一种降低大豆分离蛋白粘度的方法

1.本公开涉及大豆蛋白加工领域，特别涉及一种降低大豆分离蛋白粘度的方法。


背景技术：

2.大豆分离蛋白是从低温脱脂豆粕中利用碱提酸沉工艺提取的含量高于90％的全价蛋白。由于大豆分离蛋白具有良好的营养价值、独特的功能特性和低成本等特点，已成为目前世界上最具商业价值的植物蛋白。但是，粘度是大豆分离蛋白重要的功能性质之一，低粘度的大豆分离蛋白具有广阔的市场应用前景，可作为乳化剂应用于高汤、功能型蛋白质饮料和豆奶等产品中。然而，在大豆分离蛋白生产过程中，因食品体系中其它成分(如多糖和油脂等)、加工条件(如温度和蛋白质浓度等)和环境因素(如ph和离子强度等)的变化会影响蛋白质组分流体动力学属性(如分子构象、结构和聚集状态等)，这使得最终产品的粘度较高。
3.因此，对大豆蛋白进行改性生产出一种低粘度大豆分离蛋白产品，可满足食品加工的需求，也是当今国内研究的热点问题。但是，目前降低大豆分离蛋白产品粘度的方法较少，并不能满足市场需求。
4.公开内容
5.为了解决现有技术的问题，本公开实施例提供了一种降低大豆分离蛋白粘度的方法。所述技术方案如下：
6.本公开提供了一种降低大豆分离蛋白粘度的方法，所述方法包括：
7.用浓度为2mol/l的naoh溶液调整大豆蛋白溶液的ph至9.0～10.0，搅拌后用浓度为2mol/l的hcl调整所述大豆蛋白溶液的ph至7.0，得到ph偏移后的大豆蛋白溶液；
8.将所述ph偏移后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为20～60mpa，处理时间3～5min，得到大豆分离蛋白液。
9.具体地，所述方法还包括：碱提，所述碱提包括：在低温下干燥脱脂豆粕，将干燥的脱脂豆粕经过研磨粉碎后过60目筛，得到过筛后的脱脂豆粕，向所述过筛后的脱脂豆粕中加入碱液并混合均匀，所述过筛后的脱脂豆粕与所述碱液的质量比为1:10，得到混合液，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整所述混合液的ph至7.0～7.5，在50℃条件下搅拌30min并保持ph稳定，离心后得到上清液。其中，将干燥的脱脂豆粕经过研磨粉碎后过60目筛，结合过筛后的脱脂豆粕与碱液的质量比为1:10，能够提高大豆蛋白的溶出率。将ph调整至7.0～7.5，能够有效提高蛋白质的溶解度，防止蛋白质脱氨、脱羧、肽键断裂，产生有毒化合物。50℃条件下搅拌有利于提高蛋白质的提取率。同时，50℃条件下搅拌30min可以减少碱液和温度对蛋白质结构的影响。
10.进一步地，所述方法还包括：酸沉，所述酸沉包括：用浓度为2mol/l的hcl调整所述上清液的ph至4.4～4.5，在20℃条件下搅拌均匀后静置30min，离心得到第一次沉淀。其中，ph至4.4～4.5可有效提高蛋白质的酸沉得率，20℃条件下搅拌能够使蛋白质具有较好的纯度和颜色。
11.进一步地，所述方法还包括：水洗，所述水洗包括：将所述第一次沉淀与水按照1:3的质量比混合，离心后，得到第二次沉淀，将所述第二次沉淀与水按照1:3的质量比混合后，再次离心，得到水洗后的蛋白质沉淀。
12.进一步地，所述方法还包括：ph偏移处理，所述ph偏移处理包括：将水洗后的蛋白质沉淀解碎，并用浓度为2mol/l的naoh溶液调整大豆蛋白溶液的ph至9.0～10.0，得到ph偏移后的大豆蛋白溶液。
13.进一步地，所述方法还包括：中和，所述中和的方法包括：将所述ph偏移后的大豆蛋白溶液用浓度为2mol/l的hci溶液进行中和，并将ph调整至7.0，中和温度为20℃，得到中和后的大豆蛋白溶液。其中，ph调整至7.0且中和温度为20℃能够保证蛋白质具有完整的四级结构。
14.进一步地，所述方法还包括：微射流空化处理，所述微射流空化处理包括：将所述中和后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为20～60mpa，处理时间3～5min，得到ph偏移-微射流空化处理的大豆蛋白溶液。
15.具体地，所述大豆蛋白溶液中的固形物含量为10～15％。
16.优选地，所述大豆蛋白溶液中的固形物含量为13％。
17.具体地，所述方法还包括：将所述大豆分离蛋白液在140℃条件下杀菌处理15s，然后再进行喷雾干燥，得到大豆分离蛋白粉，所述喷雾干燥的进风温度为180℃。
18.优选地，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整大豆蛋白溶液的ph至10.0。
19.优选地，将所述中和后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为40mpa，处理时间4min。
