微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法 【技术领域】
本发明涉及提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法。背景技术 现代医学和营养学研究证明， 大豆富含高品质的蛋白质以及异黄酮、 皂甙、 低聚 糖、 膳食纤维等功能性成分。中国是大豆的故乡， 具有丰富的大豆资源。大豆是全世界应用 最广泛的植物蛋白质资源， 其显著的优点是具有较高的蛋白质含量。
高温变性豆粕由大豆浸油后经高温脱溶所得。 目前， 高温变性豆粕主要用作饲料， 在食品方面应用极少， 而且只限于酿造食品。高温变性豆粕中约含 45%~50% 的蛋白质 （可溶 性蛋白质仅占总蛋白质的 18%~24%） 、 10%~15% 的低聚糖、 20%~25% 的多糖和纤维素， 有很高 的开发和利用价值。对这部分蛋白资源的利用受生产技术条件限制， 国内主要应用于饲料 或作为酿造食品原料等浅层次上， 在采用高新技术对高变性脱脂豆粕进行综合利用和深加 工方面， 显得较为薄弱， 这就使我国的大豆资源的巨大潜能在经济效益和社会效益上未能 得以发挥。
蛋白质溶解性改性方法主要分为化学改性、 物理改性和生物改性 ： 1） 物理改性是指利用机械处理、 挤压、 冷冻等物理作用方式， 改变蛋白质二、 三级或四 级结构， 提高大豆蛋白溶解度和改善大豆蛋白功能特性方法 ； 2） 酶法改性就是通过蛋白酶部分降解蛋白质， 增加其分子内或分子间交联或连接特殊 功能基因， 改变蛋白质功能特性 ； 常用于增溶改性蛋白酶有胰蛋白酶、 木瓜蛋白酶、 菠萝蛋 白酶、 Alcalase 和中性蛋白酶 ； 3） 化学改性就是通过化学手段在大豆蛋白中引入各种功能基团而使之具有特殊加工 功能性的大豆蛋白品种 ； 实质是通过改善蛋白质的结构、 静电荷和疏水基、 除去抗营养因 子、 改善大豆蛋白的性质。包括酸、 碱、 盐作用、 酞化、 磷酸化、 糖基化、 硫醇化及去酞胺等方 法； 由于化学改性增溶是一种 “假象” ， 引入的化学基团不能保证在交联后， 所得产物在稳 定性方面及毒理学方面的确切情况， 因此化学改性一般作为蛋白质增溶的机理研究 ； 酶处 理在国内已有许多学者进行研究， 因此在物理方法上找到一种行之有效的方法势在必行。
有资料显示， 蛋白质的一些功能性 （乳化性、 发泡性等） 必须依赖于溶解性， 高温变 性豆粕的溶解性只有 18% ～ 24%， 因而其功能性也大大的降低。石彦国 （1995、 1997） 、 韩玉 洁 （1999） 、 张亚丽 （2002、 2005） 和许晶 （2009） 等人论述利用物理方法几乎得不到可食用蛋 白质 （即可溶性蛋白质） 并利用不同种类酶水解高温变性豆粕， 使高级结构的疏水性集团遭 到破坏得到分子量较小的肽类可以提高其可溶性蛋白质， 但随即蛋白质的一些重要的功能 性由于高级结构的破坏也消失 （如乳化性， 吸油性等） ， 因此， 酶水解只能提高蛋白质的部分 功能性 （溶解性） ， 无法达到在提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的同时保留住蛋白质的大部 分功能性。
发明内容 本发明目的是为了解决现有高温变性豆粕的溶解性低， 而采用酶水解的方式也无 法达到在提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的同时保留住蛋白质的大部分功能性的问题， 而 提供微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法。
微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按以下步骤实现 ： 一、 高温变性 豆粕粉碎后过 60 ～ 100 目筛网， 得过筛豆粕粉 ； 二、 向过筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质 量浓度为 2% ～ 4%， 得料液， 然后将料液放入微波处理器中， 在微波处理工作功率为 235 ～ 700w 的条件下处理 3 ～ 15min ； 三、 微波处理后的料液在转速为 1000 ～ 3000r/min 的条件 下离心 10 ～ 20min， 然后在进口温度为 175 ～ 185℃、 出口温度为 75 ～ 85℃的条件下喷雾 干燥， 即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本发明通过调节微波处理时的工作功率和时间， 提高了高温变性豆粕的可溶性蛋 白质含量， 与现有高温变性豆粕的溶解性仅为 18% ～ 24% 相比较， 微波处理后的可溶性蛋白 质可达 60% ～ 65%， 实现了物理方法提高高温豆粕可溶性蛋白质的方法。 采用本发明生产出 来的可溶性蛋白质， 经 SDS-PAGE 电泳后， 大豆蛋白质高级结构的亚基均存在， 保留了蛋白 质的高级结构， 试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到 0.8 ～ 0.9g/g 接近于大 豆分离蛋白的 0.9 ～ 1.1g/g， 乳化性达到 16 ～ 20m2/g 远大于大豆分离蛋白的 10 ～ 12m2/
g， 可见， 本发明实现了在提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的同时保留住蛋白质的大部分功 能性。
本发明采用的微波处理法是一种物理改性方法， 利用不同物质介电常数不同， 其 吸收微波能的程度不同， 由此产生的热能及传递给周围环境的热能也不相同的方法。微波 辅助提取以高得率、 高选择性、 快速加热、 易于控温及低溶剂消耗、 设备尺寸减小、 无污染能 源的利用、 减少废物及产品的污染等一系列优点。本发明方法的原料价格低廉， 工艺简单， 尤其适合工业化， 产业链的延续。 具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式， 还包括各具体实施方式间的 任意组合。
