CN107232388A - 一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高核桃分离蛋白加工特性的制备方法，以核桃油提取过程中所产生的核桃脱脂粉为原料，采用碱溶酸沉方法从核桃脱脂粉中提取核桃分离蛋白，通过不同的超声处理方法对核桃分离蛋白进行改性。本发明采用超声这种操作简便、安全性高、经济节约的改性方式，提高核桃分离蛋白的溶解性、乳化性、乳化稳定性，改善核桃分离蛋白的热稳定性，最大程度保留核桃蛋白的营养价值。为核桃蛋白在食品加工广泛应用以及有效解决核桃榨油工业副产物——核桃脱脂粉资源化利用提供新途径。
Description
技术领域
本发明属于植物蛋白改性技术领域，具体涉及一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法。
背景技术
核桃又名胡桃、羌桃，属胡桃科胡桃属植物，是一种营养价值和经济价值都很高的珍贵果木。作为一种经济树种，核桃在我国的栽培历史悠久，分布比较广泛，尤其是在云南、四川、新疆等西南和西北地区种植较多。核桃仁蛋白质含量高约18%～24%，核桃蛋白质效价与动物蛋白质比较相近，具有抗肿瘤、降低胆固醇、预防心血管疾病等作用，是一种优良的植物蛋白质资源。核桃蛋白由四种蛋白质构成,它们是清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,分别占核桃蛋白总量的6.81%、17.57%、5.33%和70.11%。核桃蛋白含有18种氨基酸, 其中有8种必需氨基酸, 氨基酸组成中精氨酸、谷氨酸、组氨酸、酪氨酸等含量相对较高。由于核桃蛋白中70%为谷蛋白，几乎不溶于水，导致其功能特性较差，严重限制了其在食品中的应用。因此，有必要通过一定的技术手段来提高核桃蛋白的功能特性，才能充分利用我国丰富的核桃蛋白资源，促进核桃榨油工业的副产物利用，避免资源的浪费，提高产品附加值。
超声技术改性蛋白是一种物理的改性方法，超声过程中会产生空穴效应、机械效应和热效应，通过这些效应的综合作用，蛋白质分子结构变得更加的松散，更多的疏水基团暴露出来，蛋白质表面性质提高，与水之间的相互作用增强，从而改善蛋白质的功能特性和营养价值。该技术具有操作简单、安全性高、效率高、成本低等优点，适合用于食品加工行业。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术存在的问题与缺点，提供一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法。本发明操作简单、安全性高、效率高、成本低的方法改善核桃蛋白的加工特性，扩大核桃蛋白在食品加工中的应用。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法，包括如下步骤：
1）以核桃脱脂粉为原料，采用碱溶酸沉法提取核桃蛋白；
2）配制核桃蛋白溶液，在不同条件下进行超声处理；
3）超声处理后的蛋白质冷冻干燥即得改性核桃蛋白粉。
所述步骤1）中的碱溶酸沉法，将核桃脱脂粉与水以1:15 g/mL料液比混合，采用0.5 mol/L NaOH调节溶液至pH 9.0，促使蛋白质溶解；然后用0.5 mol/L HCl调节核桃蛋白质溶液至pH 5.0，蛋白质溶液于5000 r/min离心10 min，沉淀水洗5次至中性，冷冻干燥获得核桃蛋白。
所述步骤2）超声处理包括：将核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0，10 mmol/L）中，配制成5g/L的核桃蛋白溶液；将该核桃蛋白溶液置于400~600W超声波功率下处理15~30min，超声频率25 kHz，得到超声处理的核桃蛋白溶解。
进一步地，本发明中，步骤2）的优选工艺条件是：
所述步骤2）超声处理包括：核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0 10 mmol/L）中，配制5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液置于600W超声波功率下处理30min，超声频率25kHz，超声处理后核桃蛋白溶解性显著提高。
所述步骤2）超声处理还包括：核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0 10 mmol/L）中，配制5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液置于500W超声波功率下处理30min，超声频率25 kHz，超声处理后核桃蛋白乳化性获得改善。
所述步骤2）超声处理还包括：核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0 10 mmol/L）中，配制5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液置于400W超声波功率下处理15min，超声频率25 kHz，超声处理后核桃蛋白乳化稳定性获得提高。
