摘 要：本發(fā)明公開了一種提高亞麻籽分離蛋白起泡性的方法，所述方法包括如下步驟：(1)亞麻籽分離蛋白的提取(2)進(jìn)行超聲處理；(3)進(jìn)行超聲協(xié)同pH偏移處理；(4)將所有樣品pH調(diào)至7；(5)冷凍干燥后得到處理后的亞麻籽分離蛋白。該方法可以有效提高泡沫性能，起泡性提高了223％，泡沫穩(wěn)定性提高了150％，使其泡沫大小逐漸趨于均一化，泡沫直徑更小，有利于氣泡的長期穩(wěn)定，賦予食品良好的質(zhì)構(gòu)、穩(wěn)定性和加工特性，從而拓寬亞麻籽蛋白在蛋糕、啤酒及面包等食品中的應(yīng)用。
技術(shù)要點
1.一種提高亞麻籽蛋白起泡性的方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)亞麻籽分離蛋白的提?。?/font>
(2)進(jìn)行超聲處理；
(3)進(jìn)行超聲協(xié)同pH偏移處理；
(4)將所有樣品pH調(diào)至7；
(5)冷凍干燥后得到處理后的亞麻籽分離蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述亞麻籽分離蛋白溶液的濃度為0.1?10mg/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述亞麻籽分離蛋白溶液的水合時間為12?24h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，超聲處理的條件為：時間20min，頻率240W，脈沖周期為4s開2s關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，pH偏移為1和12。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，調(diào)節(jié)pH采用1mol/L的HCl和NaOH。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)后進(jìn)行冷凍干燥。
8.權(quán)利要求1?7任一項所述的方法獲得的亞麻籽蛋白，其起泡特性得到顯著改善。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于特色油料蛋白開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種提高亞麻籽蛋白起泡性的方法。
背景技術(shù)
食品中具有發(fā)泡特性的一大類物質(zhì)多來自于蛋白質(zhì)，其中牛乳蛋白(酪蛋白和乳清蛋白)和雞蛋蛋白(卵清蛋白和溶菌酶)以其優(yōu)異的發(fā)泡特性而廣泛應(yīng)用于食品系統(tǒng)，然而由于部分人群對乳糖不耐受以及人們對健康飲食的追求和對環(huán)境問題的日益重視，近年來植物蛋白泡沫特性的研究受到廣泛關(guān)注。
亞麻籽蛋白具有較高水平的疏水性氨基酸和含硫性氨基酸，有序的二級結(jié)構(gòu)、可調(diào)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和可接受的界面行為，這些特性使其具有有效穩(wěn)定食品乳液和泡沫的潛力。然而，由于目前工業(yè)上普遍采用濕法工藝提取亞麻籽蛋白，以最大限度地提高產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)產(chǎn)量和純度，卻難以保留其固有的結(jié)構(gòu)特征，因此導(dǎo)致其表現(xiàn)出較差的發(fā)泡性能。
超聲技術(shù)可以通過空化作用破壞蛋白質(zhì)肽鍵，誘導(dǎo)亞基的解離和聚集，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的溶解性、乳化性、起泡性等性質(zhì)。
pH偏移處理是蛋白質(zhì)改性中一種簡單、高效的化學(xué)方法。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)暴露在遠(yuǎn)離蛋白質(zhì)等電點的極端堿性或酸性pH條件下時，蛋白質(zhì)之間靜電斥力的增加會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的部分展開；然后將溶液pH調(diào)整回7，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)重新折疊，形成一種更靈活的結(jié)構(gòu)，稱為“熔融狀態(tài)”。這種展開和折疊過程有效改變了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能特性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的技術(shù)的不足之處，提供一種提高亞麻籽蛋白起泡性的方法,最終實現(xiàn)對亞麻籽蛋白體系發(fā)泡性能的調(diào)控與改善，促進(jìn)亞麻籽蛋白在以界面為主導(dǎo)的食品系統(tǒng)中的廣泛利用，提高脫脂亞麻籽粕的附加值。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
