一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法

申请号 CN201710092540.0 申请日 2017-02-21 公开(公告)号 CN107006674A 公开(公告)日 2017-08-04
申请人 范恒; 发明人 范恒;
摘要 本 发明 是关于一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于由下列步骤完成:小麦麸皮→ 脱脂 →高温a‑ 淀粉 酶酶解→ 碱 浸提→离心,取上清液→酸沉淀→离心,收集沉淀物→干燥→改性。琥珀酰化所引入的是带负电的琥珀羧基,电负性增加使 蛋白质 产生更强的静电斥 力 ,降低了氢键的结合,从而减弱了蛋白质之间的相互作用,增强了蛋白质与 水 的相互作用,从而提高了其溶解性。
权利要求

1.一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于由下列步骤完成:小麦麸皮→脱脂→高温a -淀粉酶酶解→浸提→离心,取上清液→酸沉淀→离心,收集沉淀物→干燥→改性→透析→干燥。
2.根据权利要求1所述的一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于高温a -淀粉酶的处理条件为95-100℃,固液比1:20-22,加入底物质量分数3-3.5%的a -淀粉酶,酶解
50-55分钟。
3.根据权利要求1所述的一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于碱浸提条件为控制料液比为1:15-20,通过滴加0.5-1.0mol/l的NaOH溶液,使pH为12-13,温度为50-
53℃,浸提3-3.5小时。
4.根据权利要求1所述的一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于酸沉淀条件为通过滴加0.5-1.0mol/l的HCL溶液,使pH为4.5-5.5,静置30-35分钟。
5.根据权利要求1所述的一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于离心速度为4500-5000r/min,离心20-25分钟。
6.根据权利要求1所述的一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于改性的方式为酰化改性。
7.根据权利要求6所述的酰化改性,其特征在于利用琥珀酸酐与基酸中的亲核基团发生亲核取代反应,反应条件为pH8-8.5,于35-38℃反应1.5-2小时。
8.根据权利要求7所述琥珀酸酐,其特征在于其用量为蛋白质量的15-18%。

说明书全文

一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法

技术领域

[0001] 本发明主要涉及食品加工领域,尤其是一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法。

背景技术

[0002] 麸皮蛋白质可用作蛋白质营养强化剂,从食品行业发展的潮流看,植物性来源的蛋白质在膳食补充和食品加工中的地位也越发重要。人们为了减少对身体不利的饱和脂肪酸的摄入,不宜过多的食用动物性蛋白质。植物性蛋白质不仅可以弥补膳食中蛋白质的不足,还含有一些有生理活性的物质,具有一些非常重要的功能特性,另外,麸皮蛋白质还可以代替鸡蛋清,作为发泡剂,用于糕点、面包,而且可以防止食品老化,也可以用于食品中增加食品的保油性等。
[0003] 小麦麸质蛋白是小麦淀粉生产过程中形成的副产物,具有高达72-85%的蛋白含量,是多形化的多肽混合物,由五十多种成分组成,其成分的分子量在3万到几百万之间。osbome(l906)的研究结果显示:小麦麸质蛋白按其溶解度可分为四种:溶于的清蛋白,溶于盐溶液但不溶于水的球蛋白,溶于70-90%乙醇溶液的醇溶蛋白,不溶于中性盐溶液或乙醇的麦谷蛋白。麦谷蛋白还可分为高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)。HMW-GS在小麦麸质蛋白三维网络形成过程中起了很主要的作用,HMW-GS形成线性结构和网络结构,而LMW-GS则形成聚集体,部分LMW-GS形成支链生长在线形HMW-GS分子链上,醇溶蛋白则均匀地分散于蛋白质空隙中,类似于填料。在小麦麸质蛋白中,约80-
90%是醇溶蛋白和麦谷蛋白,称为储存蛋白,其中,醇溶蛋白决定小麦面团的粘性,麦谷蛋白赋予小麦麸质蛋白弹性。两种储存蛋白均还有丰富的谷酸(主要以谷氨酞胺形式存在)与脯氨酸。小麦麸质蛋白分子间的非共价键如氢键、离子键与疏水键等可以促进麦醇溶蛋白与麦谷蛋白团聚,从而影响小麦麸质蛋白的结构与物理性质。
[0004] 小麦麸质蛋白不仅具有极强的吸水性、持水性、粘弹性、延展性、薄膜成型性和热凝固性、生物相容性和生物降解性,可以作为高分子原料来代替传统的石油衍生材料。小麦麸质蛋白本身具有独特的氨基酸组成,使小麦麸质蛋白具有独特的粘弹性;但由于小麦麸质蛋白含有较多的疏水性氨基酸和不带电荷的氨基酸,分子内疏水作用区域较大,溶解度较低,在进一步开发应用小麦麸质蛋白上有很大局限性。要提高小麦麸质蛋白的利用率,必须通过改性增大其溶解性或使其良好地分散于溶液体系。刘金阳在《燕麦分离蛋白的酰化改性及应用研究》中利用琥珀酸酐与乙酸酐作为酰化剂对燕麦分离蛋白进行酰化改性,改善其功能性质上的缺陷,从而拓宽其应用范围,使其能够满足相关食品行业的需求,更好地应用于食品加工领域中。本发明通过对比小麦麸质蛋白与燕麦分离蛋白,并通过酰化改性小麦麸质蛋白,以提高其利用率。

