一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶及其方法技术

本发明专利技术公开了一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶及其方法，涉及食品加工技术领域，包括：S1、将植物蛋白溶于水中，搅拌至完全溶解，配制成蛋白水溶液，将蛋白水溶液加热，得到球状植物蛋白溶液；S2、将步骤S1中的球状植物蛋白溶液置于5

【技术实现步骤摘要】
一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶及其方法


[0001]本专利技术涉及食品加工
，具体涉及一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶及其方法，更具体涉及一种球状蛋白在低压电场作用下响应排列自组装成蛋白凝胶的方法及其制备得到的蛋白凝胶。

技术介绍

[0002]蛋白凝胶是由蛋白质分子聚集形成并能保持大量水分的三维网络，是一种常见的食品形式，日常生活中的豆腐、奶酪、鸡蛋羹、火腿肠和午餐肉等都属于蛋白凝胶。目前，在食品领域中主要通过传统技术手段如酸诱导、热诱导、盐诱导和酶诱导等来制备食用蛋白凝胶，所得到的蛋白凝胶往往是由随机取向的三维聚合物网络组成，其在生产、加工和储运等过程中易发生失稳，导致产品的营养价值和食品品质下降。蛋白凝胶的内部层次网络结构影响其内部力传导、流体运动以及形变，从而决定其持水性、稳定性、质构等其他食用品质和感官特性。各向异性水凝胶由于具有类似生物软组织的高度有序的三维网络结构，被赋予高机械强度、高持水性和热稳定性等优异功能特性。
[0003]动植物源食品的各向异性结构不仅可以满足其生理需要，还可为食品加工、储藏运输等提供参考和重要的指导意义，给予消费者丰富的感官体验和品质需求。在食品加工技术中，挤压技术和剪切技术是用来构建各向异性食品的常用手段。然而，相关产品的工艺和设计仍主要依赖于经验知识，且高能耗和对加工条件的高依赖程度，在一定程度上影响了加工效率和产品质量。因此，寻找绿色、低碳的加工技术高效构建具有各向异性结构的食物产品是十分必要的。
[0004]电场技术作为一种新型加工技术具有易操作控制、高效快速和能耗低等优良特点，在制备植物基食用蛋白凝胶方面具有很大的应用潜力。利用电场诱导丝蛋白的组装在生物材料领域中已具有广泛的运用，而在食品领域中，未有采用电场技术诱导具有各向异性结构的植物基蛋白凝胶形成的相关报道和专利申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶及其方法。
[0006]本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]本专利技术的第一方面提供一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将植物蛋白溶于水中，搅拌至完全溶解，配制成蛋白水溶液，将蛋白水溶液加热，得到球状植物蛋白溶液；
[0009]S2、将步骤S1中的球状植物蛋白溶液置于5
‑
20V低压电场下作用一定时间，电场强度为1.2
‑
3.0V/cm，温度维持在20
‑
30℃，得到蛋白凝胶。
[0010]作为本专利技术的一种具体实施方式，步骤S1中，所述蛋白水溶液的质量百分比浓度
为5
‑
15％。蛋白浓度太低，未有凝胶形成；蛋白浓度太高，得到的溶液太稠，不利于蛋白溶解，故本专利技术选用5％
‑
15％的蛋白溶液。
[0011]作为本专利技术的一种具体实施方式，所述植物蛋白选用大豆分离蛋白、花生蛋白中至少一种。
[0012]作为本专利技术的一种具体实施方式，步骤S1中，将所述蛋白水溶液于80
‑
95℃加热。优选地，将所述蛋白水溶液于80
‑
95℃水浴加热10
‑
30min。更优选地，将所述蛋白水溶液于85
‑
90℃水浴加热10
‑
30min。
[0013]作为本专利技术的一种具体实施方式，步骤S2中，将步骤S1中的球状植物蛋白溶液置于5
‑
20V、电场强度为1.2
‑
3.0V/cm的低压电场下作用1
‑
3h。优选地，将步骤S1中的球状植物蛋白溶液置于5
‑
15V、电场强度为1.2
‑
2.5V/cm的低压电场下作用1
‑
3h。更优选地，将步骤S1中的球状植物蛋白溶液置于5
‑
10V、电场强度为1.2
‑
