专利名称：一种米蛋白糖基化改性的微波制备方法
技术领域：
本发明涉及一种米蛋白糖基化改性的微波制备方法，具体地说是可以有 效的提高产品的营养价值。
背景技术：
蛋白质具有不同的功能性质，不仅对食品在制造、加工或保藏中的物理 化学性质起着重要的作用，还可以有效的提高产品的营养价值。但天然植物 蛋白质具有高疏水性，往往不能满足现代食品开发与加工的需要，因而需要 通过改性的方法来提高其功能特性，扩大其应用领域。
通过Maillard反应形成蛋白质和多糖的接枝耦联，是近十年来蛋白质增 溶与功能特性改善技术研究领域新兴的一个分支。这种采用生物大分子多糖 来改善蛋白质功能特性的技术是为数不多的蛋白质安全改性方案之一。但是 对于米蛋白糖基化改性的应用，却未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种米蛋白糖基化改性 的方法，通过米蛋白与多糖在湿热条件下，采用微波加热的方式，进行接枝 耦联反应来提高米蛋白的溶解性，制备兼具蛋白质功能性质和多糖稳定作用 的生物大分子新材料；该方法克服了物理改性、化学改性和酶法改性的缺点， 而且大大拓展了米蛋白的应用范围，是一种新型的、简单经济、费用低、效 率高的安全改性方法，易于实现工业化，产品具有广阔的市场前景。
按照本发明提供的技术方案， 一种米蛋白糖基化改性的微波制备方法采 用以下工艺步骤(其配方组成以g/L或mg/mL计)
1、米蛋白的制备首先将大米在水中浸泡，浸泡时大米与水的料液比为 1:3，浸泡2 3小时后进行打浆，打浆使用捣碎机，捣碎机转速8000 10000rpm;打浆后进行碱提，碱提温度40 5(TC，碱提时间2 3小时，碱液 为O. lmg/niL的氢氧化钠；碱提后进行离心，离心转速3000 5000rpm;然后对 离心得到的上清液进行酸沉，酸沉步骤使用O. lmol/L盐酸，调节pH值为4. 5 5.0;酸沉后再次进行离心，并对离心得到的沉淀进行水洗，水洗至中性pH
值6. 5 7. 5;最后进行冷冻干燥成米蛋白，冷冻干燥温度为-5CTC。
2、 取上述米蛋白8 10g，加入去离子水0.8 lL;调节pH值至12. 0 12. 5， 磁力搅拌10 20min得到米蛋白悬浊液；
3、 将米蛋白悬浊液倒入容器中，置于微波炉加热，微波功率为300 500W，装好回流装置，微波加热至70 8(TC，使米蛋白充分溶解；
4、 米蛋白充分溶解后立即冰浴冷却至室温，pH值调至10.5 11.0，离心 过滤除去不溶物，所得上清液即为米蛋白溶液，使用去离子水将米蛋白溶液 稀释到浓度为2 8mg/mL;离心速度为3000 5000rpm，离心时间20 30min;
5、 取米蛋白浓度为2 8mg/mL的米蛋白溶液200mL，加入多糖使米蛋白 与多糖的质量比为1:3 1:6，混合均匀后倒入容器中进行微波加热，微波功 率为300 500W，微波加热至75 卯。C条件下反应4 5min后，将蛋白溶液冰 浴冷却至室温，而后重复微波加热和冰浴冷却的步骤4 6次使总反应时间达 至U20 30min;
6、 将微波处理后的米蛋白反应液用0.1mol/L的盐酸调pH值至6.5 7.5后， 进行冷冻干燥处理，冷冻干燥温度为-5(TC，然后粉碎过80 100目筛后得到 米蛋白-多糖复合物的固态粉末；
所述多糖为葡聚糖(相对分子质量为20000)或玉米糊精或壳聚糖。 下面进一步描述本发明的方案
1、 工艺路线的确定-
米蛋白糖基化改性的主要原理是利用生物大分子多糖的多羟基本质改善 共价复合物的亲水-亲油平衡，利用多糖的无规线团结构特质改善复合物的热 稳定性，同时利用多糖的大分子本质改善复合物的界面空间稳定效果。美拉 德反应又称羰氨反应，指氨基化合物和羰基化合物之间经縮合、聚合而生成 类黑素的反应，也被称为非酶褐变。经过近一个世纪的研究，虽然对美拉德 反应己经有了较为深入的认识，但是要弄清楚美拉德反应的每个步骤仍然非 常困难。美拉德反应非常复杂，而且很多中间体或者产物的量非常少或者活 性很大，很难制备得到。该反应的程度受很多因素的影响，如反应物的种类、 温度、水分活度、pH、金属离子、亚硫酸盐、半胱氨酸等。
