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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 高吸水性新型大豆蛋白配料的研發(fā)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 大豆蛋白常作為現(xiàn)代食品工業(yè)的功能性配料，廣泛地應(yīng)用于許多加工食品中。為了進(jìn)一步提高大豆蛋白的功能性質(zhì)、拓展其應(yīng)用范圍，可以采用適度的方法對(duì)它進(jìn)行改性，例如，利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化大豆蛋白發(fā)生反應(yīng)。明膠是膠原蛋白的變性產(chǎn)物，具有很好的黏性、彈性及較強(qiáng)的吸水能力。利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化大豆蛋白與明膠進(jìn)行混合交聯(lián)，使得明膠的某些特性體現(xiàn)在大豆蛋白之中，可以得到具有高吸水性新型大豆蛋白配料。
- 詳細(xì)介紹：
- 本研究利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)大豆分離蛋白和明膠進(jìn)行酶促混合交聯(lián)，擬開發(fā)一種新型的復(fù)合蛋白配料。底物濃度為5 %（w/v）、大豆分離蛋白與明膠溶液體積比例為4:1、pH 7.5時(shí)，以交聯(lián)產(chǎn)物中4-羥脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)研究酶添加量、反應(yīng)時(shí)間和溫度對(duì)交聯(lián)反應(yīng)的影響。優(yōu)化后的適宜交聯(lián)條件為：酶添加量20 U/g蛋白質(zhì)，反應(yīng)時(shí)間2 h，溫度40℃，每克大豆分離蛋白修飾產(chǎn)物中4-羥脯氨酸含量約為36 mg。與原料大豆分離蛋白相比，所得到的產(chǎn)物的吸水能力比大豆分離蛋白提高15.4 %，其黏度也有顯著性增加，在剪切速率為0.1 s-1時(shí)，濃度5 %（w/v）的修飾產(chǎn)物的黏度為濃度10 %（w/v）大豆分離蛋白的5.25倍。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 研究目的和基本思路： 大豆分離蛋白和明膠因其良好的功能性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于食品加工中，能否將兩種常用蛋白質(zhì)的功能特性合二為一，期望得到比大豆分離蛋白吸水性和黏性更優(yōu)的復(fù)合蛋白，并使之成為潛在的新型蛋白配料，是本研究的主要目的。制備出混合交聯(lián)大豆分離蛋白修飾產(chǎn)物，并對(duì)其吸水性和黏度進(jìn)行評(píng)估，然后與大豆分離蛋白進(jìn)行比較，是本研究的基本思路。 創(chuàng)新點(diǎn)：（1）在國外的研究中，利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化異種蛋白質(zhì)交聯(lián)，只限于食品可食性薄膜的制備，目前在國內(nèi)外的研究中均沒有關(guān)于混合交聯(lián)蛋白質(zhì)的制備。（2）通過混合交聯(lián)修飾，得到吸水性和表觀黏度均顯著增加的修飾產(chǎn)物，同時(shí)得到一種新型的蛋白質(zhì)配料。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 由于優(yōu)化過程中以修飾產(chǎn)物中4-羥脯氨酸含量為指標(biāo)，所以除去修飾產(chǎn)物中未交聯(lián)的明膠是本研究的關(guān)鍵。主要的技術(shù)指標(biāo)為明膠與大豆分離蛋白混合交聯(lián)的適宜條件，即酶添加量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 隨著食品生產(chǎn)中需要各種不同功能特性的蛋白質(zhì)配料，而任何一種天然食品蛋白質(zhì)并不能完全滿足加工中所需的全部功能特性，對(duì)食品蛋白質(zhì)進(jìn)行改性勢(shì)在必行。轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶不但可以催化同種蛋白質(zhì)發(fā)生分子內(nèi)和分子間交聯(lián)，也可以催化異種蛋白間發(fā)生交聯(lián)。在國外的研究中，利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化異種蛋白質(zhì)交聯(lián)，只限于食品薄膜的制備，并沒有關(guān)于混合交聯(lián)蛋白質(zhì)的制備。 因此本研究所制備的明膠與大豆蛋白混合交聯(lián)蛋白質(zhì)具有良好的創(chuàng)新性，同時(shí)修飾產(chǎn)物的吸水能力比大豆分離蛋白提高15.4 %，在剪切速率為0.1 s-1時(shí)，濃度5 %（w/v）的修飾產(chǎn)物的黏度為濃度10 %（w/v）大豆分離蛋白的5.25倍，可以起到很好的增稠作用，可作為新型蛋白質(zhì)功能配料應(yīng)用于食品加工中。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 基于該作品的研究結(jié)果、撰寫相應(yīng)研究論文已經(jīng)被SCI源期刊International Journal of Food Properties 所接收。 Zhang Yining, Zhao Xinhuai. “Study on the functional properties of soybean protein isolate cross-linked with gelatin by microbial transglutaminase.” International Journal of Food Properties （Article ID 583705）
