一种由南极磷虾粉制备的分离蛋白粉的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种由南极磷虾粉制备的分离蛋白粉，该方法具有如下操作步骤：南极磷虾粉经乙醇脱脂后，依次经过酸处理脱除矿物质、碱处理溶解蛋白、等电点沉淀蛋白、蒸馏水洗涤蛋白脱除氟和盐等一系列工艺处理，得低脂、低氟、低盐磷虾分离蛋白湿渣；向分离蛋白湿渣中加入蒸馏水，调节蛋白溶液的pH值至中性，即得分离蛋白溶液；分离蛋白溶液经喷雾干燥后，得南极磷虾分离蛋白粉。本发明采用的原料丰富易得，蛋白质含量高；制备工艺步骤简单、设备投资少、无环境污染、产品得率高，适于工业化生产；磷虾分离蛋白粉中蛋白质含量高于90％，氟含量低于6mg/kg，灰分含量低于5％，无脂质残留，为低脂、低氟、低盐蛋白粉，具有形成热可逆蛋白凝胶的特性。
【专利说明】一种由南极碟虹、粉制备的分离蛋白粉
【技术领域】 >
[0001] 本发明属于蛋白粉制备【技术领域】，具体涉及一种由南极磷虾粉制备的分离蛋白 粉。
【背景技术】
[0002] 南极磷虾是一类海洋无脊椎动物，分布于南极水域。据统计，南极磷虾的蕴藏量为 6. 5-10亿吨，是人类巨大的蛋白资源宝库。磷虾千重中蛋白质含量约为65_75 %，其氨基酸 组成合理、必需氨基酸含量高，是进行蛋白质高值化利用的重要原料。且利用蛋白质易于在 碱性环境下溶出、等电点处沉淀的性质，以分离蛋白的形式回南极磷虾原料中的蛋白质，是 食品工业中常用的加工技术。
[0003] 凝胶性是分离蛋白应用中最重要的功能特性之一，分离蛋白凝胶性的开发也是国 内外科研部门和企业界关注的热点之一。凝胶特性赋予蛋白质一定的弹性、可塑性以及 粘度，在食品加工中具有广泛的应用。Chen&Jaczynski曾报道在不添加无机盐和功能性 添加剂的条件下，由于磷虾体内丰富内源酶的水解作用，南极磷虾分离蛋白无法形成凝胶 (Journal of Agriculture and Food Chemistry, 2007, 55, 1814-1822)。
[0004] 目前，一般采用向分离蛋白中添加无机盐及功能性添加剂后，加热诱导蛋白变性 的方式制备蛋白质凝胶。此种方式所得蛋白凝胶一般具有热不可逆性，且盐含量较高。热 可逆凝胶可依据温度的升高或降低呈现出液态-固态的可逆性转变，在食品加工领域具有 独特的应用价值。
[0005] 因此，在不添加无机盐和功能性添加剂的条件下，如何制备具有凝胶特性的南极 磷虾分离蛋白粉一直是本领域的研究热点，是开拓磷虾蛋白应用前景的重要技术支撑之 〇
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种由南极磷虾粉制备分离蛋白粉的方法，该分离蛋白粉具 有热可逆凝胶特性，从而补充现有技术的不足，
[0007] 本发明的分离蛋白粉，其制备方法包括如下的步骤：
[0008] 1)脱脂：将南极磷虾粉经乙醇溶液脱脂处理后得到脱脂磷虾粉；
[0009] 2)酸处理：向脱脂磷虾粉中加入酸溶液，搅拌反应后，离心取沉淀,用蒸馏水反复 洗涤沉淀pH值至中性，得到沉淀；
[0010] 3)碱溶解：向沉淀中加入碱溶液，搅拌后，离心取上清液；
[0011] 4)酸沉淀：向步骤3)中的上清液中加入酸溶液，调节上清液的PH值至4. 5?4. 7， 静置后，离心得沉淀；
[0012] 其中酸溶液优选为2M HC1 ;
[0013] 5)脱氟脱盐：步骤4)的沉淀经蒸馏水洗涤后，得到分离蛋白沉淀；
[0014] 6)中和：向沉淀中加入蒸馏水，搅拌混匀，再向其中加入碱溶液，调节混合液的pH 值，得分离蛋白溶液；
[0015] 其中碱溶液优选为2M NaOH ;
[0016] 7)干燥：分离蛋白溶液经冷冻干燥或喷雾干燥后，即得南极磷虾分离蛋白粉，该 分离蛋白粉具有热可逆凝胶特性。
[0017] 其中，步骤1)中的乙醇浓度为85?95% ;
[0018] 步骤2)中酸溶液为无机酸或有机酸稀溶液中的一种或几种，酸溶液的浓度为 0· 1?1. 0M，搅拌时间为1?l〇h，脱脂磷虾粉和酸溶液的质量体积比为1:2?12 ;
[0019] 步骤3)中碱溶液为氧氧化钠或氧氧化钾中的一种或两种，碱溶液的浓度为 0· 05?1. 0M，搅拌时间为20?120min，揽拌温度为30?60°C，脱脂磷奸粉和碱溶液的质 量体积比为1:5-1:12 ;