(1)一種提高亞麻籽蛋白起泡性的方法，主要步驟如下：
(2)亞麻籽分離蛋白的提取；
(3)進(jìn)行超聲處理；(4)進(jìn)行超聲協(xié)同pH偏移處理；
(5)將所有樣品pH調(diào)至7；
(6)冷凍干燥后得到處理后的亞麻籽分離蛋白；
進(jìn)一步的限定,所述亞麻籽分離蛋白溶液的濃度為0.1?10mg/mL。
進(jìn)一步的限定,所述亞麻籽分離蛋白溶液的水合時間為12?24h。
進(jìn)一步的限定，所述超聲處理的條件為：時間20min，頻率240W，脈沖周期為4s開2s關(guān)。
進(jìn)一步的限定，所述亞麻籽分離蛋白pH偏移為1和12。進(jìn)一步的限定，所述反應(yīng)后進(jìn)行冷凍干燥。
本發(fā)明提供上述方法所制得的亞麻籽蛋白，起泡性得到顯著提高。
本發(fā)明的有益效果為：
(1)在本發(fā)明中，采用極端堿性協(xié)同超聲處理FPI后，提高了電位，減小了粒徑、表面張力、表觀粘度；這種理化性質(zhì)的改變有利于其在氣?水界面的擴(kuò)散，使其起泡性得到顯著提升
(2)在本發(fā)明中，F(xiàn)PI經(jīng)過改性后，泡沫大小逐漸趨于均一化，泡沫直徑更小，氣泡保持較小的尺寸，有利于氣泡的長期穩(wěn)定；
(3)本發(fā)明中制備得到的FPI，對泡沫食品的發(fā)展有重要意義，為其他植物食用蛋白在泡沫食品的研究提供指導(dǎo)。
附圖說明
圖1為超聲協(xié)同pH偏移處理FPI起泡性及泡沫穩(wěn)定性。
圖1
圖2為超聲輔助pH偏移處理FPI的平均粒徑(A)、ζ?電位(B)。
圖2
圖3為超聲協(xié)同pH偏移處理FPI在氣/液界面上吸附的表面張力(γ)隨吸附時間(t)的變化。
圖3
圖4為超聲協(xié)同pH偏移處理的FPI泡沫隨時間變化的微觀結(jié)構(gòu)圖像。
圖4
具體實施方式
為使本申請實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
實施例1
采用傳統(tǒng)的堿溶酸沉法提取亞麻籽分離蛋白(FPI)。稱取適量FPI粉末溶于去離子水中，室溫下攪拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃條件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。對溶液進(jìn)行真空冷凍干燥，研磨得到FPI粉末。對FPI進(jìn)行超聲處理(頻率為240W，脈沖周期為4s開2s關(guān))，25℃攪拌1h，得到UFPI。
實施例2
采用傳統(tǒng)的堿溶酸沉法提取亞麻籽分離蛋白(FPI)。稱取適量FPI粉末溶于去離子水中，室溫下攪拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃條件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。對溶液進(jìn)行真空冷凍干燥，研磨得到FPI粉末。用1mol/L HCl或1mol/LNaOH調(diào)節(jié)將FPI的pH調(diào)為1，25℃攪拌1h，再將pH調(diào)為7，得到FPI?1。
實施例3
采用傳統(tǒng)的堿溶酸沉法提取亞麻籽分離蛋白(FPI)。稱取適量FPI粉末溶于去離子水中，室溫下攪拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃條件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。對溶液進(jìn)行真空冷凍干燥，研磨得到FPI粉末。用1mol/L HCl或1mol/LNaOH調(diào)節(jié)將FPI的pH調(diào)為12，25℃攪拌1h，再將pH調(diào)為7，得到FPI?12。
實施例4
采用傳統(tǒng)的堿溶酸沉法提取亞麻籽分離蛋白(FPI)。稱取適量FPI粉末溶于去離子水中，室溫下攪拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃條件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。對溶液進(jìn)行真空冷凍干燥，研磨得到FPI粉末。對FPI進(jìn)行超聲處理(頻率為240W，脈沖周期為4s開2s關(guān))，25℃攪拌1h，然后用1mol/L HCl或1mol/LNaOH調(diào)節(jié)將FPI的pH調(diào)為1，25℃攪拌1h，再將pH調(diào)為7，得到UFPI?1。
