一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法技术

技术编号:20371492 阅读:30 留言:0更新日期:2019-02-19 19:15
本发明专利技术公开了一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法,是以碎米为原料,采用碱提酸沉法从中提取大米谷蛋白,将大米谷蛋白与磷酸化试剂三聚磷酸钠混合,调节pH值,在一定温度下反应一段时间后,再经过离心、水洗、真空冷冻干燥等步骤,获得磷酸化的大米谷蛋白。本发明专利技术磷酸化大米谷蛋白的蛋白溶解性>90%,乳化性>20m

A Phosphorylation Method for Improving the Functional Properties of Rice Glutenin

The invention discloses a method for improving the functional properties of rice glutenin by phosphorylation treatment, which is based on broken rice as raw material, extracts rice glutenin from it by alkali extraction and acid precipitation method, mixes rice glutenin with phosphorylation reagent sodium tripolyphosphate, adjusts the pH value, reacts at a certain temperature for a period of time, and then obtains phosphorus through centrifugation, water washing, vacuum freeze-drying and other steps. Acidified rice glutenin. The phosphorylated rice glutenin has a protein solubility of > 90% and an emulsifying property of > 20m.

【技术实现步骤摘要】
一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法
本专利技术涉及植物蛋白改性
,具体涉及一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法。
技术介绍
大米作为一种传统的大宗主食品,除了满足人们日常的膳食需求外,也是食品工业的重要原料,主要用于味精、淀粉糖、酿酒的生产,但这些产品的生产充分利用的是大米淀粉部分,而蛋白部分常常作为下脚料没有得到充分利用。大米中蛋白质含量7-8%,蛋白质营养价值高,具有氨基酸组成合理、生物学效价高和过敏性低等特点。但是由于大米蛋白的溶解度低,限制了其在食品工业中的应用。因此,需要对天然大米蛋白的结构进行修饰以改善其溶解性和与水的相互作用来促进其应用。目前,对大米蛋白改性的方法主要有:1、物理方法:物理改性是指利用热、机械振荡、电磁场、射线等物理作用形式改变蛋白质的高级结构和分子间的聚集方式,一般不涉及蛋白质的一级结构。2、化学方法:化学方法包括对氨基酸残基的酰化、去酰胺、磷酸化、糖基化(利用美拉德反应)、共价交联、水解以及氧化等,主要是对残基上的氨基、羟基、巯基以及羧基等进行的化学反应,改性的本质是通过改变蛋白质的结构和构象以及净电荷、疏水基团等诸方面,改善其功能特性,包括溶解性、表面性质、吸水性、凝胶性以及热稳定性等。3、生物酶法:酶修饰技术主要是利用蛋白水解酶、转氨酶、氧化酶等,对蛋白质的肽链进行修饰,或减小肽链长度,或通过肽链间的交联来增加蛋白质分子大小,最终整体上达到肽链的修饰目的并改善蛋白质的某些功能性质。现有大米谷蛋白的改性技术中,如物理方法涉及到使用价格昂贵的设备,生产成本高,很难实现连续化生产。而生物酶法改性在水解过程中蛋白质的-S-S-有部分被破坏,且酶法水解的程度不易控制。本专利技术使用的磷酸化改性技术所涉及的设备制造成本低,且蛋白质的天然结构可以得到保持。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法,本方法能够改善大米谷蛋白的溶解性、乳化性、发泡性等功能特性。本专利技术方法新颖,安全高效,并且本专利技术所涉及的生产设备制造成本较低,易于实现连续化生产。本专利技术通过磷酸化改性,引进磷酸根基团增加了蛋白质的电负性,提高了蛋白质分子之间的静电斥力,使之更易分散到水相中,因而提高了其溶解性、乳化性和发泡性。本专利技术采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法,包括如下步骤:步骤1:以碎米为原料,研磨过100目筛后,将碎米粉与蒸馏水以1g:10mL的比例混合,室温下搅拌2小时后离心,将所得沉淀物与浓度为5wt%的NaCl溶液以1g:10mL的比例混合,室温下搅拌2小时后离心,将所得沉淀物与浓度为0.05M的NaOH溶液以1g:10mL的比例混合,室温下搅拌2小时后离心,取上清液,使用1M的HCl溶液调节上清液的pH值至5.4,离心取沉淀,水洗后冷冻干燥,得到大米谷蛋白;将获得的大米谷蛋白加入pH值7.0的磷酸盐缓冲液中,混合均匀,形成1-10%(w/v)浓度的蛋白质分散液;步骤2:向步骤1获得的蛋白质分散液中加入磷酸化试剂,用NaOH溶液调节pH值为8-10,并在整个过程间歇添加NaOH溶液以维持分散液的pH值恒定,30-60℃下反应1-3小时;步骤3:步骤2反应结束后用酸调pH值至5.4,搅拌,离心,水洗沉淀,将所得沉淀分散在水溶液中,调pH值至7.0,冷冻干燥,得到磷酸化大米谷蛋白。