具体实施方式一 ： 本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法按 以下步骤实现 ： 一、 高温变性豆粕粉碎后过 60 ～ 100 目筛网， 得过筛豆粕粉 ； 二、 向过筛豆 粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 2% ～ 4%， 得料液， 然后将料液放入微波处理器中， 在微波处理工作功率为 235 ～ 700w 的条件下处理 3 ～ 15min ； 三、 微波处理后的料液在转 速为 1000 ～ 3000r/min 的条件下离心 10 ～ 20min， 然后在进口温度为 175 ～ 185℃、 出口 温度为 75 ～ 85℃的条件下喷雾干燥， 即完成微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式中微波处理器购买自 ： 青岛海尔公司， 型号为 MM-2270M 型五档式微波 炉， 五档分别为 140w、 235w、 380w、 520w 和 700w。
具体实施方式二 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕 粉碎后过 60 目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕 粉碎后过 100 目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式四 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕 粉碎后过 70 ～ 90 目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕 粉碎后过 75 ～ 85 目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式六 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕 粉碎后过 80 目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式七 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中高温变性豆粕 粉碎后过 70 目筛网。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式八 ： 本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中向过 筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 2%。 其它步骤及参数与具体实施方式一至七之 一相同。
具体实施方式九 ： 本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中向过 筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 4%。 其它步骤及参数与具体实施方式一至七之 一相同。
具体实施方式十 ： 本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤二中向过 筛豆粕粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 3%。 其它步骤及参数与具体实施方式一至七之 一相同。
具体实施方式十一 ： 本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤二中在 微波处理工作功率为 235w 的条件下处理 15min。 其它步骤及参数与具体实施方式一至十之 一相同。
具体实施方式十二 ： 本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤二中在 微波处理工作功率为 700w 的条件下处理 3min。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之 一相同。
具体实施方式十三 ： 本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤二中在 微波处理工作功率为 380w 的条件下处理 10min。 其它步骤及参数与具体实施方式一至十之 一相同。
具体实施方式十四 ： 本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是步骤二中在 微波处理工作功率为 520w 的条件下处理 7min。其它步骤及参数与具体实施方式一至十之 一相同。
具体实施方式十五 ： 本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤三中 微波处理后的料液在转速为 1000r/min 的条件下离心 20min， 然后在进口温度为 175℃、 出 口温度为 85℃的条件下喷雾干燥。其它步骤及参数与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十六 ： 本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤三中 微波处理后的料液在转速为 3000r/min 的条件下离心 10min， 然后在进口温度为 185℃、 出 口温度为 75℃的条件下喷雾干燥。其它步骤及参数与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十七 ： 本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤三中 微波处理后的料液在转速为 1500 ～ 2500r/min 的条件下离心 12 ～ 18min， 然后在进口温度 为 178 ～ 182℃、 出口温度为 78 ～ 82℃的条件下喷雾干燥。其它步骤及参数与具体实施方 式一至十四之一相同。具体实施方式十八 ： 本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是步骤三中 微波处理后的料液在转速为 2000r/min 的条件下离心 15min， 然后在进口温度为 180℃、 出 口温度为 80℃的条件下喷雾干燥。其它步骤及参数与具体实施方式一至十四之一相同。
