專利名稱：一種提高植物蛋白質(zhì)抗氧化性和功能性質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種提高植物蛋白質(zhì)抗氧化性和功能性質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的植物蛋白包括大豆蛋白、花生蛋白、大米蛋白等，在不同的功能性質(zhì)方面都具有不同的缺點，如大米蛋白的低溶解性、大豆蛋白的低乳化性等，為提高其應(yīng)用范圍及應(yīng)用價值，需對其功能性質(zhì)及抗氧化性進行改性。現(xiàn)在使用的改性方法的主要包括酶法、酸法、堿法改性，以及超聲、微波、輻照等物理改性方法?；瘜W(xué)改性和酶法改性都具有不同程度的缺點，比如化學(xué)改性具有危險性高、安全性低、消費者接受度低等；而酶法改性具有成本高、引進外來物等缺點，而使其在食品中的應(yīng)用受到了一定的限制。因此，尋求一種高效、安全、低成本、適用性強的蛋白質(zhì)改性方法成為當(dāng)今社會的研究熱點。亞臨界水又稱為高壓水、過熱水、熱壓水、超熱水以及近臨界水等。它的定義是處在大氣沸點(100 V )和水的臨界溫度(374 V )之間的液體水[1]。由于水是一種易于獲得、成本低、來源廣、化學(xué)穩(wěn)定性強、安全無害、無副作用的試劑，同時對環(huán)境也無污染，所以很大程度上增強了亞臨界水的應(yīng)用范圍。亞臨界水已被應(yīng)用于水解許多資源以獲得氨基酸，比如源于牛血清蛋白[2]、乳清蛋白[3]、豬鬃[4]、米糠[5]、魚肉[6]、菜籽粉[7]。同時也用于從一些植物中提取抗氧化物質(zhì)等副產(chǎn)物，比如源于蕁麻M、豆渣[9]、咖啡銀杏皮_等。近年來，亞臨界水越來越廣泛的應(yīng)用在從固體和粉末的植物和食品中提取理想物質(zhì)，利用亞臨界水可以很好的提高理想化合物的提取率[11]。而亞臨界水隨著溫度和壓力的升高，它的電離常數(shù)從常溫的78. 5降低至20，也就是亞臨界水在不同條件下，是可以體現(xiàn)出極性和非極性兩種性質(zhì)的溶劑。因此，它可以促進蛋白質(zhì)、多糖等大分子的水解，以及黃酮、多酚等小分子物質(zhì)的提取[12]。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不向蛋白溶液中添加任何化學(xué)物質(zhì)、酶等外來添加物，生成具有高抗氧化性和功能性質(zhì)的蛋白質(zhì)-多肽產(chǎn)品的方法。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這一目的能夠通過利用亞臨界水條件使蛋白質(zhì)自發(fā)降解，配合柱層析分離設(shè)備使用實現(xiàn)。獲得一種工藝簡單、安全可靠(無添加其他化學(xué)物質(zhì)及酶等)、高效、成本低、工藝合理、生產(chǎn)周期短的高抗氧化性和功能性蛋白質(zhì)的制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括預(yù)處理、預(yù)熱、亞臨界水改性、分離、濃縮、干燥等步驟，實現(xiàn)本發(fā)明的步驟是(I)蛋白質(zhì)溶液的配制將大豆分離蛋白配制成O. 5-6 %的水溶液，在室溫攪拌I h，均勻溶解至溶液均一，為確保反應(yīng)的重復(fù)性，控制溶液起始的PH為7.0 ; (2)原料與反應(yīng)釜預(yù)熱將所配質(zhì)蛋白質(zhì)溶液及反應(yīng)釜(載水)預(yù)熱至100°C;
(3)亞臨界水改性將上述處理原料加入到高壓反應(yīng)釜中，設(shè)置溫度為120-220°C，時間為2-80min，根據(jù)需求可加載恒流泵與真空裝置進行瞬時動態(tài)循環(huán)反應(yīng)，以獲得不同產(chǎn)品；