步骤2中,所述磷酸化试剂为三聚磷酸钠,磷酸化试剂的添加质量为大米谷蛋白质量的1-7%。步骤3中,所述酸为盐酸、硫酸或柠檬酸。磷酸化改性蛋白质的原理是通过引进磷酸根基团增加蛋白质的电负性,提高蛋白质分子之间的静电斥力,使之更易分散,因而会提高其溶解性、乳化性、发泡性等性质。常用的磷酸化试剂有三聚磷酸钠、三偏磷酸钠、三氯氧磷等。三聚磷酸钠是FDA允许使用的食品添加剂,它在对蛋白质进行磷酸化改性的同时,也可改善食品蛋白质的功能特性,且并不影响食品蛋白质的消化率。本专利技术使用三聚磷酸钠作为磷酸化改性试剂,大米谷蛋白经过改性后,其溶解性、乳化性、发泡性等功能特性得到显著改善。与已有技术相比,本专利技术的有益效果体现在:1、本专利技术所使用的磷酸化改性试剂是三聚磷酸钠,它是FDA允许使用的食品添加剂,保证了产品的安全性。2、利用三聚磷酸钠对大米谷蛋白进行化学改性,与传统酶法改性和物理改性相比,本方法所得到的改性大米谷蛋白变性程度低,功能特性也得到了显著提高。3、本专利技术制备的磷酸化改性大米谷蛋白,与天然大米谷蛋白相比,其溶解性由6.5%增加到90.2%,乳化性由12.4m2/g增加到29.4m2/g,乳化稳定性由61.9%增加到80.1%,发泡性由8.9%增加到12.9%,泡沫稳定性由86.2%增加到96.5%。由此可知,磷酸化改性后使得大米谷蛋白溶解性得到显著提高,进而改善了大米谷蛋白的乳化性和发泡性等功能特性,拓展了大米谷蛋白在食品工业中的应用。4、本专利技术方法工艺简单,无环境污染,涉及的生产设备制造成本低,适合工业化生产。附图说明图1是实施例1中三聚磷酸钠不同添加量对大米谷蛋白溶解性(a)、乳化性和乳化稳定性(b)以及发泡性和泡沫稳定性(c)的影响。从图1中可以看出,添加7%的三聚磷酸钠得到的磷酸化大米谷蛋白,其溶解性、乳化性和乳化稳定性以及发泡性和泡沫稳定性分别为88.0%、28.1m2/g、79.4%、12.31%和95.3%。经磷酸化改性后,大米谷蛋白的溶解性、乳化性和乳化稳定性以及发泡性和泡沫稳定性显著提高。图2是实施例2中三聚磷酸钠不同添加量对大米谷蛋白溶解性(a)、乳化性和乳化稳定性(b)以及发泡性和泡沫稳定性(c)的影响。从图2中可以看出,添加7%的三聚磷酸钠得到的磷酸化大米谷蛋白,其溶解性、乳化性和乳化稳定性以及发泡性和泡沫稳定性分别为90.2%、29.4m2/g、80.1%、12.9%和96.5%。经磷酸化改性后,大米谷蛋白的溶解性、乳化性和乳化稳定性以及发泡性和泡沫稳定性显著提高。图3是实施例3中三聚磷酸钠不同添加量对大米谷蛋白溶解性(a)、乳化性和乳化稳定性(b)以及发泡性和泡沫稳定性(c)的影响。从图3中可以看出,添加7%的三聚磷酸钠得到的磷酸化大米谷蛋白,其溶解性、乳化性和乳化稳定性以及发泡性和泡沫稳定性分别为85.0%、27.7m2/g、79.4%、12.4%和95.1%。经磷酸化改性后,大米谷蛋白的溶解性、乳化性和乳化稳定性以及发泡性和泡沫稳定性显著提高。具体实施方式非限定实施方式叙述如下:实施例1:1、以碎米为原料,研磨过100目筛后,将碎米粉与蒸馏水以1g:10mL的比例混合,室温下搅拌2小时后离心,将所得沉淀物与浓度为5wt%的NaCl溶液以1g:10mL的比例混合,室温下搅拌2小时后离心,将所得沉淀物与浓度为0.05M的NaOH溶液以1g:10mL的比例混合,室温下搅拌2小时后离心,取上清液,使用1M的HCl溶液调节上清液的pH值至5.4,离心取沉淀,水洗后冷冻干燥,得到大米谷蛋白;将大米谷蛋白加入pH值7.0的磷酸盐缓冲液中,混合均匀,形成1%(w/v)浓度的蛋白质分散液;2、加入磷酸化试剂(磷酸化试剂占大米谷蛋白的比例分别为1%、4%和7%),用NaOH溶液调节pH值为8.0,并在整个过程间歇添加NaOH溶液以维持分散液pH值恒定,反应本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法,其特征在于:是以碎米为原料,采用碱提酸沉法提取大米谷蛋白,以磷酸化试剂对提取的大米谷蛋白进行改性,获得磷酸化的大米谷蛋白。

【技术特征摘要】
1.一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法,其特征在于:是以碎米为原料,采用碱提酸沉法提取大米谷蛋白,以磷酸化试剂对提取的大米谷蛋白进行改性,获得磷酸化的大米谷蛋白。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于包括如下步骤:步骤1:以碎米为原料,研磨过100目筛后,将碎米粉与蒸馏水混合,室温下搅拌2小时后离心,将所得沉淀物与浓度为5wt%的NaCl溶液混合,室温下搅拌2小时后离心,将所得沉淀物与浓度为0.05M的NaOH溶液混合,室温下搅拌2小时后离心,取上清液,使用1M的HCl溶液调节上清液的pH值至5.4,离心取沉淀,水洗后冷冻干燥,得到大米谷蛋白;将获得的大米谷蛋白加入pH值7.0的磷酸盐缓冲液中,混合均匀,获得蛋白质分散液;步骤2:向步骤1获得的蛋白质分散液中加入磷酸化试剂,用NaOH溶液调节pH值为8-10,并在整个过程间歇添加NaOH溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈寒青王亚茹章宝范金磊杨琴
申请(专利权)人:合肥工业大学
类型:发明
国别省市:安徽,34

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