，被广泛应用于食品工业中重要成分或者添加基料。如今对于乳清蛋白的研究从基本性质到结构组成，天然的乳清蛋白已经不能满足加工的要求和消费者的多元化要求。因此，天然蛋白的改造成了目前研究的一个方向。

蛋白质改性是食品研究的热点之一。蛋白质改性是通过一系列方法影响蛋白质的组成、分子结构、聚集状态及空间构象，进而达到影响改善蛋白质功能性质的目的。常见的蛋白质改方法为酶法改性、化学改性、物理改性和基因工程改性。一般通过酶法改性会使蛋白质分子发生不同程度的水解或交联。酶法改性区别于一般化学改性，若使用酶法代替化学修饰，优势是具有更高的特异性，可以减少有毒副产物的产生。

不同功能特性的蛋白质可以作为食品配料应用于不同用途的食品生产中。单纯的蛋白质在自身的功能特性有多方面的优势，但还不够完善，改性的蛋白质不仅满足了生产加工的需要，也满足了消费者对于食品多角度的需求。大量研究表明，可通过适量修饰来影响蛋白质的功能性质的表达。例如，用转谷氨酰胺酶和酪氨酸酶交联燕麦和蚕豆蛋白，改善了胶体稳定性和发泡性能；把转谷氨酰胺酶改性的乳清蛋白浓缩物用于酸乳中，增加了酸乳的感官黏度和凝胶强度；辣根过氧化物酶可促使乳清蛋白中的β-乳球蛋白发生交联从而导致蛋白聚合体生成。本研究利用双酶系(辣根过氧化物酶和葡萄糖氧化酶)对乳清蛋白直接进行交联修饰，用双氧化酶先后处理的对照配料和未处理蛋白配料为双对照，制备一种高吸油、高乳化及低温胶凝的蛋白配料，为蛋白质修饰技术新方法的开发提供初步依据，为优质食品配料的生产制备提供理论支持。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是:一种高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，包含以下步骤：

步骤一：配制浓度为62.5克/升的乳清分离蛋白溶液。

步骤二：向配制的乳清分离蛋白溶液中加入辣根过氧化物酶、葡萄糖氧化酶和葡萄糖，充分混合后得到混合物。

步骤三：调节混合物的pH值。

步骤四：将混合物于一定温度、一定反应时间下进行修饰反应。

步骤五：反应完成后，将混合物样品进行灭酶处理。

步骤六：将灭酶处理后的样品冷却至室温，真空冷冻干燥处理，即得一种高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料。

优选地，步骤一中乳清分离蛋白溶液的pH值为7.0。

优选地，步骤二中辣根过氧化物酶添加量为200酶活力单位/克蛋白质。

优选地，步骤二中葡萄糖氧化酶添加量为6酶活力单位/克蛋白质。

优选地，步骤二中葡萄糖添加量为0.05毫摩尔/克蛋白质。

优选地，步骤二中控制混合物中乳清分离蛋白的最终浓度为50克/升。

优选地，步骤三中调节混合物的pH值为7.0。

优选地，步骤四中修饰反应的温度为37℃，修饰反应时间为3小时。

优选地，步骤五中混合物样品的灭酶处理条件为85℃下灭酶10分钟。

优选地，步骤六中真空冷冻干燥处理，真空度为0.01毫帕至0.5毫帕,干燥时间为8小时至18小时,冷阱温度为-72℃至-45℃。

本发明获得的新型蛋白质配料，与一个对照配料和一个未处理乳清蛋白相比，具有更高吸油性、更高乳化性及更低的凝胶温度。

本发明与现有的技术相比，具有的有益效果是：

(1)本发明所用原料乳清分离蛋白，不仅来源广泛、价格低廉，更具有极高的营养价值，能够满足不同种类人群的需求。

(2)本发明所涉及的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，整个过程中系统内是安全绿色的，没有添加有毒有害物质，无有毒有害物质生成，也没有不可控的中间产物生成。制备工艺过程简单，条件温和。

(3)本发明给出了高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料的具体制备过程，为该蛋白质配料的生产提供了工艺参数。

(4)所涉及的新型乳清蛋白具有高吸油性、高乳化性及低温胶凝性，为改善蛋白质性质提供新方向，为酶法改性提供新思路。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将实施例描述中所需要的附图简单的介绍。

图1是本发明的一种高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法流程图；

图2是本发明的双酶系交联对乳清蛋白中相对二酪氨酸含量影响的柱状图；

图3是本发明的三种乳清蛋白分散液的弹性模量散点图；

图4是本发明的三种乳清蛋白分散液的黏性模量散点图；

图5是本发明的三种乳清蛋白凝胶过程中弹性模量表现变化的散点图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但并不局限于此，凡对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：本实施方式中高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，包含以下步骤：

