阅读说明：本技术 一种提高蚕蛹蛋白功能特性的方法及制备得到的改性蚕蛹蛋白 (Method for improving functional characteristics of silkworm pupa protein and modified silkworm pupa protein prepared by method ) 是由 邵俊花 高艳慧 丁雨欣 佟新 郑艳 岳喜庆 马跃 杨梅 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种提高蚕蛹蛋白粉功能特性的方法及制备得到的改性蚕蛹蛋白,属于食品加工技术领域。本发明提供的方法包括：将蚕蛹蛋白粉悬浮液依次进行超声处理和冻干处理。本发明提供的方法可以有效提高蚕蛹蛋白的溶解度和其他的功能特性,有利于柞蚕蛹蛋白粉的规模化生产,制备复合功能性食品的要求。(The invention provides a method for improving the functional characteristics of silkworm chrysalis protein powder and modified silkworm chrysalis protein prepared by the method, and belongs to the technical field of food processing. The method provided by the invention comprises the following steps: and sequentially carrying out ultrasonic treatment and freeze-drying treatment on the silkworm pupa protein powder suspension. The method provided by the invention can effectively improve the solubility and other functional characteristics of the silkworm pupa protein, is beneficial to the large-scale production of the tussah silkworm pupa protein powder and meets the requirements of preparing composite functional food.)

一种提高蚕蛹蛋白功能特性的方法及制备得到的改性蚕蛹 蛋白

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，特别是涉及一种提高蚕蛹蛋白粉功能特性的方法及制备得到的改性蚕蛹蛋白。

背景技术

柞蚕蛹含有营养丰富的蛋白质，含量达到了60％，它的营养成分和价值远远高于其他一般类型的食品，蛋白质中的必需氨基酸种类丰富而全面，柞蚕蛹体内有18种氨基酸，其中人体内不能合成的，必须靠外界摄取的8种必须氨基酸含量非常高，其占氨基酸总量的42％以上，氨基酸比例适当，符合FAO/WHO的要求。

柞蚕蛹蛋白的营养丰富，可以作为食品中的营养补充剂。但柞蚕蛹蛋白的功能特性无法与其他动物蛋白相媲美，比如说柞蚕蛹的蚕蛹蛋白的溶解性和乳化性表现较差，限制了柞蚕蛹蛋白在食品加工和生产领域的应用，所以提高柞蚕蛹蛋白的功能特性是提高蚕蛹蛋白利用率的有效方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种提高蚕蛹蛋白粉功能特性的方法及制备得到的改性蚕蛹蛋白。经过本发明提供的方法制备得到蚕蛹蛋白具有良好的溶解性、稳定的乳化性和稳定的起泡性，提高了蚕蛹蛋白的功能特性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种提高蚕蛹蛋白功能特性的方法，包括：将蚕蛹蛋白粉悬浮液依次进行超声处理和冻干处理。

优选的，所述超声处理的振幅为20％～40％。

优选的，所述超声处理的时间为20min～100min。

优选的，所述超声处理为间歇超声。

优选的，所述间歇超声为超声2～10s，间歇2～10s。

优选的，所述冻干处理包括依次进行的离心、冷冻降温和冷冻干燥；所述冷冻降温的环境温度为-40～-80℃，时间为1～2天；所述冷冻干燥的温度为-40～-80℃，处理的时间为24～48h。

优选的，所述冻干处理前还包括离心，所述离心的转速为3000～4000r/min。

优选的，所述蚕蛹蛋白粉悬浮液的质量分数为1％～10％。

优选的，所述蚕蛹蛋白粉为柞蚕蛹蛋白粉。

本发明提供的上述制备方法得到的改性蚕蛹蛋白，所述改性蚕蛹蛋白的溶解性为16.53mg/g～99.44mg/g，起泡性为50.0％～52.0％，起泡稳定性为75.0％～92.30％，乳化性为11.58m²/g～12.08m²/g，乳化稳定性为62.22％～71.88％。