2.0V/cm的低压电场下作用1
‑
3h。
[0014]作为本专利技术的一种具体实施方式，步骤S2中，温度维持在22
‑
28℃，更优选地，温度维持在25℃。
[0015]本专利技术通过向球状植物蛋白溶液施加低压电场处理，可以使球状蛋白在低压电场作用下响应排列自组装成蛋白凝胶，一方面，当向蛋白溶液施加一定的电场时，水发生电解反应，产生氢离子和氢氧根离子，随后离子沿浓度梯度向相反的电极移动，且电场也会加速离子的移动，当溶液局部pH值低于蛋白质的等电点时，凝胶形成；另一方面，蛋白质分子内部的氨基酸具有不同的带电基团，导致其在电场环境下具有一定的响应性，电场可促使蛋白质的分子结构和分子排列发生改变，导致蛋白凝胶的三维网络结构发生变化。本专利技术采用5
‑
20V、电场强度为1.2
‑
3.0V/cm的低压电场即可得到蛋白凝胶，而无需采用高电压处理，具有低能耗的优点。并且，本专利技术方法制备的蛋白凝胶易受环境因素的影响，在低温条件下，难以得到凝胶，只能得到聚集体；高温条件会加速凝胶的形成，导致凝胶结构紊乱，且高温会降低反应容器的耐用性，故本专利技术的处理温度维持在20
‑
30℃。
[0016]作为本专利技术的一种具体实施方式，还包括步骤S3：
[0017]将步骤S2制得的蛋白凝胶采用透析法脱盐，除去其中的由于水发生电解反应而产生的盐离子。
[0018]本专利技术第二方面提供一种蛋白凝胶，采用上述的一种球状蛋白在低压电场作用下自组装蛋白凝胶的方法制备得到，制得的蛋白凝胶具有各向异性结构。
[0019]本专利技术至少具有以下有益效果之一：
[0020]1、本专利技术的制备工艺简单，耗时短，采用5
‑
20V低电场即可得到蛋白凝胶，具有低能耗的优点，且无需加入化学交联剂即可得到凝胶制品；易操作控制，仅需调控电压大小、电场处理时间和电场强度等因素就可得到不同微观结构的蛋白凝胶。
[0021]2、采用本专利技术方法制得的蛋白凝胶具有各向异性结构，相比现有技术制备的蛋白凝胶是无序结构，本专利技术制得的蛋白凝胶具有较高的凝胶率，且硬度、胶着性以及咀嚼性良好，具有较好的质构特性。
附图说明
[0022]图1是本专利技术中蛋白凝胶形成的示意图。
[0023]图2是本专利技术装置中的反应容器的结构示意图。
[0024]图3是本专利技术实施例1制备得到的蛋白凝胶的实物图。
[0025]图4是本专利技术实施例2制备得到的蛋白凝胶的实物图。
[0026]图5是本专利技术实施例3制备得到的蛋白凝胶的实物图。
[0027]图6是本专利技术实施例4制备得到的蛋白凝胶的实物图。
[0028]图7是本专利技术实施例5制备得到的蛋白凝胶的实物图。
[0029]图8是本专利技术实施例1
‑
5制备得到的蛋白凝胶的凝胶率。
[0030]图9是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将植物蛋白溶于水中，搅拌至完全溶解，配制成蛋白水溶液，将蛋白水溶液加热，得到球状植物蛋白溶液；S2、将步骤S1中的球状植物蛋白溶液置于5
‑
20V、电场强度为1.2
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3.0V/cm的低压电场下作用一定时间，温度维持在20
‑
30℃，得到蛋白凝胶。2.根据权利要求1所述的一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤S1中，所述蛋白水溶液的质量百分比浓度为5
‑
15％。3.根据权利要求1所述的一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤S1中，所述植物蛋白选用大豆分离蛋白、花生蛋白中至少一种。4.根据权利要求1所述的一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤S1中，将所述蛋白水溶液于80
‑
95℃加热。5.根据权利要求1所述的一种球状蛋白在低压电场下自组装蛋白凝胶的方法，其特征在于，步骤S1中，将所述蛋白水溶液于80
‑
95℃水浴加热10
‑
30min。6.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴，刘伟，曹梦梦，邹立强，彭盛峰，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：