一种利用还原剂制备改性小麦面筋蛋白的方法 【技术领域】
本发明涉及小麦面筋蛋白改性技术领域，具体涉及一种利用还原剂制备改性小麦面筋蛋白的方法。
背景技术
谷朊粉是生产小麦淀粉时的副产品，以小麦为原料的发酵工业也产生部分谷朊粉，其蛋白质含量达75％以上，主要由醇溶蛋白和麦谷蛋白组成。谷朊粉是一种营养丰富植物蛋白源，吸水后形成具有网络结构湿面筋，具有优良粘弹性、延伸性、热凝固性等，在食品工业中具有广泛用途。近年来对谷朊粉研究将更加深入，其应用领域也更加广泛。然而，由于小麦面筋蛋白自身独特的氨基酸组成，含有较多的疏水性氨基酸和不带电荷的氨基酸，分子内疏水作用区域较大，溶解度较低，往往不能满足食品加工的要求，对其实际应用具有很大的局限性。
近年来，小麦面筋蛋白的改性研究较多。Tsen等人[1]的研究发现，麦谷蛋白在醋酸、尿素、SDS等溶液中的溶解度及提取率在搅拌时得到提高([1]DannoG.Changs in flour proteins during dough mixing.Cereal Chem.，1982，59：249-253.)；Kathleen等人[2]用琥珀酸酐对小麦面筋蛋白进行改性，结果表明：酰化改性后，面筋蛋白在中性pH值下的水溶性、乳化能力、吸水和持水能力比酰化改性前有了很大程度的提高([2]Barber Kathleen J.Warthesen Joseph J.Some functional properties of acylated wheat gluten.J.Agric.Food Chem.，1982，(30)：930-934.)；Yalcin等人[3]利用微波对面筋蛋白进行处理，发现其溶解度、乳化性、起泡性等得到了适度的改善([3]E.Yalcin.Functional propertids ofmicrowave-treatde wheat gluten.Eur food res technol2008，3：2-6.)；李瑜、王兰等人[4]用三聚磷酸钠对小麦面筋蛋白进行磷酸化改性，改性后的面筋蛋白的溶解度、乳化度及其稳定性、起泡性均比未改性前有极其显著的改善([4]李瑜，王兰，尹春明等.小麦面筋蛋白的磷酸化改性研究[J]；郑州工程学院学报，2002，23(6)：49-51.)；张小麟[5]利用Maillard反应对小麦面筋蛋白进行改性，形成的蛋白质和多糖共价复合物的溶解度和乳化性均有了较大的提高([5]张小麟.利用Maillard反应对小麦面筋蛋白改性的研究[J].江南大学硕士学位论文，2003，1-4.)。齐军茹等人[6]研究了小麦面筋蛋白的酶法改性([6]齐军茹，王兰，李瑜.中性蛋白酶对小麦面筋蛋白的水解改性研究[J].郑州工程学院学报，2001，22(4)：46-49.)；小麦面筋蛋白经过中性蛋白酶作用，溶解度提高，随着水解度不断上升，溶解度也不断增加。在一定的水解度范围内，提高其DH(水解度)值可以使其乳化特性及起泡能力显著上升，但当水解度超过一定值后，乳化特性及起泡能力又明显下降。
它们都有各自的局限性，比如物理方法的高能耗，化学和生物法所导致的营养和毒理方面的问题，这都是不容忽视的。因此寻找一种更好更安全的方法是非常必要的。参考文献
【发明内容】
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种利用还原剂制备改性小麦面筋蛋白的方法。该方法主要利用还原剂的还原性作用于蛋白内的氢键和二硫键，与现有技术相比不失为一种安全的改性面筋蛋白的方法。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的方法包括以下步骤：
a、配制pH为2～8的缓冲溶液，之后将小麦面筋蛋白溶解于缓冲溶液中，制成小麦面筋蛋白浓度为2～10wt％悬浮液；
b、将还原剂溶于a步骤所得小麦面筋蛋白悬浮液中，还原剂在体系中的浓度为0.5～5wt％，之后加入尿素，尿素在体系中的浓度为0.5～5wt％，控制体系的pH为2.50～5.30，制备成混合液；
c、将b步骤得到的混合液移入反应容器中，在室温下磁力搅拌反应0.5h～5h；
d、将c步骤得到的溶液在2500～6000rpm转速下离心10～30min，得到沉淀物；
e、将d步骤得到的沉淀物移入真空干燥箱或鼓风干燥箱中干燥，得到改性小麦面筋蛋白产品。
本发明中所述还原剂为抗坏血酸、谷胱甘肽、巯基乙醇、亚硫酸钠或L-盐酸半胱氨酸中的任意一种。所述配制的缓冲液为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液或磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液中的任一种。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明的方法利用还原剂对小麦面筋蛋白进行改性，工艺简单，可操作性强。
(2)本方法应用的还原剂具有更高的安全性，减少了化学改性与生物改性中的毒性物质的产生。
【具体实施方式】
本发明以下将结合实施例作进一步详述：
实施例1
a、配制pH为4.0的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，之后将小麦面筋蛋白溶解于缓冲溶液中，制成小麦面筋蛋白浓度为4wt％悬浮液；
b、将维生素C溶于a步骤得到的小麦面筋蛋白悬浮液中，维生素C在体系中的浓度为1wt％，之后加入尿素，尿素在体系中的浓度为2wt％，控制体系的pH为3.84，制备成混合液；
c、将b步骤得到的混合液移入反应容器中，在室温下磁力搅拌反应1h；
d、将c步骤得到的混合液在4000rpm转速下离心20min，得到沉淀物；
e、将d步骤得到的沉淀物移入真空干燥箱干燥，得到改性小麦面筋蛋白产品。改性小麦面筋蛋白产品的溶解度为2.80mg/mL，起泡性为196％，泡沫稳定性为104％。
实施例2
a、配制pH为4.2地柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，之后将小麦面筋蛋白溶解于缓冲溶液中，制成小麦面筋蛋白浓度为6wt％悬浮液；
b、将亚硫酸钠溶于a步骤得到的小麦面筋蛋白悬浮液中，亚硫酸钠在体系中的浓度为2wt％，之后加入尿素，尿素在体系中的浓度为1wt％，控制体系的pH为4.05，制备成混合液。
c、将b步骤得到的混合液移入反应容器中，在室温下磁力搅拌反应2h。
d、将c步骤得到的溶液在3000rpm转速下离心25min，得到沉淀物。
e、将d步骤得到的沉淀物移入真空干燥箱中干燥，得到改性小麦面筋蛋白产品。改性小麦面筋蛋白产品的溶解度为2.93mg/mL，起泡性为213％，泡沫稳定性为103％。
实施例3
a、配制pH为7.35的的磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液，之后将小麦面筋蛋白溶解于缓冲溶液中，制成小麦面筋蛋白浓度为4wt％悬浮液；
b、将谷胱甘肽溶于a步骤得到的小麦面筋蛋白悬浮液中，谷胱甘肽在体系中的浓度为1wt％，之后加入尿素，尿素在体系中的浓度为0.5wt％，控制体系的pH为3.84，制备成混合液。
c、将b步骤得到的混合液移入反应容器中，在室温下磁力搅拌反应0.5h。
d、将c步骤得到的溶液在3500rpm下离心30min，得到沉淀物。
e、将d步骤得到的沉淀物移入鼓风干燥箱中干燥，得到改性小麦面筋蛋白产品。改性小麦面筋蛋白产品的溶解度为0.26，起泡性为89％，泡沫稳定性为74％。