本发明提供了一种提高蚕蛹蛋白功能特性的方法，将蚕蛹蛋白粉悬浮液依次进行超声处理和冻干处理。本发明通过超声波处理对蚕蛹蛋白粉悬浮液进行物理改性，利用特定的物理手段所产生的力、热、压力等对蛋白质进行作用，促使蛋白质空间结构发生改变，对其结构进行修饰，促使亲水性氨基酸残基能够向蛋白质外部迁移，增强其水和能力，提高溶解性。由于超声波处理的瞬态空化作用可以聚集能量密度和高度，因此在声压崩溃的瞬间产生压力和温度等物理效应使蛋白质分子结构发生变化。而蚕蛹蛋白中占比最高的是球蛋白，球蛋白经过超声波处理后体积变小，在溶剂中的可压缩性增强，从而使蛋白质更容易分散在溶剂中，进而使得蛋白质的各种特性有了明显提高。由实施例可知，经本发明提供的制备方法处理后的蚕蛹蛋白的溶解性高达16.53mg/g～99.44mg/g，起泡性高达50.0％～52.0％，起泡稳定性为75.0％～92.30％，乳化性为11.58m²/g～12.08m²/g，乳化稳定性为62.22％～71.88％。

具体实施方式

本发明提供了一种提高蚕蛹蛋白粉功能特性的方法，包括：将蚕蛹蛋白粉悬浮液依次进行超声处理和冻干处理。本发明提供的方法可以有效提高蚕蛹蛋白粉的溶解性、起泡性和乳化性。

在本发明中，蚕蛹蛋白粉优选为柞蚕蛹蛋白粉；所述蚕蛹蛋白粉优选以碱溶酸沉方法提取得到。

在本发明中，所述蚕蛹蛋白粉的制备方法优选为：将脱脂蚕蛹粉碎后得到蚕蛹粉；将所得蚕蛹粉依次进行第一次pH值调节、震荡处理、第二次pH值调节、取沉淀进行冻干处理，得到蚕蛹蛋白粉。

本发明对粉碎的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可；本发明将脱脂蚕蛹粉碎得到蚕蛹粉的粒径优选过大于等于40目筛。

在本发明中，所述第一次pH值调节的实施方式优选为：将蚕蛹粉与氢氧化钠水溶液混合均匀得到蚕蛹碱液，使用盐酸将蚕蛹碱液的pH值调至8～10；所述氢氧化钠水溶液的质量浓度优选为1％；所述蚕蛹粉与氢氧化钠水溶液的质量比优选为1：6～10，进一步优选为1：8～10，最优选为1：10；所述盐酸的浓度优选为1～3mol/L，进一步优选为1mol/L。

在本发明中，所述震荡处理的时间优选为4～8h，进一步优选为5h，温度优选为50～70℃，进一步优选为60℃；在本发明的实施例中，所述震荡处理优选在恒温振荡器中进行；恒温振荡器的转速优选为160r/min。

本发明优选将震荡处理所得蚕蛹碱液进行过滤得到蛋白浸提液。

在本发明中，所述第二次pH值调节的实施方式优选为：使用盐酸将蛋白浸提液的pH值调节至4.5。在本发明中，所述盐酸的浓度优选为1～3mol/L，进一步优选为1mol/L。

本发明优选将pH值调节所得蛋白浸提液静置后取下层沉淀得到蛋白质沉淀；洗涤蛋白质沉淀直至洗涤液澄清透明得到纯净蛋白质沉淀；对纯净蛋白质沉淀进行冻干即得到蚕蛹蛋白粉。在本发明中，所述静置的条件优选为4℃的环境下静置；本发明优选静置至上层溶液与下层沉淀完全分离即可，在本发明的实施例中，具体静置12h时即可达到上层溶液与下层沉淀完全分离的效果。