所述步骤2）超声处理还包括：取核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0 10 mmol/L）中，配制5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液置于600W超声波功率下处理15min，超声频率25 kHz，超声处理后核桃蛋白变性温度及焓变降低。
所述步骤3）中超声处理后的核桃蛋白溶液冷冻干燥温度﹣50℃，真空度1.33~2.66Pa，所得核桃蛋白粉水分含量小于10%。
本发明的有益效果体现在：
本发明简单、快速、高效、安全，超声过程中所产生的空穴效应、机械效应和热效应综合作用于核桃蛋白溶液，从而使核桃蛋白的加工特性的到提高，该技术能够解决核桃榨油工业产生的核桃脱脂粉资源浪费的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明不局限于以下实施例。
实施例1
取10g核桃脱脂粉与150ml水以1:15 g/mL料液比混合，采用0.5 mol/L NaOH调节蛋白质溶液至pH 9.0，于5000 r/min 离心10 min，收集上清液，用0.5 mol/L HCl调节上清液pH5.0，蛋白溶液于5000 r/min 离心10 min，收集沉淀并水洗5次至中性，冷冻干燥，获取核桃蛋白；称取1.0 g核桃蛋白，溶解于200mL磷酸缓冲溶液（pH7.0 10 mmol/L），核桃蛋白溶液置于600W超声波功率下处理30min，超声频率25 kHz；超声处理后的核桃蛋白溶液冷冻干燥，温度﹣50℃，真空度1.33 Pa，即可获得高溶解度的核桃蛋白粉，蛋白粉水分含量小于10%。
实施例2
取10g核桃脱脂粉与150ml水以1:15 g/mL料液比混合，采用0.5 mol/L NaOH调节蛋白质溶液至pH 9.0，于5000 r/min 离心10 min，收集上清液，用0.5 mol/L HCl调节上清液pH5.0，蛋白溶液于5000 r/min 离心10 min，收集沉淀并水洗5次至中性，冷冻干燥，获取核桃蛋白；称取1.0 g核桃蛋白，溶解于200mL磷酸缓冲溶液（pH7.0 10 mmol/L），核桃蛋白溶液置于500W超声波功率下处理30min，超声频率25 kHz，超声处理后的核桃蛋白溶液冷冻干燥，温度﹣50℃，真空度2.00 Pa，即可获得高乳化性的核桃蛋白粉，蛋白粉水分含量小于10%。
实施例3
取10g核桃脱脂粉与150ml水以1:15 g/mL料液比混合，采用0.5 mol/L NaOH调节蛋白质溶液至pH 9.0，于5000 r/min 离心10 min，收集上清液，用0.5 mol/L HCl调节上清液pH5.0，蛋白溶液于5000 r/min 离心10 min，收集沉淀并水洗5次至中性，冷冻干燥，获取核桃蛋白；称取1.0 g核桃蛋白，溶解于200mL磷酸缓冲溶液（pH7.0 10 mmol/L），核桃蛋白溶液置于400W超声波功率下处理15min，超声频率25 kHz，超声处理后的核桃蛋白溶液冷冻干燥，温度-50℃，真空度2.66 Pa，即可获得高乳化稳定性的核桃蛋白粉，蛋白粉水分含量小于10%。
实施例4
取10g核桃脱脂粉与150ml水以1:15 g/mL料液比混合，采用0.5 mol/L NaOH调节蛋白质溶液至pH 9.0，于5000 r/min 离心10 min，收集上清液，用0.5 mol/L HCl调节上清液pH5.0，蛋白溶液于5000 r/min 离心10 min，收集沉淀并水洗5次至中性，冷冻干燥，获取核桃蛋白；称取1.0 g核桃蛋白，溶解于200mL磷酸缓冲溶液（pH7.0 10 mmol/L），核桃蛋白溶液置于600W超声波功率下处理15min，超声频率25 kHz，超声处理后的核桃蛋白溶液冷冻干燥，温度﹣50℃，真空度1.33 Pa，即可获得较低变性温度及焓变的核桃蛋白粉，蛋白粉水分含量小于10%。
实施例5
核桃蛋白粉性能测试
按实施例1~4方法，采用不同的处理工艺，针对不同性能，对核桃脱脂粉进行处理，并将处理后的核桃蛋白粉与未处理的核桃脱脂粉分别以下列条件/方法测试其溶解度、乳化性（EC）、乳化稳定性（ESI）以及差式量热扫描分析（DSC），所得结果如表1所示，表1为超声处理对核桃蛋白加工特性的影响对比试验结果。
从表1结果可以看出，不同超声处理条件不同程度地提高了核桃蛋白的溶解度、乳化性及乳化稳定性；同时，超声处理降低了核桃蛋白变性温度和焓变。
溶解度、乳化性（EC）、乳化稳定性（ESI）、差式量热扫描分析（DSC）方法如下：
（1）核桃蛋白溶解度测定方法
取1g核桃蛋白，将其溶解于200mL的磷酸缓冲溶液（pH 8.0，10 mmol/L）中，配制成5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液进行超声处理，并与未处理的核桃蛋白溶液为对照，于转速5000 r/ min的条件下离心10 min，取各上清液稀释100倍，以考马斯亮蓝法测定上清液的蛋白含量。按下列公式计算蛋白质溶解度：