實施例5
采用傳統(tǒng)的堿溶酸沉法提取亞麻籽分離蛋白(FPI)。稱取適量FPI粉末溶于去離子水中，室溫下攪拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃條件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。對溶液進(jìn)行真空冷凍干燥，研磨得到FPI粉末。對FPI進(jìn)行超聲處理(頻率為240W，脈沖周期為4s開2s關(guān))，25℃攪拌1h，然后用1mol/L HCl或1mol/LNaOH調(diào)節(jié)將FPI的pH調(diào)為12，25℃攪拌1h，再將pH調(diào)為7，得到UFPI?12。
對比例
不進(jìn)行超聲及pH偏移處理的FPI。
試驗例
起泡性(FC)和泡沫穩(wěn)定性(FS)測定方法：量取20mL FPI溶液(10mg/mL)于圓柱形玻璃容器中，室溫下采用高速分散機(jī)8000rpm攪打2min。
FA＝V1/20×100％FS30min＝V2/V1×100％
制備泡沫時記錄t＝2min時泡沫體積記為V1，t＝30min時泡沫體積計算為V2。
平均粒徑和ζ?電位的測定方法：將10mg/mL的FPI溶液樣品用磷酸鹽緩沖液(10mol/L，pH7.4)稀釋至0.1mg/mL后裝入比色皿，使用馬爾文粒度及電位分析儀測定平均粒徑分布和ζ?電位，所有測量均在25℃下進(jìn)行，重復(fù)三次。
表面張力測定方法：使用懸滴法在室溫(20℃)下進(jìn)行測定，將完全溶解的FPI樣品(10mg/mL)加入微型進(jìn)樣針管中，使用視頻光學(xué)角儀監(jiān)測FPI樣品在5μL恒定滴落體積下持續(xù)1200s的動態(tài)表面張力。
光學(xué)顯微鏡測定方法：制備新鮮泡沫，吸取70μL泡沫置于載玻片上，并蓋上蓋玻片。選取10×的物鏡對其進(jìn)行觀察，記錄泡沫在2、30min的微觀結(jié)構(gòu)變化。
激光共聚焦顯微鏡測定方法：利用激光共聚焦顯微鏡(CLMS)對FPI樣品泡沫進(jìn)行觀察。首先將FPI樣品(10mg/mL)用羅丹明B(0.02％，w/v)進(jìn)行標(biāo)記，其后按照3.1.1的方法制備泡沫。吸取70μL泡沫放置在載玻片上，蓋上蓋玻片。物鏡倍數(shù)為10×，激發(fā)波長為540nm。
對實施例1～5和對比例1的起泡能力、粒徑、電位、表面張力進(jìn)行測定，判定其發(fā)泡性能是否增強(qiáng)，并對復(fù)合物進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)測定，結(jié)果如表1所示。
表1
從表中可以看出，實施例5起泡性最高，同時泡沫穩(wěn)定性也優(yōu)于其他組，證明處理條件為超聲時間15min，超聲功率240W且pH為12的時為最優(yōu)組。相比于對照組，該組粒徑更小、起泡性、泡沫穩(wěn)定性、電位及表面張力更高，進(jìn)一步佐證了本發(fā)明方法制備得到蛋白具有良好起泡性能。
圖1為實驗例1～5及對比例的起泡性及泡沫穩(wěn)定性圖。由圖1可以看出，UFPI?12的起泡性及穩(wěn)定性最高。
圖2為實驗例1～5及對比例的平均粒徑及電位圖。由圖2可以看出，UFPI?12的粒徑最小且電位更高。
圖3為實驗例1～5及對比例的表面張力圖。由圖3可以看出，UFPI?12的表面張力最低。
圖4為實驗例1～5及對比例的表面張力圖。由圖4可以看出，UFPI?12的泡沫性質(zhì)最佳。
綜上所述，極端堿性(pH12)條件下，pH的變化顯著改善了FPI的溶解性，而超聲的使用進(jìn)一步強(qiáng)化了這一變化。FPI的泡沫特性主要取決于其平均粒徑、ζ?電位、表面張力等理化性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)。揭示了pH偏移過程中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，同時極端堿性pH(12)條件下的蛋白質(zhì)更容易受到超聲等物理力的影響，因此超聲和堿性pH偏移的聯(lián)合使用可導(dǎo)致FPI的結(jié)構(gòu)?泡沫特征發(fā)生了最大的變化。
以上所述僅是本申請的具體實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本申請。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所申請的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
文章摘自國家發(fā)明專利，一種提高亞麻籽蛋白起泡性的方法，發(fā)明人：吳瑕，陳雅晴，趙奧，甘文蝶，杜佳洺，劉念，申請?zhí)?/font>：202411216084.2，申請日：2024.09.02.