[0020] 步骤4)中静置时间为20?60min，静置温度为4?30°C ;
[0021] 步骤5)中蒸馏水洗涤的过程中，应调节混合液的pH值为4. 5?4. 7 ;
[0022] 步骤6)中调节pH值为6. 0?8. 0 ;
[0023] 步骤7)中喷雾干燥时进风温度为120?160°C，出风温度为80?120°C。
[0024] 本发明制备的分离蛋白粉用于制备凝胶。
[0025] 本发明制备的南极磷虾分离蛋白粉具有低脂、低氟、低盐含量的特点，且具有形成 热可逆蛋白凝胶的特性，在食品加工领域具有广泛应用。
[0026] 本发明采用的原料丰富易得，蛋白质含量高；制备工艺步骤简单、设备投资少、无 环境污染、产品得率高，适于工业化生产；所得磷虾分离蛋白粉具有形成热可逆蛋白凝胶的 特性；分离蛋白粉中，蛋白质含量高于90%，氟含量低于6mg/kg，灰分含量低于5%，无脂质 残留，必需氨基酸组成和含量符合FA0/WH0对成人/婴儿需求的规定，分离蛋白粉在非等电 点外的较宽pH范围内溶解性良好，分子量主要分布在1〇? 25〇kD范围内。本发明所制备 南极磷虾分离蛋白粉在食品加工领域具有广泛的应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1 :南极磷虾分离蛋白粉在不同的酸碱性环境中的溶解性；
[0028] 图2 :南极磷虾分离蛋白粉的SDS-PAGE电泳图谱，其中，泳道1为标准蛋白样品， 泳道2为本发明制备的南极憐奸分离蛋白粉；
[0029] 图3 :南极磷虾分离蛋白粉凝胶特性的分析（以粘弹性表征）。其中图（a)为加热 过程中（25?10(TC )，15%分离蛋白凝胶的粘弹性（弹性模量G'和粘性模量G"）随温度 的变化；图（b)为冷却过程中（1〇〇?25? )，15%分离蛋白凝胶的粘弹性（弹性模量G'和 粘性模量G"）随温度的变化。
【具体实施方式】
[0030] 申请人:在对南极磷奸粉进行加工过程中，发现制备的分尚蛋白粉具有热可逆凝股 的特性，从而促成了本发明。
[0031] 首先对本发明中所涉及的术语解释如下：
[0032] 丨、可逆凝胶：指能够平滑流动且当进行长期剪切时能够恢复其初始形式的凝胶结 构；
[0033] 2、热可逆凝胶：蛋白溶液在低温时可形成凝胶，凝胶加热后呈流体状态，而冷却后 可逆性地恢复其凝胶状态的凝胶结构，在食品加工中具有独特的应用价值。
[0034] 2、粘弹性：蛋白质在不同条件下会分别表现出固体和液体的性质，即表现出弹性 和粘性，蛋白质对应力的响应兼有弹性固体和粘性流体的双重特性即为粘弹性。
[0035] 对本发明中分离蛋白粉热可逆凝胶特性（以粘弹性表征）的检测方法如下所述：
[0036] 向南极磷虾分离蛋白粉中加入蒸馏水，分离蛋白粉和蒸馏水的质量体积比为 3:20，搅拌混匀后，即得分离蛋白水溶液；将分离蛋白水溶液于4°C静置48h，得磷虾分离 蛋白凝胶。采用MCR101流变仪测定蛋白凝胶的粘弹性，记录弹性模量（G'）和粘性模量 (G"）随温度变化的曲线。温度扫描条件如下：以5°C Μη由25°C升温至100°C，10(TC保 持lOmin，以5°C /min由100°C降温至25°C ;频率为1Hz ;应变为2%。
[0037] 下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述
[0038] 实施例1
[0039] 1)取南极磷虾粉10kg，向磷虾粉中加入90%乙醇120L，室温下在反应釜中搅拌 10h，离心取沉淀，真空干燥得脱脂磷4下粉；
[0040] 南极磷虾粉中蛋白质含量为60?65%，脂质含量为8?13%，灰分含量为10? 15%,氟含量为1800?2200mg/kg,步骤1)所得的脱脂磷虾粉中脂质含量低于2%。
[0041] 蛋白质含量的测定方法参照GB5009. 5-2010《国标-食品中蛋白质的测定》中的 凯氏定氮法；灰分含量的测定方法参照?5〇09· 4-2010《国标-食品中灰分的测定》；氟含 量的测定方法参照GB/T5009. 18-2003《国标-食品中氟的测定》中的氟离子选择电极法； 总脂含量的测定方法采用氯仿甲醇法。