（2）乳化性（EC）及乳化稳定性（ESI）测定方法
取1g核桃蛋白，将其溶解于200mL的磷酸缓冲溶液（pH 8.0，10 mmol/L）中，配制成5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液进行超声处理，并与未处理的杏仁分离蛋白溶液为对照，取超声处理后的溶液40 mL，加入10 mL大豆油，手持超细匀浆机35000 r/min均质2 min，从乳化液底部快速抽取50 μL液体，加入10 mL 0.1%SDS十二烷基磺酸钠（w/v），定容至25 mL，用分光光度计在500 nm处测定吸光值。蛋白质的乳化性指数(EAI)及乳化稳定性指数(ESI)算公式如下：
式中：T=2.303；
C为蛋白质溶液的浓度；
Φ为油相的体积比；
A 0为0 min时在500 nm处的吸光值。
式中：A10为10 min后在500 nm处的吸光值。
（3）差示量热扫描分析（DSC）
未处理和超声处理的核桃分离蛋白热特性通过TA DSC-25 差示量热扫描分析仪进行测量。称取约2.0mg蛋白质样品于液体铝盘中，加入10μL磷酸盐缓冲液（10mM pH7.0），将铝盘密封，以空铝盘为空白对照。样品在20℃下平衡 2min，升温范围20〜140℃，升温速率5℃/ min，氮气流速50mL/min，采用TRIOS软件从曲线中计算出蛋白质变性温度和变性热焓。
Claims (7)
1.一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）以核桃脱脂粉为原料，采用碱溶酸沉法提取核桃蛋白；
2）配制核桃蛋白溶液，于不同条件下进行超声处理；
3）将超声处理后的核桃蛋白冷冻干燥，得到改性核桃蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的碱溶酸沉法，将核桃脱脂粉与水以1:15 g/mL料液比混合，采用0.5 mol/L NaOH调节溶液至pH 9.0，促使蛋白质溶解；然后用0.5 mol/L HCl调节核桃蛋白质溶液至pH 5.0，蛋白质溶液于5000 r/min离心10 min，将沉淀水洗至中性，冷冻干燥，获得核桃蛋白。
3.根据权利要求1所述的一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法，其特征在于，所述步骤2）超声处理包括：将核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0，10 mmol/L）中，配制成5g/L的核桃蛋白溶液；将该核桃蛋白溶液置于400~600W超声波功率下处理15~30min，超声频率25 kHz，得到超声处理核桃蛋白溶液。
4. 根据权利要求3所述的一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法，其特征在于，所述步骤2）超声处理还包括：核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0 10 mmol/L）中，配制5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液置于500W超声波功率下处理30min，超声频率25 kHz，超声处理后核桃蛋白乳化性获得改善。
5.根据权利要求3所述的一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法，其特征在于，所述步骤2）超声处理还包括：核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0 10 mmol/L）中，配制5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液置于400W超声波功率下处理15min，超声频率25 kHz，超声处理后核桃蛋白乳化稳定性获得提高。
6.根据权利要求3所述的一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法，其特征在于，所述步骤2）超声处理还包括：取核桃蛋白溶解于磷酸缓冲溶液（pH 7.0 10 mmol/L）中，配制5g/L的核桃蛋白溶液；核桃蛋白溶液置于600W超声波功率下处理15min，超声频率25 kHz，超声处理后核桃蛋白变性温度及焓变降低。
7.根据权利要求1所述的一种提高核桃蛋白加工特性的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中核桃蛋白溶液冷冻干燥条件为温度﹣50℃，真空度1.33~2.66 Pa，干燥后核桃蛋白粉水分含量小于10%。
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