具体实施方式十九 ： 本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法 按以下步骤实现 ： 一、 高温变性豆粕粉碎后过 80 目筛网， 得过筛豆粕粉 ； 二、 向过筛豆粕粉 中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 3%， 得料液， 然后将料液放入微波处理器中， 在微波处理 工作功率为 700w 的条件下处理 5min ； 三、 微波处理后的料液在转速为 2000r/min 的条件下 离心 15min， 然后在进口温度为 180℃、 出口温度为 80℃的条件下喷雾干燥， 即完成微波处 理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量， 含量高达 65%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋 白质， 经 SDS-PAGE 电泳后， 大豆蛋白质高级结构的亚基均存在， 保留了蛋白质的高级结构， 试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到 0.9g/g 接近于大豆分离蛋白的 0.9 ～ 1.1g/g， 乳化性达到 20m2/g 远大于大豆分离蛋白的 10 ～ 12m2/g。
具体实施方式二十 ： 本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方法 按以下步骤实现 ： 一、 高温变性豆粕粉碎后过 90 目筛网， 得过筛豆粕粉 ； 二、 向过筛豆粕粉 中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 2%， 得料液， 然后将料液放入微波处理器中， 在微波处理 工作功率为 700w 的条件下处理 3min ； 三、 微波处理后的料液在转速为 1000r/min 的条件下 离心 20min， 然后在进口温度为 185℃、 出口温度为 75℃的条件下喷雾干燥， 即完成微波处 理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。 本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量， 含量高达 64.8%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋 白质， 经 SDS-PAGE 电泳后， 大豆蛋白质高级结构的亚基均存在， 保留了蛋白质的高级结构， 试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到 0.8g/g 接近于大豆分离蛋白的 0.9 ～ 1.1g/g， 乳化性达到 18m2/g 远大于大豆分离蛋白的 10 ～ 12m2/g。
具体实施方式二十一 ： 本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方 法按以下步骤实现 ： 一、 高温变性豆粕粉碎后过 60 目筛网， 得过筛豆粕粉 ； 二、 向过筛豆粕 粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 4%， 得料液， 然后将料液放入微波处理器中， 在微波处 理工作功率为 520w 的条件下处理 6min ； 三、 微波处理后的料液在转速为 3000r/min 的条件 下离心 10min， 然后在进口温度为 175℃、 出口温度为 85℃的条件下喷雾干燥， 即完成微波 处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量， 含量高达 63.5%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋 白质， 经 SDS-PAGE 电泳后， 大豆蛋白质高级结构的亚基均存在， 保留了蛋白质的高级结构， 试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到 0.85g/g 接近于大豆分离蛋白的 0.9 ～ 1.1g/g， 乳化性达到 16.5m2/g 远大于大豆分离蛋白的 10 ～ 12m2/g。
具体实施方式二十二 ： 本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方 法按以下步骤实现 ： 一、 高温变性豆粕粉碎后过 70 目筛网， 得过筛豆粕粉 ； 二、 向过筛豆粕 粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 3%， 得料液， 然后将料液放入微波处理器中， 在微波处
理工作功率为 380w 的条件下处理 10min ； 三、 微波处理后的料液在转速为 2000r/min 的条 件下离心 15min， 然后在进口温度为 180℃、 出口温度为 80℃的条件下喷雾干燥， 即完成微 波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量， 含量高达 62.6%。
本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋 白质， 经 SDS-PAGE 电泳后， 大豆蛋白质高级结构的亚基均存在， 保留了蛋白质的高级结构， 试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到 0.88g/g 接近于大豆分离蛋白的 0.9 ～ 1.1g/g， 乳化性达到 17.3m2/g 远大于大豆分离蛋白的 10 ～ 12m2/g。
具体实施方式二十三 ： 本实施方式微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质的方 法按以下步骤实现 ： 一、 高温变性豆粕粉碎后过 700 目筛网， 得过筛豆粕粉 ； 二、 向过筛豆粕 粉中加水至过筛豆粕粉的质量浓度为 2%， 得料液， 然后将料液放入微波处理器中， 在微波处 理工作功率为 235w 的条件下处理 15min ； 三、 微波处理后的料液在转速为 1500r/min 的条 件下离心 16min， 然后在进口温度为 175℃、 出口温度为 75℃的条件下喷雾干燥， 即完成微 波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质。
本实施方式提高了高温变性豆粕的可溶性蛋白质含量， 含量高达 60.1%。 本实施方式中微波处理提高高温变性豆粕可溶性蛋白质所生产出来的可溶性蛋 白质， 经 SDS-PAGE 电泳后， 大豆蛋白质高级结构的亚基均存在， 保留了蛋白质的高级结构， 试验证明工艺优化后的可溶性蛋白质的吸油性达到 0.82g/g 接近于大豆分离蛋白的 0.9 ～ 1.1g/g， 乳化性达到 16.8m2/g 远大于大豆分离蛋白的 10 ～ 12m2/g。
7