2、 糖基化改性试验
在广泛査阅文献的基础上，表明影响糖基化改性的因素有微波功率、加
热温度和时间、溶液pH、蛋白与糖的比值、蛋白液浓度等。Naoto等研究的 精蛋白、Kato等研究的卵清蛋白及Babiker等研究的大豆蛋白在中性条件附 近皆能很好的溶解，但是米蛋白属于碱溶性蛋白，为保证溶解状态，因此反 应的初始pH值定为11，但高pH条件下Maillard反应不易控制反应的程度， 所以加热温度不宜过高。在实验过程中，确定温度在80-90°C，以接枝度为 指标，重点考察加热温度和时间、蛋白与糖的比值、蛋白液浓度，分别作单 因素实验，为接下来的正交实验提供数据基础。
结合单因素实验的结果，通过正交试验确定最佳工艺条件从正交实验 得出的各项指标的极值R表明，对大米蛋白-多糖接枝偶联反应的影响顺序依 次为反应时间、蛋白与糖的质量配比、蛋白质浓度和微波功率。最佳工艺参 数为大米蛋白与多糖质量配比1:3 1:6，蛋白质浓度2 8mg/mL，微波功率 300 500W，反应时间20 30min。此条件下制备的米蛋白接枝度能达到 40% 50%。
3 、改性米蛋白的成品分析
(1) 在接枝度为0-40%的范围内，改性米蛋白的溶解度随着接枝度的增 加而增加。在pH值3-ll范围内，尤其是中性条件下，其溶解度比原料米蛋 白显著提高。
(2) 在接枝度为25%左右时，改性米蛋白乳化性能最好，而接枝度越高， 乳化稳定性越好。
(3) 对于起泡性而言，18%左右为比较理想的接枝程度，此时的起泡能力 最大，而泡沬稳定性则随着接枝度的上升而提高
(4) 热稳定性试验表明，pH值5、 7、 9的溶液中，改性米蛋白溶解度 提高的同时，热稳定性也得到了提高。
通过测定不同接枝度条件下改性米蛋白的溶解性、乳化性、起泡性、热 稳定性等功能性质，表明了本发明可以使米蛋白的功能性质得到显著的改善。
本发明通过米蛋白与多糖在湿热条件下，采用微波加热的方式，进行接 枝耦联反应来提高米蛋白的溶解性，制备兼具蛋白质功能性质和多糖稳定作 用的生物大分子新材料；该方法克服了物理改性、化学改性和酶法改性的缺 点，而且大大拓展了米蛋白的应用范围，是一种新型的、简单经济、费用低、 效率高的安全改性方法，易于实现工业化，产品具有广阔的市场前景。
具体实施例方式
下面本发明将结合实施例作进一步描述
实施例一、本发明一种米蛋白糖基化改性的方法采用以下工艺步骤(其
配方组成以g/L或mg/mL计)
1、 米蛋白的制备首先将大米在水中浸泡，浸泡时大米与水的料液比为 1:3，浸泡2小时后进行打浆，打浆使用组织捣碎机，组织捣碎机转速10000rpm; 打浆后进行碱提，碱提温度5(TC，碱提时间2 3小时，碱液为0.1mg/mL的氢 氧化钠；碱提后进行离心，离心转速3000rpm;然后对离心得到的上清液进 行酸沉，酸沉步骤使用0.1mol/L盐酸，调节pH值为4.5 5.0;酸沉后再次进行 离心，并对离心得到的沉淀进行水洗，水洗至中性pH值6.5 7.5;最后进行 冷冻干燥成米蛋白，冷冻干燥温度为-5(TC。
2、 取米蛋白8g，加入去离子水O. 8L;调节pH值至12. 0，磁力搅拌(JB90-D 强力磁力搅拌器)10min后得到米蛋白悬浊液；
3、 将米蛋白悬浊液倒入容器中，置于微波炉加热，微波功率为300W，装 好回流装置，微波加热至7(TC，使米蛋白充分溶解；
4、 米蛋白充分溶解后立即冰浴冷却至室温，pH值调至10. 5，离心过滤除
去不溶物，所得上清液即为米蛋白溶液，使用去离子水将制备的米蛋白溶液 稀释到2mg/mL的浓度；离心速度为3000rpm，离心时间为20min;
5、 取浓度为2mg/mL的米蛋白溶液200 mL，加入葡聚糖(相对分子质量为 20000)，使米蛋白与葡聚糖的质量比为1:3，混合均匀后倒入容器中置于微 波炉加热，微波功率为300W，微波加热至75'C条件下反应5min后，将蛋白溶 液冰浴冷却至室温，而后重复微波加热和冰浴冷却的步骤4次使总反应时间达 到20min;
