大豆分離蛋白的提取方法
來源: 作者: 時間: 2003-01-01
大豆的蛋白含量較高而且營養豐富,一般含蛋白30%--50%。大豆蛋白含有8種人體必需氨基酸,且比例比較合理,只是賴氨酸相對稍高,而蛋氨酸和半胱氨酸含量較低。目前大豆蛋白已成為一種重要的蛋白資源,特別是大豆分離蛋白含蛋白質90%以上,是一種優良的食品原料。大豆分離蛋白主要由11S球蛋白(Glycinin)和7S球蛋白(β-con-glycinin)組成,大約占整個大豆籽粒貯存蛋白的70%。這兩種球蛋白的組成、結構和構象不同,大豆分離蛋白的功能特性也不同。大豆分離蛋白在提取、加工和貯運過程中會發生物理和化學變化,這些適當的改變可以提高大豆蛋白在食品中應用的功能特性。本文綜述了大豆分離蛋白的提取和改性方法。
1 大豆分離蛋白的提取方法
1.1 堿提酸沉法
大豆分離蛋白的傳統提取方法是堿提酸沉法。將脫脂豆粕與蒸餾水以1:10的比例混合,用NaOH調整混合物的pH為7--9,充分攪拌浸提堿溶大豆蛋白,離心分離,用稀HCI調整上清液的pH值為4.5--4.8,沉淀出蛋白質,離心分離,沉淀重新溶于pH7.0--8.0的NaOH溶液中,噴霧或冷凍干燥即得大豆分離蛋白,其蛋白含量可達90%以上,得率24%--38%。
1.2 膜分離方法
聶幼華等研究了用膜分離技術制取大豆分離蛋白。先用Ca(OH)2的稀溶液浸提脫脂大豆粕,蛋白浸出率可達80%左右。將浸提液進行循環超濾分離,截留液的濃度可達13%左右。把截留液噴霧或冷凍干燥,即得大豆分離蛋白產品,其蛋白含量可達95%以上。與傳統的堿提酸沉法比較,產物得率高,質量好,能耗少,廢水排放污染也一定程度上得到解決。
1.3 雙極膜電解法(Bipolar Membrane Electroacidification)
這種方法是在電滲析的基礎上發展而來的。雙極膜由3層組成:陰離子交換膜和陽離子交換膜以及陰陽離子交換膜中間的親水層。在電流作用下,水分子在雙極膜上電離為H+和OH-,由于膜選擇透過陰離子或陽離子,導致溶液的pH值降低,達到大豆蛋白質的等電點而使蛋白質沉淀。這種方法不需要加入酸或堿調整蛋白質溶液的pH值,避免分離得到的大豆蛋白質中混入鹽離子,并且可保護大豆蛋白質的功能性。
1.4 起泡法
泡沫分離技術是近十年發展起來的一項新的分離技術。它是根據表面活性的差異,來分離和純化物質的手段,被廣泛應用于環境保護、生物工程、冶金工業及醫藥工業等許多途徑,該技術也是分離和濃縮蛋白質及酶的一條有效途徑。謝繼宏等研究了豆制品廠排放的黃漿水中大豆蛋白質的分離。這種方法中,大豆蛋白質的分離在一連續操作的泡沫精餾塔中完成,氮氣由塔底通入池液,原料液由泡沫界面入進入塔內,泡沫由塔頂導出并被破碎成泡沫液,泡沫液即為分離出的大豆蛋白質。
2 大豆分離蛋白的改性方法
2.1 熱處理法
Sorgentini等將5%、8%、11%、13%和15%的大豆分離蛋白在80℃或100℃處理30min,然后在4℃冷卻過夜,當濃度大于或等于8%時,形成凝膠,在相同溫度下,濃度越高,不溶性組分越多;蛋白質溶液的濃度相同時,100℃處理的不溶性組分比80℃要多。經DSC測量,80℃處理時,蛋白質部分變性,而100℃處理時,蛋白質全部變性。經過熱處理,蛋白質的可溶組分和不可溶組分的表面親水性(S0)發生變化,濃度較低時,由于熱變性而暴露內部的親水基,S0增大。在非熱變性蛋白質中,可溶性組分和非可溶性組分,水結合能力(WIC)相同,熱變性后,可溶性組分和非可溶性組分的WIC都提高,特別是濃度為8%最高。經過熱處理后,蛋白南乳化性能得到提高。
L0pezde Ogara等在堿提酸沉制取大豆分離蛋白過程中,溶液的pH值調至等電點后在50℃、60℃、65℃和70℃水溶液中處理30min,隨著溫度升高,所得蛋白質溶解性(NSI)降低,吸水性(WAC)在溫度由50℃升到60℃時迅速增加,溫度繼續增加時,稍微降低。經過熱處理吸油性稍有增加。60℃所得蛋白質制成的膠體粘度最高,水分損失最低。
2.2 酸處理
Wagner等用酸處理大豆分離蛋白質和大豆球蛋白(Glycinin)。只有從長時間貯藏的大豆粉提取的蛋白,經酸處理后,溶解性會降低,pH的變化對溶解性和水結合能力(WIC)影響很小,而起泡性和泡沫穩定性有很大提高。酸處理時,pH值11S球蛋白有很強的變性作用。
2.3 酶處理
Wu等用木瓜蛋白酶水解大豆分離蛋白,并用超濾分離水解產物。11S蛋白亞基比7S球蛋白嚴基對木瓜蛋白酶敏感。木瓜蛋白酶顯著提高大豆分離蛋白的表面吸水性、溶解性和乳化性。
QI等研究了胰酶對大豆分離蛋白的水解作用。胰酶包括胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶,能水解11S大豆球蛋白的兩個堿性亞基。大豆蛋白經胰酶水解后,表面吸水性(S0)顯著提高,溶解性變化不大,乳化液蛋白質和油含量增加,乳化能力增加,但乳化穩定性有所降低。
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