一种利用中强电场对大豆7S球蛋白的处理方法技术

本发明专利技术提供一种利用中强电场对大豆7S球蛋白的处理方法。蛋白质形成的稳定细腻的泡沫能够赋予食物特殊的质感，在蛋糕、奶糖、冰淇淋等食品中起着不可替代的作用。但是，常用的植物蛋白大豆7S球蛋白结构较为紧密，三维结构主要通过亚基之间的疏水相互作用来维持，易受环境条件干扰，起泡能力和泡沫稳定性较差，不能满足实际应用的需要。适度聚集是提高植物球蛋白起泡性的有效途径。目前常用的传统加热技术存在传热效率低、加热不均匀等问题。基于电流热效应的电处理技术是食品工业传统热技术改革的重大突破。通过MEF处理改变大豆7S球蛋白的空间构象，从而形成具有较好起泡性和泡沫稳定性的聚集体对于食品行业具有重要意义。定性的聚集体对于食品行业具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种利用中强电场对大豆7S球蛋白的处理方法


[0001]本专利技术涉及植物蛋白加工技术，具体涉及通过中强电场调控大豆7S球蛋白聚集及起泡性能的方法。

技术介绍

[0002]蛋白质形成的稳定细腻的泡沫能够赋予食物特殊的质感，在蛋糕、奶糖、冰淇淋等食品中起着不可替代的作用。大豆蛋白是应用最广泛的植物蛋白之一，具有营养价值高、价格低廉、供应稳定等特点。大豆7S球蛋白是大豆蛋白最重要的组成部分之一，约占大豆种子总蛋白质的30
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50％。但是，大豆7S球蛋白结构较为紧密，三维结构主要通过亚基之间的疏水相互作用来维持，易受环境条件干扰，起泡能力和泡沫稳定性较差，不能满足实际应用的需要。
[0003]适度聚集是提高植物球蛋白起泡性的有效途径。球蛋白的聚集通常是通过热处理实现的。蛋白质聚集是一种复杂的现象，蛋白质以非自然构象的形式存在，并通过分子间作用力进行自组装。当温度达到变性温度以上时，大豆7S球蛋白结构展开，隐藏在其结构内部的基团被暴露，导致不同分子在多肽链中存在Cys时通过疏水相互作用、氢键和二硫键聚集。
[0004]传统加热技术存在传热效率低、加热不均匀等问题。基于电流热效应的电处理技术是食品工业传统热技术改革的重大突破。中强电场(MEF)的直接和体积加热方法有望成为其他传统加热方法的一种新兴替代方案。这种加热方法使用食物作为电阻，两个与食物接触的电极确保热量均匀分布并快速传递到所有样品上。通过电流的加热效应，可以在较短时间内达到目标加工温度，防止对食品的过度热损伤，并保持食物的感官和营养特性。因此，通过MEF处理改变大豆7S球蛋白的空间构象，从而形成具有较好起泡性和泡沫稳定性的聚集体对于食品行业具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用中强电场对大豆7S球蛋白的处理方法。通过MEF处理改变大豆7S球蛋白空间构象，从而定向调控大豆7S球蛋白聚集体的发泡性能。
[0006]一种利用中强电场对大豆7S球蛋白的处理方法通过以下步骤实现：
[0007]步骤一：7S球蛋白的制备；将脱脂大豆蛋白粉溶解在去离子水中；将溶液pH调至7.5，在上清液中加入亚硫酸氢钠搅拌1h；将上清液加入NaCl，将pH调至5.0，4℃静置1h，离心20min，将上清液pH调至4.8；上清液再次置于4℃下1h，6500
×
g离心20min，得到的沉淀为7S；将得到的7S用去离子水冲洗两遍后，调整pH值至7，透析使用；
[0008]步骤二：MEF处理；将80mL7S分散体溶液放入石英反应池中，将反应池置于集热式恒温磁力搅拌器中，维持体系均匀混合；将电场强度分别调整为4、6、8或10V/cm，运行30分钟加热样品；MEF处理结束后蛋白质样品立即在冰浴中冷却20min，得到经MEF处理的7S分散体溶液。
[0009]与天然7S球蛋白及COV相比，本专利技术的效果在于：
[0010](1)当EFI为4V/cm和6V/cm时，MEF处理后7S分散体的溶解度显著高于COV处理。这是由于较低的EFI增加了蛋白质与水的相互作用，从而增加了溶解度，见图1。
[0011](2)MEF处理后7S球蛋白的浊度明显增加。7S球蛋白聚集体的增加和增大会影响光散射，阻碍光的透射，从而增加蛋白质的浊度，见图2。
[0012](3)MEF处理使7S球蛋白不断形成更大粒径的聚集体。其中MEF10V/cm的粒径最大(113.21nm)。这是由于在高EFI下，电场的定向运动和热效应的协同作用，形成了7S球蛋白聚集体，这些聚集体粒径大，分布不均匀，见图3。
