本发明专利技术涉及有纳米材料技术领域，提供了一种短直链淀粉‑蛋白纳米颗粒及其制备方法和应用。本发明专利技术将短直链淀粉溶液和蛋白混合，于4℃下回生处理8～12h后，离心，冷冻干燥，得到短直链淀粉‑蛋白纳米颗粒；其中，所述短直链淀粉干基与所述蛋白的质量比为10:1～10:7.5。制备得到的短直链淀粉‑蛋白纳米颗粒随着蛋白种类和比例的变化，呈现不同的形貌，稳定性好，凝胶结构增强，可用于食品凝胶改良剂。
A short straight chain starch protein nano particle and preparation method and application thereof
The present invention relates to the technical field of nano materials, a short amylose protein nano particle and preparation method and application thereof are provided. The invention will be short of amylose and protein mixed solution, to 4 DEG C retrogradation treated for 8 ~ 12h after centrifugation, freeze drying, be short of amylose protein nanoparticles; among them, the quality of the short chain dry starch and the protein ratio of 10:1 to 10:7.5. The prepared short amylose protein nanoparticles with changes in protein type and proportion, show different morphology, good stability, gel structure enhancement, gel modifier can be used for food.
【技术实现步骤摘要】
一种短直链淀粉-蛋白纳米颗粒及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米材料
，具体地说是一种以淀粉和蛋白为原料制备的杂合纳米颗粒。
技术介绍
食品凝胶改良剂可提高食品的黏稠度，改善食品凝胶性，从而改变食品的物理性状，赋予食品黏润、适宜的口感。中国目前批准使用的增稠剂品种有39种，多为一些食用胶，价格相对较高。淀粉作为价格低廉、来源广泛的天然原料，糊化后黏稠度较高，在改善食品凝胶性质方面，具有巨大的市场潜力。然而，淀粉凝胶具有不耐剪切、易老化等缺点，极大的限制了淀粉在凝胶改良剂方面的应用。通过预糊化、湿热、干热改性、化学接枝等方法，可以提高淀粉的凝胶特性，但是普通的物理方法改善凝胶的效果不显著，化学接枝的方法又存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种绿色安全、低成本的短直链淀粉和蛋白杂合制备的纳米颗粒及其制备方法，制备的纳米颗粒能够显著改善淀粉凝胶结构及性质，可用于食品凝胶的改良剂。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种短直链淀粉-蛋白纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：调整短直链淀粉溶液的pH值为7.0～11.0；将所述短直链淀粉溶液和蛋白混合，于4～25℃下回生处理8～12h，离心，将离心得到的沉淀物冷冻干燥，得到短直链淀粉-蛋白纳米颗粒；其中，所述短直链淀粉溶液以淀粉干基计，与所述蛋白的质量比为10:1～10:7.5。优选的，所述短直链淀粉溶液的质量体积浓度为10～25％。优选的，所述短直链淀粉溶液由淀粉乳糊化后，经酶解脱支制备而成。更优选的，所述淀粉乳为淀粉与pH值为4.0～5.5的磷酸二氢钠-柠檬酸缓冲液混合制备而成。更优选的，所述淀粉乳的质量体积浓度为10～25％。优选的，所述酶解脱支用酶为普鲁兰酶，所述酶用量为5～15NPUN/g·淀粉干基；所述酶解脱支的温度为50～65℃，酶解脱支的时间为6～12h。优选的，所述酶解脱支后还包括灭酶的步骤。本专利技术中，所述蛋白为大豆分离蛋白、大米蛋白和乳清分离蛋白中的一种或多种。本专利技术的另外一个目的是提供上述方法制备得到的短直链淀粉-蛋白纳米颗粒。本专利技术的另外一个目的是提供上述短直链淀粉-蛋白纳米颗粒在凝胶改良剂中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的方法向短直链淀粉纳米颗粒中原位添加蛋白制备杂合纳米颗粒，制备的纳米颗粒随着蛋白种类和比例的变化，呈现不同的形貌。纳米颗粒大小与形貌与凝胶结构有直接关系。纳米级的颗粒容易嵌合到凝胶的网络结构中，形成类似于凝胶结点的状态，从而增强凝胶的强度。形貌方面，舒展的结构像花状的结构，相比较闭合的圆球状纳米颗粒来说，更有利于缠绕于凝胶结构中，增强凝胶结构的稳定性。本专利技术制备的短直链淀粉-蛋白纳米颗粒具有较高的热稳定性，适于食品加工过程。并且本专利技术在短直链淀粉纳米颗粒中原位添加天然蛋白后，对于淀粉糊化液的凝胶结构具有较好的改善作用，主要表现在凝胶的弹性增强。本专利技术的制备条件温和，制备过程绿色安全，成本低，有利于工业化生产。