[0042] 2)取脱脂磷虾粉5kg，向其中加入0· 3Μ的乳酸溶液40L，室温下在反应釜中搅拌 2h，5000r/min离心取沉淀，用蒸馏水反复洗涤沉淀至中性，得到沉淀A ;
[0043] 3)向沉淀A中加入〇· 1M氢氧化钾溶液40L，在30°C的反应釜中搅拌50min，离心 取上清液A ;
[0044] 4)向上清液A中加入2M HC1,调节上清液A的pH值为4. 7,室温静置30min，离心 得低脂分离蛋白沉淀B;
[0045] 5)沉淀B经蒸馏水反复洗涤后，得低氟、低盐含量的分离蛋白沉淀C ;
[0046] 6)向沉淀C中加入5L蒸馏水，搅拌混匀后，向其中加入2M NaOH调节混合液的pH 值至7. 5,得分离蛋白溶液；
[0047] 7)分离蛋白溶液经冷冻干燥后，即得南极磷虾分离蛋白粉。
[0048] 结果表明，本发明所得南极磷虾分离蛋白粉中蛋白质含量高于9〇%，经过脱脂、脱 氟、脱盐处理后，氟含量由 100?150mg/kg降至低于6mg/kg，灰分含量低于 5%，无脂质检 出。磷虾分离蛋白粉中必需氨基酸组成和含量符合FA0/WH0对成人/婴儿需求的规定（表 1所示）。磷虾分离蛋白粉在非等电点外的较宽_范围内溶解性良好（图 1所示），分子量 主要分布在1〇?250kDa (图2所不）。
[0049] 表1 :南极磷奸分禹蛋白粉的氨基酸组成；
[0050]
[005
【权利要求】
1. 一种制备分离蛋白粉的方法，其特征在于，所述的方法是由南极磷虾粉制备分离蛋 白粉，其制备方法包括如下的步骤： 1) 脱脂：将南极磷虾粉经乙醇溶液脱脂处理后得到脱脂磷虾粉； 2) 酸处理：向脱脂磷虾粉中加入酸溶液，搅拌反应后，离心取沉淀，用蒸馏水反复洗涤 沉淀pH值至中性，得到沉淀； 3) 碱溶解：向沉淀中加入碱溶液，搅拌后，离心取上清液； 4) 酸沉淀：向步骤3)中的上清液中加入酸溶液，调节上清液的PH值至4. 5?4. 7,静 置后，离心得沉淀； 5) 脱氟脱盐：步骤4)的沉淀经蒸馏水洗涤后，得到分离蛋白沉淀； 6) 中和：向沉淀中加入蒸馏水，搅拌混勻，再向其中加入碱溶液，调节混合液的pH值， 得分离蛋白溶液； 7) 干燥：分离蛋白溶液经冷冻干燥或喷雾干燥后，即得南极磷虾分离蛋白粉，该分离 蛋白粉具有热可逆凝胶特性。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤1)中的乙醇浓度为85?95%。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤2)中酸溶液的浓度为0· 1? 1. 0M,搅拌时间为1?l〇h，脱脂磷虾粉和酸溶液的质量体积比为1:2?12。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的酸溶液为无机酸或有机酸溶液。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤3)中碱溶液为氧氧化钠或氢氧化 钾溶液，碱溶液的浓度为〇· 05?1. 0M，搅拌时间为2〇?120min，搅拌温度为3〇?60Γ，脱 脂磷虾粉和碱溶液的质量体积比为 12。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤4)中静置时间为20?60min，静 置温度为4?30 C。
7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤6)中调节PH值为6. 0?8. 〇。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤7)中喷雾干燥时进风温度为 120?16(TC，出风温度为80?12(TC。
9. 一种分离蛋白粉，其特征在于，所述的分离蛋白粉是由权利要求1所述的方法制备 的。
10. 权利要求1所述的分离蛋白粉在制备食品用凝胶中的应用。
【文档编号】A23J1/04GK104186911SQ201410462220
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】薛长湖, 王彦超, 薛勇, 常耀光, 魏东芝, 王玉明, 徐杰 申请人:中国海洋大学