20.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供了一种降低大豆分离蛋白粘度的方法，该方法采用ph偏移联合微射流空化处理，ph偏移可将大豆蛋白溶液在碱性条件下处理一段时间后迅速调整至中性，在静电斥力的调控下使蛋白质分子的柔韧性得以提升。ph偏移改性蛋白具有绿色安全、对食品营养成分破坏较少等优点；微射流空化是集高压、高频振荡和空化效应等多个操作于一体的物理改性技术，空化效应是利用压力增加ph偏移后的大豆蛋白溶液的运动能，空化会使ph偏移后的大豆蛋白溶液的局部压力低于该处的饱和蒸气压，从而形成空化气泡。当空化气泡到达高压区时会崩溃，进而产生微射流，同时产生高温和高压，经微射流空化处理后，大豆分离蛋白原本致密而复杂的分子结构变得疏松，较大的蛋白质聚集体发生解聚，使得其粘度降低。本发明利用ph偏移联合微射流空化处理改善大豆分离蛋白粘度的方法，可将两种改性手段融入到大豆分离蛋白的生产工艺之中，为低粘度大豆分离蛋白的生产和工业化应用提供技术支持。
附图说明
21.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将结合附图对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本公开实施例提供的蛋白质溶液的粘度对比图；
23.图2是本公开实施例提供的蛋白质溶液的平均粒径对比图；
24.图3是本公开实施例提供的蛋白质溶液的溶解度对比图。
具体实施方式
25.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本公开实施方式作进一步地详细描述。
26.实施例一
27.本公开提供了一种降低大豆分离蛋白粘度的方法，该方法包括：
28.碱提，碱提包括：在低温下干燥脱脂豆粕，将干燥的脱脂豆粕经过研磨粉碎后过60目筛，得到过筛后的脱脂豆粕，向过筛后的脱脂豆粕中加入碱液并混合均匀，过筛后的脱脂豆粕与碱液的质量比为1:10，得到混合液，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整混合液的ph至7.0，在50℃条件下搅拌30min并保持ph稳定，离心后得到上清液。
29.酸沉，酸沉包括：用浓度为2mol/l的hcl调整上清液的ph至4.5，在20℃条件下搅拌均匀后静置30min，离心得到第一次沉淀。离心的参数均为4000r/min离心5min。
30.水洗，水洗包括：将第一次沉淀与水按照1:3的质量比混合，离心后，得到第二次沉淀，将第二次沉淀与水按照1:3的质量比混合后，再次离心，得到水洗后的蛋白质沉淀。两次离心的参数均为4000r/min离心5min。
31.ph偏移处理，ph偏移处理包括：将水洗后的蛋白质沉淀解碎，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整大豆蛋白溶液的ph至9.0，搅拌1h，得到ph偏移后的大豆蛋白溶液。在实现时，可以采用搅拌的方式将水洗后的蛋白质沉淀解碎。
32.中和，中和的方法包括：将ph偏移后的大豆蛋白溶液与水混合均匀，并用浓度为2mol/l的hci溶液进行中和，并将ph调整至7.0，中和温度为20℃，得到中和后的大豆蛋白溶液。
33.将中和后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为20mpa，温度为25℃，采用amf-3微射流高压均质机(加拿大ats公司)处理时间5min，得到大豆分离蛋白液。
34.将大豆分离蛋白液在140℃条件下杀菌处理15s，然后再进行喷雾干燥，得到大豆分离蛋白粉，喷雾干燥的进风温度为180℃。
35.在本实施例中，具体地，大豆分离蛋白液中的固形物含量为10％。
36.实施例二
37.本公开提供了一种降低大豆分离蛋白粘度的方法，该方法包括：
38.碱提，碱提包括：在低温下干燥脱脂豆粕，将干燥的脱脂豆粕经过研磨粉碎后过60目筛，得到过筛后的脱脂豆粕，向过筛后的脱脂豆粕中加入碱液并混合均匀，过筛后的脱脂豆粕与碱液的质量比为1:10，得到混合液，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整混合液的ph至7.5，在50℃条件下搅拌30min并保持ph稳定，离心后得到上清液。
39.酸沉，酸沉包括：用浓度为2mol/l的hcl调整上清液的ph至4.4，在20℃条件下搅拌均匀后静置30min，离心得到第一次沉淀。离心的参数均为4000r/min离心5min。
40.水洗，水洗包括：将第一次沉淀与水按照1:3的质量比混合，离心后，得到第二次沉淀，将第二次沉淀与水按照1:3的质量比混合后，再次离心，得到水洗后的蛋白质沉淀。两次离心的参数均为4000r/min离心5min。
41.ph偏移处理，ph偏移处理包括：将水洗后的蛋白质沉淀解碎，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整大豆蛋白溶液的ph至10.0，搅拌1h，得到ph偏移后的大豆蛋白溶液。