附图说明图1为不同比例短直链淀粉-大豆分离蛋白纳米颗粒的透射图，其中，按短直链淀粉与大豆分离蛋白的质量比计，A.10:1，B.10:2.5，C.10:5，D.10:7.5；图2为不同比例短直链淀粉-大米蛋白蛋白纳米颗粒的透射图，其中，按短直链淀粉与大豆分离蛋白的质量比计，A.10:1，B.10:2.5，C.10:5，D.10:7.5；图3为不同比例短直链淀粉-乳清分离蛋白纳米颗粒的透射图，其中，按短直链淀粉与大豆分离蛋白的质量比计，A.10:1，B.10:2.5，C.10:5，D.10:7.5；图4为不同短直链淀粉-大豆分离蛋白纳米颗粒在角频率范围0.1-100rad/s内，对玉米淀粉糊化液储能模量(G')的影响；图5为不同短直链淀粉-大豆分离蛋白纳米颗粒在角频率范围0.1-100rad/s内，对玉米淀粉糊化液损耗角正切(tanδ)的影响；图6为不同短直链淀粉-大米蛋白纳米颗粒在角频率范围0.1-100rad/s内，对玉米淀粉糊化液储能模量(G')的影响；图7为不同短直链淀粉-大米蛋白纳米颗粒在角频率范围0.1-100rad/s内，对玉米淀粉糊化液损耗角正切(tanδ)的影响；图8为不同短直链淀粉-乳清分离蛋白纳米颗粒在角频率范围0.1-100rad/s内，对玉米淀粉糊化液储能模量(G')的影响；图9为不同短直链淀粉-乳清分离蛋白纳米颗粒在角频率范围0.1-100rad/s内，对玉米淀粉糊化液损耗角正切(tanδ)的影响。具体实施方式本专利技术提供了一种短直链淀粉-蛋白纳米颗粒的制备方法，制备的纳米颗粒能够显著改善淀粉凝胶结构及性质。本专利技术的短直链淀粉-蛋白纳米颗粒制备方法包括以下步骤：调整短直链淀粉溶液的pH值为7.0～11.0；将所述短直链淀粉溶液和蛋白混合，于4℃下回生处理8～12h，离心，将离心后得到的沉淀物冷冻干燥，得到短直链淀粉-蛋白纳米颗粒。本专利技术中，优选所述短直链淀粉溶液的质量体积浓度为10～25％，更优选为11～15％。此浓度下,短直链淀粉的浓度超过短直链淀粉的临界点浓度(10％)，但此浓度下不会形成大量的聚集沉淀。短直链淀粉既能够很好的分散在水中，同时又能够自组装成淀粉纳米颗粒，在加入一定量的蛋白时，能够自组装成杂合纳米颗粒。本专利技术所用的短直链淀粉可以采用市售产品，将短直链淀粉溶于水中形成短直链淀粉溶液，用于制备短直链淀粉-蛋白纳米颗粒。本专利技术的短直链淀粉也可以自行进行制备。在本专利技术的实施例中，优选采用酶解方法直接制备短直链淀粉溶液。作为一种优选的实施方式，本专利技术短直链淀粉溶液由淀粉乳糊化后，经酶解脱支制备而成。本专利技术中，淀粉乳是由淀粉与磷酸二氢钠-柠檬酸缓冲液混合制备而成。本专利技术对淀粉的种类没有特殊限定，在本专利技术具体实施例中，优选采用玉米淀粉(CS)。本专利技术的磷酸二氢钠-柠檬酸缓冲溶液用于维持淀粉乳pH值的恒定，防止酶在处理过程中pH值发生变化引起酶解效率的降低。本专利技术中，所述磷酸二氢钠-柠檬酸缓冲液的pH值优选为4.0～5.5，更优选为4.6～5.0。此pH值状态下的缓冲液有利于保持酶的较高活性，提高淀粉乳酶解脱支效率。本专利技术中，优选制备得到的淀粉乳质量体积浓度为10～25％，更优选为15～20％，以利于酶解脱支的进行。将淀粉乳进行糊化。本专利技术对淀粉乳糊化的方法没有特殊限定，采用本领域中的常规糊化方法即可。在本专利技术中，优选采用水浴糊化。将所述淀粉乳进行水浴，使淀粉完全糊化。本专利技术中，水浴的温度优选为80～100℃，更优选为85～95℃；水浴糊化的时间优选为30～60min，更优选为40～50min。糊化之后，淀粉乳中的淀粉颗粒溶胀、崩解，淀粉链舒展，淀粉脱支酶才能在淀粉链分支处切断处理。所述糊化后，本专利技术优选将得到的糊化淀粉乳降温至55～60℃，以防止高温的糊化淀粉降低淀粉脱支酶活性。得到糊化淀粉乳后，本专利技术将所述糊化淀粉乳进行酶解脱支，得到短直链淀粉。本专利技术中，所述酶解脱支用酶为淀粉脱支酶，所述淀粉脱支酶优选为普鲁兰酶。本专利技术中，所述普鲁兰酶的酶用量为5～15NPUN/g·淀粉干基，更优选为7～13NPUN/g·淀粉干基。本专利技术中，所述酶解脱支的温度优选为50～65℃，更优选为55～60℃；酶解脱支的时间优选为6～12h，更优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种短直链淀粉‑蛋白纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：调整短直链淀粉溶液的pH值为7.0～11.0；将所述短直链淀粉溶液和蛋白混合，于4～25℃下回生处理8～12h，离心，将所述离心得到的沉淀物冷冻干燥，得到短直链淀粉‑蛋白纳米颗粒；其中，所述短直链淀粉溶液以淀粉干基计，与所述蛋白的质量比为10:1～10:7.5。
【技术特征摘要】
1.一种短直链淀粉-蛋白纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：调整短直链淀粉溶液的pH值为7.0～11.0；将所述短直链淀粉溶液和蛋白混合，于4～25℃下回生处理8～12h，离心，将所述离心得到的沉淀物冷冻干燥，得到短直链淀粉-蛋白纳米颗粒；其中，所述短直链淀粉溶液以淀粉干基计，与所述蛋白的质量比为10:1～10:7.5。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述短直链淀粉溶液的质量体积浓度为10～25％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述短直链淀粉溶液由淀粉乳糊化后，经酶解脱支制备而成。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述淀粉乳为淀粉与pH值为4.0～5.5的磷酸二氢钠-柠檬酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆杰，熊柳，李晓静，卢浩，李曼，赵梅，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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