步骤一：配制浓度为62.5克/升的乳清分离蛋白溶液。

步骤二：向配制的乳清分离蛋白溶液中加入辣根过氧化物酶、葡萄糖氧化酶和葡萄糖，充分混合后得到混合物。

步骤三：调节混合物的pH值。

步骤四：将混合物于一定温度、一定反应时间下进行修饰反应。

步骤五：反应完成后，将混合物样品进行灭酶处理。

步骤六：将灭酶处理后的样品冷却至室温，真空冷冻干燥处理，即得一种高吸油、高乳化及低温胶凝的蛋白配料。

具体实施方式二：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤一中乳清分离蛋白溶液的pH值为7.0。

具体实施方式三：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤二中辣根过氧化物酶添加量为200酶活力单位/克蛋白质。

具体实施方式四：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤二中葡萄糖氧化酶添加量为6酶活力单位/克蛋白质。

具体实施方式五：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤二中葡萄糖添加量为0.05毫摩尔/克蛋白质。

具体实施方式六：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤二中控制混合物中乳清分离蛋白的最终浓度为50克/升。

具体实施方式七：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤三中调节混合物的pH值为7.0。

具体实施方式八：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤四中修饰反应的温度为37℃，修饰反应时间为3小时。

具体实施方式九：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤五中混合物样品的灭酶处理条件为85℃下灭酶10分钟。

具体实施方式十：具体实施方式一所述的高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料制备方法，步骤六中真空冷冻干燥处理，真空度为0.01毫帕至0.5毫帕, 干燥时间为8小时至18小时,冷阱温度为-72℃至-45℃。

实施例1

本实施例记载的是通过双酶系制得一种高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料，所述的制备步骤包括：

步骤一：配制浓度为62.5克/升的乳清分离蛋白溶液，调节溶液的pH值为7.0。

步骤二：向配制的乳清分离蛋白溶液中加入辣根过氧化物酶、葡萄糖氧化酶和葡萄糖，充分混合后得到混合物，控制混合物中乳清分离蛋白的最终浓度为50 克/升。辣根过氧化物酶和葡萄糖氧化酶添加量分别为200酶活力单位/克蛋白质和 6酶活力单位/克蛋白质，葡萄糖添加量为0.05毫摩尔/克蛋白质。

步骤三：调节混合物的pH值为7.0。

步骤四：将混合物于37℃下反应3小时。

步骤五：反应完成后，将混合物样品于85℃下灭酶10分钟。

步骤六：将灭酶处理后的样品冷却至室温，真空冷冻干燥处理，真空度为0.01 毫帕至0.5毫帕,干燥时间为8小时至18小时,冷阱温度为-72℃至-45℃，即得产物。测定产物的性能。

本实施例性能测定:

蛋白质交联程度的测定:采用荧光分光光度计测量样品的相对二酪氨酸含量，反映出蛋白质的交联程度。用0.2毫摩尔/升的磷酸盐缓冲溶液(pH7.4)将待测样品配制为0.5克/升溶液，之后将待测样放入狭缝宽度0.5纳米、激发波长320纳米、发射波长420纳米的仪器中进行测量。

吸油性：准确称1克样品于离心管中，称量离心管和内部样品的总重量(w₁)，各离心管中加入10毫升油，搅拌融合，室温静置30分钟,5000×g离心30分钟。缓慢倒出上清液，再次称量离心管及其内容物的总重量(w₂)。以每克蛋白质所吸收油的重量来表示样品的吸油能力：吸油性(克/克蛋白质)＝w₂-w₁。

乳化活性和乳化稳定性测定:用磷酸盐缓冲溶液(0.1毫摩尔/升，pH7.0)溶解蛋白至浓度为1克/升。取90毫升的样品溶液与30毫升油(精炼大豆油)混合。以转速为12,000转/分钟均质1分钟，静置。分别在均质后0分钟和静置10分钟时，抽取容器底部待测样50微升与5毫升十二烷基磺酸钠(1克/升)混合。在500纳米下测量其吸光值大小。

以下面公式计算乳化活性和乳化稳定性:

A0—零分钟时的吸光度值；

A10—静止10分钟后的吸光度值；

φ—油相体积分数(0.25)。

黏弹性测定:将三种不同蛋白质配制成浓度为100克/升的分散液(pH7.0)放置于流变仪上，采用锥板，间隙300微米，应变为5％(在黏弹性线性区域内)，频率为0.1赫兹至10赫兹。分别绘制频率与弹性模量和黏性模量的关系曲线。