42.中和，中和的方法包括：将ph偏移后的大豆蛋白溶液与水混合均匀，并用浓度为2mol/l的hci溶液进行中和，并将ph调整至7.0，中和温度为20℃，得到中和后的大豆蛋白溶液。
43.将中和后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为60mpa，温度为25℃，采用amf-3微射流高压均质机(加拿大ats公司)处理时间3min，得到大豆分离蛋白液。
44.将大豆分离蛋白液在140℃条件下杀菌处理15s，然后再进行喷雾干燥，得到大豆分离蛋白粉，喷雾干燥的进风温度为180℃。
45.在本实施例中，大豆分离蛋白液中的固形物含量为15％。
46.实施例三
47.本公开提供了一种降低大豆分离蛋白粘度的方法，该方法包括：
48.碱提，碱提包括：在低温下干燥脱脂豆粕，将干燥的脱脂豆粕经过研磨粉碎后过60目筛，得到过筛后的脱脂豆粕，向过筛后的脱脂豆粕中加入碱液并混合均匀，过筛后的脱脂豆粕与碱液的质量比为1:10，得到混合液，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整混合液的ph至7.2，在50℃条件下搅拌30min并保持ph稳定，离心后得到上清液。
49.酸沉，酸沉包括：用浓度为2mol/l的hcl调整上清液的ph至4.45，在20℃条件下搅拌均匀后静置30min，离心得到第一次沉淀。离心的参数均为4000r/min离心5min。
50.水洗，水洗包括：将第一次沉淀与水按照1:3的质量比混合，离心后，得到第二次沉淀，将第二次沉淀与水按照1:3的质量比混合后，再次离心，得到水洗后的蛋白质沉淀。两次离心的参数均为4000r/min离心5min。
51.ph偏移处理，ph偏移处理包括：将水洗后的蛋白质沉淀解碎，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整大豆蛋白溶液的ph至10.0，搅拌1h，得到ph偏移后的大豆蛋白溶液。
52.中和，中和的方法包括：将ph偏移后的大豆蛋白溶液与水混合均匀，并用浓度为2mol/l的hci溶液进行中和，并将ph调整至7.0，中和温度为20℃，得到中和后的大豆蛋白溶液。
53.将中和后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为40mpa，温度为25℃，采用amf-3微射流高压均质机(加拿大ats公司)处理时间4min，得到大豆分离蛋白液。
54.将大豆分离蛋白液在140℃条件下杀菌处理15s，然后再进行喷雾干燥，得到大豆分离蛋白粉，喷雾干燥的进风温度为180℃。
55.在本实施例中，大豆分离蛋白液中的固形物含量为13％。
56.对比例
57.本对比例与实施例三的不同之处在于没有进行ph偏移和微射流空化处理。
58.将本发明实施例一至实施例三以及对比例所得的大豆分离蛋白粉进行粘度、平均粒径和溶解度的测定，具体测定方法如下：
59.将本发明实施例一至实施例三以及对比例所得的四份大豆分离蛋白粉分别溶于蒸馏水中，配成浓度为10％(w/w)的蛋白质溶液，采用brookfield粘度计分别测定四份蛋白
质溶液的粘度，测定时选用2号转子，且转速为100r/min，剪切处理1min后记录四份蛋白质溶液的粘度，具体结果如图1所示。由图1可知，对比例所得的蛋白质溶液的粘度为93.3mpa
·
s，本发明实施例一所得的蛋白质溶液的粘度为33.7mpa
·
s，本发明实施例二所得的蛋白质溶液的粘度为22.0mpa
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s，本发明实施例三所得的蛋白质溶液的粘度为12.9mpa
·
s。综上所述，本发明实施例一至实施例三所得的三份蛋白质溶液相比于对比例具有较低的粘度，且实施例三提供的蛋白质溶液的粘度最低。
60.同时，对本发明实施例一至实施例三以及对比例所得的四份大豆分离蛋白粉的平均粒径测定，具体结果如图2所示。由图2可知，对比例所得的大豆分离蛋白粉的平均粒径为227.1mm，本发明实施例一所得的大豆分离蛋白粉的平均粒径为213.9mm，本发明实施例二所得的蛋白质粉的平均粒径为192.5mm，本发明实施例三所得的大豆分离蛋白粉的平均粒径为177.8mm。综上所述，本发明实施例一至实施例三所得的三份大豆分离蛋白粉相比于对比例具有较小的平均粒径，且实施例三提供的大豆分离蛋白粉的平均粒径最小。较小的平均粒径能够使大豆分离蛋白粉更容易被吸收。