[0013](4)MEF处理的大豆7S球蛋白ζ
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电位在4V/cm时显著高于COV，为24.38mV。MEF10V/cm处理的7S球蛋白ζ
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电位最低，分别为
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22.12mV。ζ电位的绝对值越小，7S球蛋白粒子之间的静电斥力就越弱，从而使蛋白质分子聚集成更大的聚集体，见图4。
[0014](5)MEF处理的大豆7S球蛋白的SDS
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PAGE凝胶电泳在非还原条件下，高分子量聚集体和凝胶顶部聚集体有轻微增加的趋势。7S球蛋白在150kDa左右出现聚集，且条带强度增大，说明MEF可以通过改变电场条件有效调控7S球蛋白的聚集行为，见图5。
[0015](6)SEC结果表明，COV和MEF处理使部分大豆7S球蛋白转化为分子量更高的聚集体。随着EFI的增加，聚集体的大小基本相同，但数量有所增加。并在8V/cm和10V/cm下诱导蛋白质聚集物形成分子量较大的聚集物，见图6。
[0016](7)COV和MEF处理后，大豆7S球蛋白发生了明显的构象变化。COV处理后7S球蛋白α
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螺旋、β
‑
转角和无规则卷曲含量显著升高，β
‑
折叠含量显著降低。MEF处理的7S球蛋白中，α
‑
螺旋和β
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转角随EFI的增加先增大后减小，在8V/cm时达到最大值(分别为19.54％和20.07％)。β
‑
折叠先减小后增大，在MEF为8V/cm时达到最小(35.63％)。表明7S球蛋白结构的展开，由无序结构转变为有序结构，见图7。
[0017](8)COV处理和MEF处理后7S球蛋白的荧光光谱中λ
max
较天然7S球蛋白有明显红移。随着EFI的增加，λ
max
先红移后蓝移，荧光强度先减小后增大。表明处理后蛋白质的内部结构发生了变化，形成了更加灵活开放的三级结构，见图8。
[0018](9)与未处理蛋白相比，COV和MEF处理的7S球蛋白H0明显增大。表明热处理导致7S球蛋白结构展开，埋藏在分子表面的疏水氨基酸残基暴露，见图9。
[0019](10)MEF处理的7S球蛋白中SH
T
含量随EFI的增加而降低。电场的定向运动加速了蛋白质分子的碰撞。它能促进分子间和分子内二硫键的形成，促进交联反应和团聚体的形成，从而导致较大的粒径，见图9。
[0020](11)经COV和EMF处理的大豆7S球蛋白聚合体的起泡能力普遍优于天然7S球蛋白。这说明热处理可以提高大豆7S球蛋白的发泡性能和泡沫稳定性。发泡性能顺序为8V/cm>10V/cm>COV>6V/cm>4V/cm>天然蛋白。室温静置30min后，泡沫稳定性的顺序为8V/cm>10V/cm>COV>6V/cm>4V/cm>天然蛋白。这一现象表明，电场的引入对泡沫的性能有积极的影响，见图10和图11。
附图说明
[0021]图1是不同电场强度下7S球蛋白的溶解度变化图；图2是不同电场强度下7S球蛋白的浊度变化图；图3是不同电场强度下7S球蛋白的粒径分布图；图4是不同电场强度下7S球
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用中强电场对大豆7S球蛋白的处理方法，本方法通过以下步骤实现：步骤一：7S球蛋白的制备；将脱脂大豆蛋白粉溶解在去离子水中；将溶液pH调至7.5，在上清液中加入亚硫酸氢钠搅拌1h；将上清液加入NaCl，将pH调至5.0，4℃静置1h，离心20min，将上清液pH调至4.8；上清液再次置于4℃下1h，6500
×
g离心20min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：于殿宇，于英杰，汪鸿，王明昊，邢开闻，王立琦，江连洲，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：