凝胶温度的测定：温度扫描分析凝胶形成过程中的流变学特性。在单一频率下进行扫描，频率为1赫兹，在黏弹性线性区域内，应变设置为1％。温度从室温加热到85℃，升高1℃/分钟，当温度升到85℃时，保温2分钟。以温度为横坐标，弹性模量为纵坐标，绘制图像。

本实施例中以相对二酪氨酸的含量来表示蛋白质的交联程度，本实施例中相对二酪氨酸的形成量最多，蛋白的交联程度最大(图2)；

该实验组新型蛋白配料的弹性模量和黏性模量分别为108.4帕和24.51帕，弹性模量大于黏性模量，表明其有固体化的趋势(图3和4，其中，×未处理乳清蛋白配料，◆新型蛋白配料，△对照配料)；

用弹性模量的突变温度来表示样品的凝胶温度，该实验组新型蛋白配料的凝胶温度为67.14℃(图5，其中，×未处理乳清蛋白配料，◆新型蛋白配料，△对照配料)；

测得实验组蛋白配料的吸油性为(2.56±0.15)克/克蛋白质；乳化活性为 (54.84±0.32)立方米/克；乳化稳定性为(39.06±2.06)％。

实施例2

本实施例记载的是通过双酶系制得一种对照配料，所述的制备步骤包括：

步骤一：配制浓度为62.5克/升的乳清分离蛋白溶液，调节溶液的pH值为7.0。

步骤二：向配制的乳清分离蛋白溶液中加入葡萄糖氧化酶和葡萄糖，充分混合后得到混合物，控制混合物中乳清分离蛋白的最终浓度为50克/升。葡萄糖氧化酶添加量为6酶活力单位/克蛋白质，葡萄糖添加量为0.05毫摩尔/克蛋白质。

步骤三：调节混合物的pH值为7.0，将混合物于37℃下反应1小时。

步骤四：添加辣根过氧化物酶200酶活力单位/克蛋白质，共同反应2小时。

步骤五：反应完成后，将混合物样品于85℃下灭酶10分钟。

步骤六：将灭酶处理后的样品冷却至室温，真空冷冻干燥处理，真空度为0.01 毫帕至0.5毫帕,干燥时间为8小时至18小时,冷阱温度为-72℃至-45℃，即得产物。测定产物的性能。

本实施例性能测定:

本实施例的性能测定步骤与实施例1的性能测定步骤相同。测定对照配料的蛋白质交联程度、乳化性、黏弹性和凝胶温度。

本实施例中以相对二酪氨酸的含量来表示蛋白质的交联程度，本实施例中的对照配料相对二酪氨酸的形成量小于实验组新型蛋白配料，大于未处理组乳清蛋白配料(图2)；

该对照配料的弹性模量和黏性模量分别54.37帕和19.53帕，小于实验组新型蛋白配料(图3和4，其中，×未处理乳清蛋白配料，◆新型蛋白配料，△对照配料)；

对照配料的凝胶温度为70.14℃，高于实验组新型蛋白配料(图5，其中，×未处理乳清蛋白配料，◆新型蛋白配料，△对照配料)；

测得对照配料的吸油性为(2.31±0.08)克/克蛋白质，乳化活性为 (51.01±1.35)立方米/克，乳化稳定性为(25.72±1.42)％，均小于实验组新型蛋白配料。

对比例1

按照实施例1的方法制备未处理的乳清蛋白配料并进行性能测定，未处理乳清蛋白配料中不加酶和葡萄糖进行反应。

以相对二酪氨酸的含量来表示蛋白质的交联程度，未处理乳清蛋白配料的相对二酪氨酸的形成量最少，蛋白的交联程度最小(参照图2)；

乳清蛋白配料的弹性模量和黏性模量最小，分别28.32帕和5.38帕(参照图 3和4，其中，×未处理乳清蛋白配料，◆新型蛋白配料，△对照配料)；

乳清蛋白配料的凝胶温度为73.57℃，高于新型蛋白配料和对照配料(参照图 5，其中，×未处理乳清蛋白配料，◆新型蛋白配料，△对照配料)；

测定该蛋白配料的吸油性为(2.25±0.01)克/克蛋白质，乳化活性为 (46.96±0.98)立方米/克，乳化稳定性为(23.10±0.58)％，均小于新型蛋白配料，但与对照配料的吸油能力、乳化活性和乳化稳定性无显著性差异。

从对比例与实施例的结果可以看出，本发明通过制备一种高吸油、高乳化及低温胶凝的新型蛋白配料，与未处理的蛋白配料和对照配料相比，具有更高的吸油性、更高的乳化性及更低的胶凝温度。因此，本发明为优质乳清蛋白配料的开发提供了新的加工方法。