本发明洗涤时优选使用蒸馏水多次洗涤，所述冻处理干优选使用冷冻干燥机，冻干时间优选为48h。采用本发明特定碱溶酸沉方法制备蚕蛹蛋白粉具有工艺简单、费用低、时耗短和设备利用率高等特点；并且在保证产品质量的前提下提高了蚕蛹蛋白的得率。

在本发明中，所述蚕蛹蛋白粉悬浮液的质量浓度优选为1％～10％，进一步优选为5％～9％，最优选为9％。采用本发明特定浓度的悬浮液既避免了浓度过高导致的悬浮液粘稠度提升，阻碍超声波能量的高效传输，还能加强超声波处理的效率。

在本发明中，所述超声处理的振幅优选为20％～40％，进一步优选为30％～40％，最优选为40％；所述超声处理的时间优选为20min～100min，进一步优选为60min～100min，最优选为100min；所述超声处理的功率优选为750W；所述超声处理的模式优选为间歇超声处理，间歇超声处理优选为超声2～10s，间歇2～10s，进一步优选为超声5s，间歇5s。本发明采用间歇超声处理时，超声时间和间歇时间总和为超声处理的时间。本发明进行超声处理时，超声探头底部优选相距蚕蛹蛋白粉悬浮液装载容器底部1～3cm。在本发明中，所述超声处理所用的超声仪器的功率为功率是750W，发生频率为20KHz；在本发明的实施例中，所用的超声处理的实施装置具体为VCX750型号的超声波细胞破碎仪，采用本领域技术人员熟知的即可；本发明对所述超声处理过程中的环境温度和溶液温度并无要求，室温即可；在本发明的具体实施例中，所述超声处理具体在超声波细胞破碎仪中进行。本发明通过限定超声处理中的振幅和间歇处理加强了空化作用，使得蚕蛹蛋白最大程度地提高了溶解性。

在本发明中，所述冻干处理优选包括依次进行的冷冻降温和冷冻干燥。在本发明中，所述冷冻降温的环境温度优选为-40～-80℃，进一步优选为-60～-80℃，最优选为-80℃；所述冷冻降温的时间优选为1～2天；所述冷冻干燥的温度优选为-40～-80℃，进一步优选为-60～-80℃，最优选为-80℃；所述冷冻干燥的处理的时间为24～48h。本发明通过冻干处理，可以将蚕蛹蛋白粉悬浮液中95～99％的水分排除，并最大程度地保留了经过超声处理后的蚕蛹蛋白的功能特性和风味。

所述冻干处理前，本发明离心优选还包括对超声所得悬浮液进行离心处理，以离心所得沉淀进行冻干处理。在本发明中，所述离心的转速优选为3000～4000r/min，进一步优选为4000r/min。在本发明中，所述离心处理可以有效减少冷冻干燥的时间，从而达到节省制备时间和成本的效果。

本发明还提供了上述技术方案所述方法获得的改性蚕蛹蛋白，经过上述方法处理获得改性蚕蛹蛋白的溶解性为16.53mg/g～99.44mg/g，起泡性为50.0％～52.0％，起泡稳定性为75.0％～92.30％，乳化性为11.58m²/g～12.08m²/g，乳化稳定性为62.22％～71.88％。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的提高蚕蛹蛋白功能特性的方法及制备得到的改性蚕蛹蛋白进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的先定。

实施例1

将脱脂后的蚕蛹粉过40目筛，得到颗粒大小一致的蛹粉，再将蛹粉与1wt.％氢氧化钠(浸提液)，蚕蛹粉与氢氧化钠水溶液的比优选为1：10充分混合均匀后用1mol/L盐酸调节pH值至9。将恒温振荡器的转速调至160r/min，在60℃下振荡5h，得到的混合液用脱脂纱布过滤以除去蛹壳等不溶物，得到的滤液为蛋白浸提液。用1mol/L盐酸调节蛋白浸提液的pH值至4.5(蚕蛹蛋白等电点)，再将浸提液放于4℃的环境下静置12h，得到蛋白质沉淀，用蒸馏水洗涤蛋白质沉淀直到上清液透明，最后放于冷冻干燥机冻干48h即得到蚕蛹蛋白粉。