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物以及圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 相比大豆蛋白，其修飾產(chǎn)物具有更好的吸水能力和黏度，從而具備良好的增稠作用，可以作為高吸水性食品蛋白質(zhì)配料，從而部分代替大豆分離蛋白應(yīng)用于各種食品的加工中。 優(yōu)勢(shì)：本研究所用原料成本較低，適于大規(guī)模生產(chǎn)。另外，反應(yīng)條件簡單易行，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間僅為2h，便于工業(yè)化生產(chǎn)。 適用范圍：1 在乳制品中應(yīng)用：修飾產(chǎn)物可以一定比例添加到酸奶中，尤其是凝固型酸奶，其高吸水性可使酸奶的乳清析出率降低，其增稠作用可以使口感更好。 2 肉制品中的應(yīng)用：若替代部分瘦肉，不但使蛋白質(zhì)含量增高，膽固醇減少，成本也降低，同時(shí)可增加產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)，口感較好。 3 在烘焙食品及面制食品中的應(yīng)用：應(yīng)用于面制食品中，可增加面筋強(qiáng)度，改善面團(tuán)在加工過程中的吸水性和提高產(chǎn)品風(fēng)味及營養(yǎng)成分，制作的面條韌性，口感較好。 應(yīng)用前景預(yù)測：大豆分離蛋白與明膠均為食品加工中常用的蛋白配料，價(jià)格低廉。微生物發(fā)酵法生產(chǎn)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的價(jià)格大幅度降低，可以廣泛用于食品加工中。
同類課題研究水平概述
- 近年來很多研究人員利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)動(dòng)物蛋白、植物蛋白等多種蛋白質(zhì)的種內(nèi)和種間交聯(lián)進(jìn)行大量深入的研究。 Farnsworth等（2006）采用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)山羊乳進(jìn)行改性后制備酸奶，結(jié)果顯示添加了轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的山羊乳酸奶的黏度有所增加，優(yōu)于添加總固形物的方法。掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)添加TGase后酸奶樣品的微觀結(jié)構(gòu)更為緊密。Huppertz 和de Kruif（2007）發(fā)現(xiàn)酪蛋白溶液經(jīng)過TGase處理后，其凝乳酶絮凝沉淀時(shí)間延長。Hinz等（2007）利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶對(duì)全脂乳和脫脂乳進(jìn)行改性，對(duì)乳中脂肪球的穩(wěn)定性和乳蛋白的乳化性質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶處理對(duì)乳蛋白的乳化性質(zhì)影響很大，乳中脂肪球的穩(wěn)定性提高。Md Yasir等人（2007）發(fā)現(xiàn)大豆蛋白經(jīng)TGase處理后制成的豆腐，質(zhì)地更加堅(jiān)固，斷裂應(yīng)力增加，掃描電子顯微鏡觀察顯示基質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)更加均一，更致密。Jongjareonrak(2006)等利用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶處理兩種魚皮明膠，由于在酶的作用下，蛋白質(zhì)發(fā)生聚集反應(yīng)，使得兩種魚皮明膠的凝膠強(qiáng)度都有所增加。 轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶在復(fù)合體系中的應(yīng)用也越來越多，但目前就國內(nèi)外的研究情況來看，復(fù)合體系中應(yīng)用僅限于可食性薄膜的制備，并無混合交聯(lián)蛋白的研究。 Oh等人（2004）向乳蛋白中添加玉米醇溶蛋白水解液，經(jīng)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶處理制備可食性薄膜，研究發(fā)現(xiàn)，玉米醇溶蛋白水解液和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的加入降低了的溶解性；添加玉米醇溶蛋白水解液的薄膜拉伸強(qiáng)度降低，但是延展性得到提高，也就是膜的柔性增加；同時(shí)，玉米醇溶蛋白水解液與轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的添加并沒有改變膜的透水性。Chambi等（2006）用轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶催化明膠和酪蛋白交聯(lián)制備的可食性薄膜，發(fā)現(xiàn)膜具有很好的延展性，但拉伸強(qiáng)度和透水性均無顯著增加，只有當(dāng)酪蛋白與明膠的比例為3:1時(shí)，膜的透水性最低。 大豆分離蛋白常作為食品組分或添加劑廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。明膠是膠原經(jīng)處理后的變性產(chǎn)物，常作為增稠劑、穩(wěn)定劑和膠凝劑用于食品中。嘗試使明膠與大豆分離蛋白進(jìn)行交聯(lián)，探討轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶在明膠存在條件下對(duì)大豆分離蛋白功能性質(zhì)的修飾作用，研究對(duì)拓寬天然蛋白質(zhì)在食品工業(yè)中的應(yīng)用范圍具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