61.对本发明实施例一至实施例三以及对比例所得的四份大豆分离蛋白粉的溶解度测定，具体结果如图3所示。由图3可知，对比例所得的大豆分离蛋白粉的溶解度为81.5％，本发明实施例一所得的大豆分离蛋白粉的溶解度为85.4％，本发明实施例二所得的蛋白质粉的溶解度为88.2％，本发明实施例三所得的大豆分离蛋白粉的溶解度为90.8％。综上所述，本发明实施例一至实施例三所得的三份大豆分离蛋白粉相比于对比例具有较高的溶解度，且实施例三提供的大豆分离蛋白粉的溶解度最高。较高的溶解度能够提高大豆分离蛋白粉的利用率。
62.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：
1.一种降低大豆分离蛋白粘度的方法，其特征在于，所述方法包括：用浓度为2mol/l的naoh溶液调整大豆蛋白溶液的ph至9.0～10.0，搅拌后用浓度为2mol/l的hcl调整所述大豆蛋白溶液的ph至7.0，得到ph偏移后的大豆蛋白溶液；将所述ph偏移后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为20～60mpa，处理时间3～5min，得到大豆分离蛋白液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：碱提，所述碱提包括：在低温下干燥脱脂豆粕，将干燥的脱脂豆粕经过研磨粉碎后过60目筛，得到过筛后的脱脂豆粕，向所述过筛后的脱脂豆粕中加入碱液并混合均匀，所述过筛后的脱脂豆粕与所述碱液的质量比为1:10，得到混合液，用浓度为2mol/l的naoh溶液调整所述混合液的ph至7.0～7.5，在50℃条件下搅拌30min并保持ph稳定，离心后得到上清液。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：酸沉，所述酸沉包括：用浓度为2mol/l的hcl调整所述上清液的ph至4.4～4.5，在20℃条件下搅拌均匀后静置30min，离心得到第一次沉淀。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：水洗，所述水洗包括：将所述第一次沉淀与水按照1:3的质量比混合，离心后，得到第二次沉淀，将所述第二次沉淀与水按照1:3的质量比混合后，再次离心，得到水洗后的蛋白质沉淀。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：ph偏移处理，所述ph偏移处理包括：将水洗后的蛋白质沉淀解碎，得到大豆蛋白溶液，将所述大豆蛋白溶液用浓度为2mol/l的naoh溶液调整ph至9.0～10.0，得到ph偏移后的大豆蛋白溶液。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：中和，所述中和的方法包括：将所述ph偏移后的大豆蛋白溶液用浓度为2mol/l的hci溶液进行中和，并将ph调整至7.0，中和温度为20℃，得到中和后的大豆蛋白溶液。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述中和后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为20～60mpa，处理时间3～5min，得到ph偏移-微射流空化处理的大豆蛋白溶液。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述ph偏移-微射流空化处理的大豆蛋白溶液调整固形物含量为10～15％，在140℃条件下杀菌处理15s，然后再进行喷雾干燥，得到大豆分离蛋白粉，所述喷雾干燥的进风温度为180℃。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述中和后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为40mpa，处理时间4min。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述大豆蛋白溶液中的固形物含量为13％。

技术总结
本发明公开了一种降低大豆分离蛋白粘度的方法，属于大豆蛋白加工领域。所述方法包括：用浓度为2mol/L的NaOH溶液调整大豆蛋白溶液的pH至9.0～10.0，搅拌后用浓度为2mol/L的HCl调整所述大豆蛋白溶液的pH至7.0，得到pH偏移后的大豆蛋白溶液；将所述pH偏移后的大豆蛋白溶液进行微射流空化处理，且设置微射流压力为20～60MPa，处理时间3～5min，得到大豆分离蛋白液。本发明利用pH偏移联合微射流空化处理改善大豆分离蛋白粘度的方法，可将两种改性手段融入到大豆分离蛋白的生产工艺之中，为低粘度大豆分离蛋白的生产和工业化应用提供技术支持。持。持。


技术研发人员：谢凤英 王中江 康子孟 郭增旺 吴泽楠 孔月 李妍慧
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/6