(4)分離將上述蛋白液經(jīng)超濾/柱層析分離出不同分子量的組分，即具有高抗氧化性和功能性質(zhì)的不同蛋白質(zhì)溶液；(5)濃縮將上述蛋白質(zhì)溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法進行濃縮，濃縮至原體積的1/2 - 1/12 ； (6)噴霧干燥上述溶液經(jīng)噴霧干燥,即可獲得高抗氧化性和功能性的蛋白質(zhì)廣品。本發(fā)明的優(yōu)點在于1、本發(fā)明采用水為溶劑,無需除鹽、除雜,成本低、污染小、安全性高；2、處理原料為植物蛋白質(zhì)，涉及范圍廣，應(yīng)用性強；3、采用亞臨界水法進行改性，具有高效、瞬時、安全的反應(yīng)特點。4、本發(fā)明方法制得的蛋白質(zhì)產(chǎn)品可根據(jù)對抗氧化性和功能性的需求，控制反應(yīng)條件，制備出溶解性好、出度高、色澤好，為高品質(zhì)高抗氧化性和功能性的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
具體實施例方式實施例1 :一種提高大豆蛋白抗氧化性和功能性質(zhì)的方法，其步驟如下
(1)蛋白質(zhì)溶液的配制將大豆分離蛋白配制成3%的水溶液，在室溫攪拌I h，均勻溶解至溶液均一，控制溶液起始的pH為7. O ;
(2)原料與反應(yīng)釜預(yù)熱將所配質(zhì)蛋白質(zhì)溶液及反應(yīng)釜(載水)預(yù)熱至100°C；
(3)亞臨界水改性將已配制好的3%的蛋白質(zhì)水溶液加入高壓反應(yīng)釜設(shè)備，設(shè)置溫度為120°C，時間為20min ；
(4)分離將上述蛋白液經(jīng)50KDa超濾膜，分離應(yīng)獲得的組分，即獲得具有高溶解性、起泡性及乳化性的大豆蛋白質(zhì)溶液；
(5)濃縮將上述蛋白質(zhì)溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法進行濃縮，濃縮至原體積的1/4；
(6)噴霧干燥上述溶液經(jīng)噴霧干燥，即可獲得高功能性的蛋白質(zhì)產(chǎn)品；
(7)產(chǎn)品檢測檢測的指標(biāo)包括理化指標(biāo)和生化指標(biāo)；
產(chǎn)品檢查結(jié)果如下大豆分離蛋白產(chǎn)品的乳化性為50 m2/g，灰分含量極低，具有一定的抗氧化活性。實施例2 :—種提高花生蛋白抗氧化性和功能性質(zhì)的方法，其步驟如下
(1)蛋白質(zhì)溶液的配制將花生分離蛋白配制成I%的水溶液，在室溫攪拌I h，均勻溶解至溶液均一，控制溶液起始的PH為7. O ;
(2)原料與反應(yīng)釜預(yù)熱將所配質(zhì)花生蛋白質(zhì)溶液及反應(yīng)釜(載水)預(yù)熱至100°C；
(3)亞臨界水改性將已配制好的3%的蛋白質(zhì)水溶液加入高壓反應(yīng)釜設(shè)備，設(shè)置溫度為180°C，時間為20min ；
(4)分離將上述蛋白液經(jīng)10KDa超濾膜，分離應(yīng)獲得的組分，即獲得具有高抗氧化性的花生蛋白質(zhì)溶液；
(5)濃縮將上述蛋白質(zhì)溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法進行濃縮，濃縮至原體積的1/6；
(6)噴霧干燥上述溶液經(jīng)噴霧干燥，即可獲得高起泡性和高抗氧化性的花生蛋白質(zhì)產(chǎn)
品;
(7)產(chǎn)品檢測檢測的指標(biāo)包括理化指標(biāo)和生化指標(biāo)。產(chǎn)品檢查結(jié)果如下花生蛋白產(chǎn)品具有高抗氧化活性，灰分含量極低，起泡性為未改性的3-5倍。實施例3 :—種提高大米蛋白抗氧化性和功能性質(zhì)的方法，其步驟如下
(I)蛋白質(zhì)溶液的配制將大米分離蛋白配制成I %的水溶液，在室溫攪拌I h，均勻溶解至溶液均一，控制溶液起始的pH為7. O ;
(2)預(yù)熱將所配質(zhì)蛋白質(zhì)溶液及反應(yīng)釜(載水)預(yù)熱至100°C；
(3)亞臨界水改性將已配制好的3%的蛋白質(zhì)水溶液加入高壓反應(yīng)釜設(shè)備，設(shè)置溫度為160°C，時間為40min ；
(4)分離將上述蛋白液經(jīng)5KDa超濾膜，分離應(yīng)獲得的組分，即獲得具有高溶解性和抗氧化性的大米蛋白溶液；