发明内容

[0005] 本发明为了增加小麦麸质蛋白的利用率,提高小麦麸皮附加值,通过优化、改进提取方法,酰化改性等方式增加其溶解性,提供一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法。
[0006] 一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于由下列步骤完成:1)、将小麦麸皮碾碎过筛,加入3-5倍量70-90%乙醇溶液,震荡脱脂,过滤并重复2-3次,回收乙醇,将所得麸皮粉干燥,过筛;
2)、将步骤1所得麸皮粉加入20-22倍量水,加入底物质量分数3-3.5%的高温a -淀粉酶,于95-100℃恒温酶解50-55分钟;
3)、将步骤2所得物灭酶后,通过滴加0.5-1.0mol/l的NaOH溶液,使pH为12-13,于50-53℃恒温浸提3-3.5小时,于4500-5000r/min,离心20-25分钟留取上清液;
4)、将步骤3所得上清液通过滴加0.5-1.0mol/l的HCL溶液,使pH为4.5-5.5,静置30-35分钟,于4500-5000r/min,离心20-25分钟,收集沉淀物;
5)、将步骤4所得沉淀物经干燥、过筛,用蒸馏水稀释,调节pH为8-8.5,于35-38℃,向溶液中逐渐加入蛋白质量的15-18%的琥珀酸酐,充分反应,直至溶液pH稳定在8-8.5,中和pH,于4-6℃透析2-2.5小时,冷冻干燥
[0007] 本发明的优点是:本发明为突破提酸沉提麦麸蛋白的局限性,对工艺进行进一步的改良,新增了对原料的酶解预处理工艺,此法在减小液料比的同时,还提高了蛋白质的提取效率。酰化改性利用琥珀酸酐与氨基酸中的亲核基团发生亲核取代反应,减弱了蛋白质分子间的作用,反应过程中蛋白质分子表面的净负电荷增多,蛋白质二级结构伸展,从而导致了蛋白质的功能性质发生变化。酰化改性除了可以保持蛋白质的营养价值之外,还可以改善色泽以及不良气味。酰化反应具有操作较为简便,既能提高蛋白质的溶解性,又能使蛋白质的三、四级结构不受到破坏。

具体实施方式

[0008] 下面通过具体实施例进一步说明本发明。
[0009] 实施例一一种小麦麸质蛋白的提取与改性方法,其特征在于由下列步骤完成:
1)、将小麦麸皮碾碎过筛,加入3倍量80%乙醇溶液,震荡脱脂,过滤并重复3次,回收乙醇,将所得麸皮粉干燥,过筛;
2)、将步骤1所得麸皮粉加入20倍量水,加入底物质量分数3%的高温a -淀粉酶,于95℃恒温酶解50分钟;
3)、将步骤2所得物灭酶后,通过滴加0.5mol/l的NaOH溶液,使pH为12,于50℃恒温浸提
3小时,于4500r/min,离心20分钟留取上清液;
4)、将步骤3所得上清液通过滴加0.5mol/l的HCL溶液,使pH为4.5,静置30分钟,于
4500r/min,离心25分钟,收集沉淀物;
5)、将步骤4所得沉淀物经干燥、过筛,用蒸馏水稀释,调节pH为8.5,于35℃,向溶液中逐渐加入蛋白质量的15%的琥珀酸酐,充分反应,直至溶液pH保持在8.5,中和pH,于4℃透析
2小时,冷冻干燥。
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