6、 将微波处理后的米蛋白反应液用O. lmol/L的盐酸调pH值至6.5后，进 行冷冻干燥处理，冷冻干燥温度为-50°C，然后粉碎过80目筛后得到米蛋白-多糖复合物的固态粉末。
实施例二、本发明一种米蛋白糖基化改性的方法采用以下工艺步骤(其 配方组成以g/L或mg/mL计)
1、 采用实施一中工艺步骤制得中米蛋白。
2、 取米蛋白9g，加入去离子水1L;调节pH值至12. 3，磁力搅拌(JB90-D
强力磁力搅拌器)15min后得到米蛋白悬浊液；
3、 将米蛋白悬浊液倒入容器中，置于微波炉加热，微波功率为400W，装 好回流装置，微波加热至75。C，使米蛋白充分溶解；
4、 米蛋白充分溶解后立即冰浴冷却至室温，pH值调至10.8，离心过滤除 去不溶物，所得上清液即为米蛋白溶液，使用去离子水将制备的米蛋白溶液 稀释到5mg/mL的浓度；离心速度为4000rpm，离心时间为25min;
5、 取浓度为5mg/mL的米蛋白溶液200 mL，加入玉米糊精，使米蛋白与玉 米糊精的质量比为1:4. 5，混合均匀后倒入容器中进行微波加热，微波功率为 400W，微波加热至83'C条件下反应5min后，将蛋白溶液冰浴冷却至室温， 而后重复微波加热和冰浴冷却的步骤5次使总反应时间达到25min;
6、 将微波处理后的米蛋白反应液用O. lmol/L的盐酸调pH值至7.0后，进 行冷冻干燥处理，冷冻干燥温度为-5(TC，然后粉碎过80目筛后得到米蛋白-多糖复合物的固态粉末。
实施例三、本发明一种米蛋白糖基化改性的方法采用以下工艺步骤(其 配方组成以g/L或mg/mL计)
1、 采用实施一中工艺步骤制得中米蛋白。
2、 取米蛋白10g，加入去离子水1L;调节pH值至12.5，磁力搅拌(JB90-D 强力磁力搅拌器)20min后得到米蛋白悬浊液；
3、 将米蛋白悬浊液倒入容器中，置于微波炉加热，微波功率为500W，装 好回流装置，微波加热至8(TC，使米蛋白充分溶解；
4、 米蛋白充分溶解后即冰浴冷却至室温，pH值调至ll.O，离心过滤除去 不溶物，所得上清液即为米蛋白溶液，使用去离子水将制备的米蛋白溶液稀 释到8mg/mL的浓度；离心速度为5000rpm，离心时间30min;;
5、 取浓度为8mg/mL米蛋白溶液200 mL，加入壳聚糖，使米蛋白溶液与壳 聚糖的质量比为1:6，混合均匀后倒入容器中进行微波加热，微波功率为500W， 微波加热至9(TC条件下反应5min后，将蛋白溶液冰浴冷却至室温，而后重复 微波加热和冰浴冷却的步骤6次使总反应时间达到30min;
6、 将微波处理后的米蛋白反应液用O. lmol/L的盐酸调pH值至7.5后，进 行冷冻干燥处理，冷冻干燥温度为-50。C，然后粉碎过80目筛后得到米蛋白-多糖复合物的固态粉末。
权利要求
1、一种米蛋白糖基化改性的微波制备方法，其特征是采用以下工艺步骤其配方组成以g/L或mg/mL计
2、 根据权利要求l所述的一种米蛋白糖基化改性的微波制备方法，其特 征在于所述多糖为葡聚糖或玉米糊精或壳聚糖。
3、 根据权利要求l所述的一种米蛋白糖基化改性的微波制备方法，其特 征在于所述微波功率为300 500W。
全文摘要
本发明涉及一种米蛋白糖基化改性的微波制备方法，具体地说是可以有效的提高产品的营养价值。特征是取米蛋加入去离子磁力搅拌得到米蛋白悬浊液；将米蛋白悬浊液倒入容器中，置于微波炉加热，使米蛋白充分溶解；米蛋白充分溶解后立即冰浴冷却至室温，离心过滤除去不溶物，即为米蛋白溶液，取米蛋白溶液加入多糖混合均匀后倒入容器中进行微波加热，将蛋白溶液冰浴冷却至室温，进行冷冻干燥处理，粉碎后得到米蛋白-多糖复合物的固态粉末。本发明克服了物理改性、化学改性和酶法改性的缺点，而且大大拓展了米蛋白的应用范围，是一种新型的、简单经济、费用低、效率高的安全改性方法，易于实现工业化，产品具有广阔的市场前景。
文档编号C07K1/00GK101381399SQ20081015554
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者华静娴, 张燕萍, 韧 王, 陈正行 申请人:江南大学