一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法技术

本发明专利技术公开一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法。以乳清分离蛋白碱性蛋白酶水解物和半乳糖为美拉德反应的原料，在超声辅助水浴的条件下制备具有抗氧化活性的美拉德反应产物。本发明专利技术利用超声特有空穴作用所产生巨大的压力、剪切力、湍流和激烈的搅拌，来改变原料的特性。制备的美拉德反应产物具有较好的抗氧化性，其抗氧化能力高于常用食品抗氧化剂VC(0.1mg/mL)，并且有天然抗氧化剂高效，低毒等特点。本发明专利技术以乳清分离蛋白作为反应的原料，可以提高其利用率。

A method based on ultrasonic assisted preparation of high antioxidant whey protein hydrolysate products of Ladd reaction

The invention discloses a method based on ultrasonic assisted preparation of high antioxidant whey protein to hydrolyze the product of the Ladd reaction. Whey protein isolate alkaline protease hydrolysate and galactose were used as Maillard reaction raw materials, and the Maillard reaction products with antioxidant activity were prepared under the condition of ultrasonic assisted water bath. The invention makes use of the huge pressure, shear force, turbulence and intense agitation to change the properties of the raw material by using the special cavity effect of ultrasonic. The Maillard reaction product prepared has better antioxidant activity, its antioxidant capacity is higher than the commonly used food antioxidant VC (0.1mg/mL), and has the characteristics of natural antioxidants, high efficiency, low toxicity and so on. The invention can improve its utilization by using whey protein as the raw material for reaction.