在室温条件下，将上述经过碱溶酸沉制备获得的柞蚕蛹蛋白粉用蒸馏水配置成质量分数为1％的悬浮液。将悬浮液转移到适当大小的烧杯中，将烧杯放入超声波探头下方，使探头底部与杯底相距2cm，并调节超声波的振幅为20％，设定超声时间为20min，开启超声波进行超声间歇模式处理，超声波连续发生5s，间歇5s。超声处理结束后令经过超声波处理后的悬浮液迅速冷却，把悬浮液置于培养皿中，在-80℃的冰箱中冷冻2天后置于-80℃冷冻干燥机中进行冻干处理48h，即得经过超声波改性的柞蚕蛹蛋白。

实施例2

蚕蛹蛋白粉的制备方法同实施例1。

在室温条件下，将上述经过碱溶酸沉制备获得的柞蚕蛹蛋白粉用蒸馏水配置成质量分数为5％的悬浮液。将悬浮液转移到适当大小的烧杯中，将烧杯放入超声波探头下方，使探头底部与杯底相距2cm，并调节超声波的振幅为30％，设定超声时间为60min，开启超声波进行超声间歇模式处理，超声波连续发生5s，间歇5s。超声处理结束后令经过超声波处理后的悬浮液迅速冷却，把悬浮液置于培养皿中，在-80℃的冰箱中冷冻2天后置于-80℃冷冻干燥机中进行冻干处理48h，即得经过超声波改性的柞蚕蛹蛋白。

实施例3

蚕蛹蛋白粉的制备方法同实施例1。

在室温条件下，将上述经过碱溶酸沉制备获得的柞蚕蛹蛋白粉用蒸馏水配置成质量分数为9％的悬浮液。将悬浮液转移到适当大小的烧杯中，将烧杯放入超声波探头下方，使探头底部与杯底相距2cm，并调节超声波的振幅为40％，设定超声时间为100min，开启超声波进行超声间歇模式处理，超声波连续发生5s，间歇5s。超声处理结束后令经过超声波处理后的悬浮液迅速冷却，把悬浮液置于培养皿中，在-80℃的冰箱中冷冻2天后置于-80℃冷冻干燥机中进行冻干处理48h，即得经过超声波改性的柞蚕蛹蛋白。

应用例1

对实施例1～3处理获得柞蚕蛹蛋白和未经处理的柞蚕蛹蛋白粉进行检测检测。

检测蛋白溶解性的具体方法入如下；

取柞蚕蛹蛋白样品2g使其悬浮于100mL蒸馏水中，调节pH至10，在50℃的环境下搅拌30min后，进行8000r/min的离心20min，取上清液测定其蛋白质含量。取0.1mL的上清液和0.9mL蒸馏水混合后，加入5.0mL考马斯亮蓝溶液充分混合，静置3分钟后，在分光光度计595nm处测定OD值，根据蛋白质含量-OD标准曲线计算得到蛋白质含量。

检测蛋白起泡性、起泡稳定性、乳化性和乳化稳定性的检测方法是行业统一的方法。检测结果如表1所示。

表1实施例1～3得到改性柞蚕蛹蛋白和未经处理的柞蚕蛹蛋白粉的功能特性

由表1～3可知，经过实施例提供的处理方法处理后的柞蚕蛹蛋白的溶解性提高了4％～527％，起泡性提高了2％～6％，起泡稳定性提高了2％～26％，乳化性提高了101％～110％，乳化稳定性提高了6％～22％。

由以上实施例可知，本发明提供的改性方法具有处理时间短、操作简单等优点，大大提高了生产效率。并且，此改性方法能明显提高柞蚕蛹蛋白粉的溶解性，进而提高柞蚕蛹蛋白粉的其他功能特性，如乳化性、起泡性等，有利于柞蚕蛹蛋白粉的规模化生产，制备复合功能性食品的要求。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。