(5)濃縮將上述蛋白質(zhì)溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法進行濃縮，濃縮至原體積的1/5；
(6)噴霧干燥上述溶液經(jīng)噴霧干燥，即可獲得高溶解性和抗氧化性的大米蛋白產(chǎn)品。( 7)產(chǎn)品檢測檢測的指標(biāo)包括理化指標(biāo)和生化指標(biāo)；
產(chǎn)品檢查結(jié)果如下大米分離蛋白產(chǎn)品的溶解性為50%，灰分含量極低，具有一定的抗氧化活性。采用的測定方法1.溶解性
蛋白質(zhì)的溶解性的測定采用Chen, L.，et al (2011) [13]。蛋白質(zhì)樣品配制濃度為5mg/mL的溶液，調(diào)pH 7.0,20 ° C 8000 g離心30 min，收集上清液，采用微量凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量(NX6. 25)。氮溶解指數(shù)(NSI，％) = (上清液中蛋白質(zhì)含量/蛋白質(zhì)總量)X100%。2.起泡性
采用Ogunwolu, S. O. , et al. M的起泡性測定方法。取樣品(25 mL)分散機(Ika-Ultra-Tur-rax T25, Germany) 10000 rpm/min 分散 3 min。將泡沫和溶液轉(zhuǎn)移至100-mL玻璃兩桶中，記錄O min時泡沫的體積計算起泡性，30min溶液體積計算泡沫穩(wěn)定性。平行測三次。
權(quán)利要求
1.一種提高蛋白質(zhì)抗氧化性和功能性質(zhì)的方法，其步方法驟如下(1)蛋白質(zhì)溶液的配制將大豆分離蛋白配制成O.5 - 6 %的水溶液,在室溫攪拌I h,均勻溶解至溶液均一，為確保反應(yīng)的重復(fù)性，控制溶液起始的PH為7. O ;(2)原料與反應(yīng)爸預(yù)熱將所配質(zhì)蛋白質(zhì)溶液及反應(yīng)爸預(yù)熱至100°C；(3)亞臨界水改性將上述處理原料加入到高壓反應(yīng)釜中，設(shè)置溫度為120-220°C，時間為2-80min，根據(jù)需求可加載恒流泵與真空裝置進行瞬時動態(tài)循環(huán)反應(yīng)，以獲得不同產(chǎn)品;(4)分離將上述蛋白液經(jīng)超濾膜/柱層析分離出不同分子量的組分，即具有高抗氧化性和功能性質(zhì)的不同蛋白質(zhì)溶液；(5)濃縮將上述蛋白質(zhì)溶液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法進行濃縮，濃縮至原體積的1/2- 1/12 ；(6)噴霧干燥上述溶液經(jīng)噴霧干燥，即可獲得高抗氧化性和功能性的蛋白質(zhì)產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高蛋白質(zhì)抗氧化性和功能性質(zhì)的方法，其特征是原料可選取花生蛋白、大豆蛋白、大米蛋白等植物蛋白；整個過程無需添加化學(xué)試劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種提高植物蛋白質(zhì)抗氧化性和功能性質(zhì)的方法，本發(fā)明以大豆分離蛋白為為例，描述一種同時提高植物蛋白質(zhì)的抗氧化性和功能性質(zhì)的方法。其特征在于，原料經(jīng)溶液配制0.5-6%，亞臨界水處理，通過控制處理時間(2-80min)以及溫度(120-220℃)，通過超濾膜、柱層析分離，得到具有不同抗氧化性和功能性質(zhì)大豆蛋白溶液，然后經(jīng)過濃縮、噴霧干燥，得到具有高抗氧化性及功能性的蛋白產(chǎn)品。本發(fā)明方法工藝簡單、安全可靠(無添加其他化學(xué)物質(zhì)及酶等)、高效、成本低，工藝合理，轉(zhuǎn)化率高和生產(chǎn)周期短的優(yōu)點。
文檔編號A23J3/16GK103005141SQ20121054496
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者涂宗財, 張秋婷, 王輝, 樊亮亮, 包中宇 申請人:南昌大學(xué)