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法
本专利技术涉及食品科学领域，具体涉及一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法。
技术介绍
乳清蛋白由于其易消化吸收、价格低廉、含有多种必需氨基酸等特点被认为是一种较为优质的蛋白资源。由于乳清蛋白其潜在的生物活性及功能性质，不仅使其在食品行业有较好的应用前景，在药物学及生物医学方面也有较好的潜在利用价值。大量研究证实机体的衰老和很多慢性疾病与活性氧等机体内存在的自由基有关，为了去除自由基，常常需要添加外源抗氧化剂，即药物和食物。但是药物会对人体产生毒副作用，而食物抗氧化剂一般都是天然，与药物相比安全指数较高。因此，为了开发天然的抗氧化物质，乳清蛋白因其具有较好的性质而被发掘研究。研究发现，乳清蛋白通过酶解后可以得到具有抗氧化特性的肽片段，其抗氧化性高于蛋白质及氨基酸，但却远低于合成抗氧化剂，这使其发展和应用受到限制。近年来，利用美拉德反应改善蛋白质的抗氧化性已被研究，并且随着不断的研究发现，蛋白水解后得到的产物中含有一些小分子的肽片段，有更多的ε-氨基基团，会更加容易发生美拉德反应且得到产物的抗氧化性更强。超声波被认为是一种绿色的环保技术。蛋白质经过超声处理，其结构会发生变化，功能特性会有所改善。此外，超声波在促进蛋白质美拉德反应进程、提高反应产物功能特性等方面也有许多报道。然而，关于超声辅助蛋白水解物的美拉德反应还未见报道。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法，一定超声条件下制备的美拉德反应产物具有较好的抗氧化性。本专利技术主要以乳清分离蛋白碱性蛋白酶水解物及半乳糖为美拉德反应的原料，反应在超声辅助水浴条件下进行，最终得到具有较强抗氧化能力的美拉德反应产物。本专利技术为实现以上技术目的，提供一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法，具体步骤如下；步骤一、将乳清蛋白进行水解得到所述蛋白水解物。步骤二、将所述的蛋白水解物和还原糖配成溶液，室温下按一定比例在反应容器进行充分地混合。步骤三、将混合液置于所述的超声水浴装置中，使混合液在一定温度下进行美拉德反应。步骤四、将反应结束后的反应物进行冰浴冷却，得到的黄色至红褐色液体为所述美拉德反应产物。本专利技术中，蛋白为乳清分离蛋白(蛋白含量≥90％)，所述还原糖为半乳糖。本专利技术中，蛋白水解条件为：配备质量浓度为5g/100mL乳清分离蛋白溶液，充分溶解后向其加入碱性蛋白酶(V(酶)：m(底物)＝2:100)进行水解，水解时间3h，水解温度65℃，水解过程中用1mol/LNaOH溶液保持水解溶液的pH值为8.5。水解结束后立即沸水浴进行灭酶，恢复室温后用1mol/LHCl溶液调节水解液pH为7.0，然后4500g下离心10min，获得的上清液为所述乳清分离蛋白水解物。冷干成粉后低温贮藏。本专利技术中，冻干后的乳清分离蛋白水解物配制成30mg/mL的溶液，加入30mg/mL半乳糖混合，混合比例为1:1使其完全溶解，用1mol/L的NaOH溶液调节反应溶液的pH至7.0～8.0。本专利技术中，在90℃温度的水浴锅中，超声水浴装置超声功率200W，超声仪器的探头直径约为6mm，插入液面以下1.5cm左右，5s-on-5s-off。反应时间为180min，反应温度为90℃，超声水浴时间为反应开始的0min，15min，30min，45min，60min，相应剩余单独水浴时间为180min，165min，150min，135min，120min。一种由上述基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法制成的较好的抗氧化性美拉德反应产物。本专利技术的优点是：超声条件下所得到的美拉德反应产物具有较好的抗氧化性，具有天然高效、低毒等特点。本专利技术以乳清分离蛋白作为原料，提高了乳清蛋白的利用率。具体实施方式以下实施例中所用物质成分若无特别说明，均可通过商业途径获得。实例1制备乳清分离蛋白水解物：配制浓度为50mg/mL乳清分离蛋白溶液，加入碱性蛋白酶(V(酶)：m(底物)＝2:100)后，水解时间3h，水解温度65℃，水解过程中用1mol/LNaOH溶液保持水解溶液的pH值为8.5。水解时间达到时，将溶液煮沸10min使酶灭活，迅速冰浴冷却至室温，用1mol/L盐酸溶液调水解物pH至7.0。然后4500g下离心10min，获得的上清液即为乳清分离蛋白水解物，冷冻干燥后低温贮藏。美拉德反应产物的制备将冻干后的乳清分离蛋白水解物配制成30mg/mL的溶液，加入30mg/mL半乳糖混合，混合比例为1:1使其完全溶解。用1mol/L的NaOH溶液调节反应溶液的pH至8.0后使其发生美拉德反应。反应条件为超声功率200W，反应温度90℃，反应时间180min(超声辅助水浴时间为反应开始的0min，相应剩余水浴时间为180min)，超声仪器的探头直径约为6mm，插入液面以下1.0-1.5cm左右，5s-on-5s-off，反应后迅速冰浴冷却至室温，得到的产物为乳清分离蛋白水解物-半乳糖美拉德反应产物。实例2制备乳清分离蛋白水解物与实例1相同。制备乳清分离蛋白水解物-半乳糖美拉德反应产物步骤同实例1，不同之处在于超声辅助水浴时间为反应开始的15min，相应剩余水浴时间为165min。实例3制备乳清分离蛋白水解物与实例1相同。制备乳清分离蛋白水解物-半乳糖美拉德反应产物步骤同实例1，不同之处在于超声辅助水浴时间为反应开始的30min，相应剩余水浴时间为150min。实例4制备乳清分离蛋白水解物与实例1相同。制备乳清分离蛋白水解物-半乳糖美拉德反应产物步骤同实例1，不同之处在于超声辅助水浴时间为反应开始的45min，相应剩余水浴时间为135min。实例5制备乳清分离蛋白水解物与实例1相同。制备乳清分离蛋白水解物-半乳糖美拉德反应产物步骤同实例1，不同之处在于超声辅助水浴时间为反应开始的60min，相应剩余水浴时间为120min。对乳清分离蛋白水解物-半乳糖美拉德反应产物的抗氧化性进行评价：对美拉德反应产物的ABTS+自由基清除能力的测定：7.0mmol/LABTS与2.45mmol/L过硫酸钾混合，避光室温放置12～16h。将混合液在734nm处的吸光值用缓冲液(pH4.4，20mmol/L乙酸钠)稀释至0.7±0.02，取3.0mL稀释过的溶液与40μL样品液混合，计时6min后测定734nm的吸光值。清除率公式如下：ABTS+自由基清除能力(％)＝(Ao-As)/Ao×100式中：Ao－对照组的吸光度；As－加入样品后的吸光值。通过表1可知，超声辅助制备的美拉德反应产物的ABTS+自由基清除能力高于未超声处理的美拉德反应产物，说明超声作用对乳清分离蛋白水解物-半乳糖美拉德反应产物的抗氧化性具有增强作用，并且其抗氧化能力显著高于常用食品抗氧化剂VC。表1：美拉德反应产物与抗氧化剂自由基清除能力比较结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法，其特征在于：(1)将乳清蛋白进行水解得到所述蛋白水解物；(2)将所述的蛋白水解物和还原糖配成溶液，室温下按一定比例在反应容器进行充分地混合；(3)将混合液置于超声水浴装置中，使混合液在一定温度下进行美拉德反应，超声功率200W，超声探头深入反应液面下1.0‑1.5cm；(4)将反应结束后的反应物进行冰浴冷却，得到的黄色至红褐色液体为所述美拉德反应产物。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法，其特征在于：(1)将乳清蛋白进行水解得到所述蛋白水解物；(2)将所述的蛋白水解物和还原糖配成溶液，室温下按一定比例在反应容器进行充分地混合；(3)将混合液置于超声水浴装置中，使混合液在一定温度下进行美拉德反应，超声功率200W，超声探头深入反应液面下1.0-1.5cm；(4)将反应结束后的反应物进行冰浴冷却，得到的黄色至红褐色液体为所述美拉德反应产物。2.根据权利要求1所述的一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法，其特征在于，所述的蛋白为乳清分离蛋白(蛋白含量≥90％)，所述还原糖为半乳糖。3.根据权利要求1所述的一种基于超声辅助制备高抗氧化性乳清蛋白水解物美拉德反应产物的方法，其特征在于，步骤(1)所述蛋白水解条件为碱性蛋白酶进行水解，V(酶)：m(底物)＝2:100，水解时间3h，水解温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓东，张秀秀，刘璐，杜玲玲，巩燕妮，夏琪娜，曲秀伟，陈萍，王海霞，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23