一种提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法及其应用与流程

本发明属于食品领域，具体涉及一种提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法及其制备的高起泡性的小麦醇溶蛋白胶体粒子和应用，尤其是作为起泡剂在奶油、蛋糕中的应用。

背景技术：

在蛋糕、点心、冰淇淋等泡沫型食品中，蛋清蛋白和乳清蛋白是最为广泛应用的蛋白质起泡剂，它们能形成稳定而细腻的泡沫来赋予食品特定的质构，然而上述两种蛋白的成本日益渐增，且其自身起泡性能并不能完全满足消费者对高品质感官和口感食品的需求，因此通常需要加入化学合成的小分子乳化剂来实现。然而，为满足人们对安全、营养、健康食品的诉求，亟需开发具有替代作用的天然高活性乳化剂。公开号cn106359846a的专利发现通过反溶剂沉淀法制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子具有优良的起泡性能。尽管如此，但并不能满足不同类型食品体系的加工需求，需要进一步改善其泡沫特性。

从结构上看，小麦醇溶蛋白(gliadin)是小麦种子的主要贮藏蛋白之一，含有较高的脯氨酸和谷氨酰胺，是一种疏水性的单链蛋白，由分子内二硫键、氢键和疏水相互作用维持，没有分子间二硫键，因此具有良好的发泡性能。虽然小麦醇溶蛋白具有成为可食用发泡剂的巨大潜力，但是它在水溶液中的低溶解性和低分散性制约了它现阶段的研发。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法，在解决了小麦醇溶蛋白在水中的低溶解性和低分散性的问题的同时，也有效的改善了蛋白的泡沫特性，实现了天然小麦醇溶蛋白的高起泡性和高稳定性，对于增强其在食品中的实际应用具有重要意义。

本发明还提供了所述提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法所制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子及其应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法，包括如下步骤：将小麦醇溶蛋白溶于乙醇中，得到小麦醇溶蛋白溶液，对其加热处理，再将加热后的溶液加入到去离子水中，搅拌均匀，形成小麦醇溶蛋白胶体粒子悬浮液，最后通过真空旋转蒸发、冷冻干燥除去溶剂，得到小麦醇溶蛋白胶体粒子。

其中，所述将小麦醇溶蛋白溶解在70-80％(v/v)乙醇溶液中，搅拌均匀，配成浓度为10-15mg/ml的小麦醇溶蛋白溶液。

作为优选，所述将小麦醇溶蛋白溶于70％(v/v)乙醇溶液中，得到10mg/ml的小麦醇溶蛋白溶液。

其中，所述加热处理为50-90℃，处理15-60min。

作为优选，采用不同温度(50、90℃)对其分别热处理15、60min。

其中，所述形成的小麦醇溶蛋白溶液反溶剂加入到5-6倍体积的去离子水中，磁力搅拌2-3min，转速1300-1500r/min，形成小麦醇溶蛋白胶体粒子悬浮液。

作为优选，取5ml所得小麦醇溶蛋白溶液反溶剂到25ml水中，磁力搅拌2min，形成小麦醇溶蛋白胶体粒子悬浮液。

本发明所述的提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法所制备的高起泡性的小麦醇溶蛋白胶体粒子。

本发明所述的提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法所制备的高起泡性的小麦醇溶蛋白胶体粒子作为起泡剂在食品制作中的应用。

作为优选，所述的提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法所制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子作为起泡剂在增加搅打奶油及蛋糕起发性中的应用。

本发明提出了一种提高小麦醇溶蛋白胶体粒子泡沫特性的方法，对溶于醇溶液中的未聚集蛋白质进行适度加热处理，从而诱导蛋白质尺寸、理化特性(表面电势和亲疏水性)和结构发生转变，增强其泡沫特性。本发明热处理后的胶体粒子结构柔性增强，经热处理后的小麦醇溶蛋白胶体粒子与未进行热处理的小麦醇溶蛋白胶体粒子相比，其起泡能力和泡沫稳定性分别提高了25％和85％，有效地改善了小麦醇溶蛋白的泡沫特性，对于增强其在食品中的实际应用具有重要意义。

此外，本发明采用反溶剂法，把不溶于水的小麦醇溶蛋白先溶解到有机溶剂中，再反溶到水中，可以解决其在水溶液中的低溶解性和低分散性。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)本发明制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子具有优良的起泡能力和泡沫稳定性，性能优于天然小麦醇溶蛋白胶体粒子。

2)本发明制备小麦醇溶蛋白胶体粒子的过程中促进了有机溶剂的挥发，进一步优化了工艺流程。

3)本发明所使用的热处理是一种操作简单，高效的方法。

4)本发明提供的起泡剂原料小麦醇溶蛋白来源于粮油加工副产物，不会对人体造成不良影响，是一种天然环保的食品添加剂，具有很好的市场前景和经济效益。

附图说明

图1为不同热处理对小麦醇溶蛋白粒径(a)和电位(b)的影响示意图

图2为不同热处理对小麦醇溶蛋白起泡能力(a)和泡沫稳定性(b)的影响示意图，(c)泡沫的表观形态图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行说明。

实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

小麦醇溶蛋白原料可通过市售商业途径购买，或参考文献方法制备，本实施例中所使用的小麦醇溶蛋白原料均为自制，方法如下：

谷朊粉以1:10mg/ml的比例加入到70％(v/v)乙醇溶液中，搅拌2h，静置后8000g离心20min，将上清液放入4℃冰箱过夜，然后取出，再次8000g离心20min以除去没有溶解的部分，将上清液通过旋转蒸发(40℃)除去乙醇，将剩余含有小麦醇溶蛋白的部分冷冻干燥，最终得到小麦醇溶蛋白。

实施例1

小麦醇溶蛋白胶体粒子起泡剂，制备方法如下：

1)将小麦醇溶蛋白溶解在70％(v/v)乙醇溶液中，搅拌均匀，配成浓度为10mg/ml的小麦醇溶蛋白溶液；

2)将所得小麦醇溶蛋白溶液在不同温度下(50、70、90℃)下分别加热15、30、60min，得最终的小麦醇溶蛋白溶液。

3)取5ml所得小麦醇溶蛋白溶液加到25ml去离子水中，磁力搅拌2min，1500r/min，形成小麦醇溶蛋白胶体粒子悬浮液；

4)将所得胶体粒子悬浮液通过旋转蒸发(40℃)除去溶剂，冻干后最终得到小麦醇溶蛋白胶体粒子。

如图1所示，采用英国马尔文zetasizernanozs90纳米粒度仪测定本实施例不同热处理下制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子的粒径，主要分布在105—122nm左右粒径较小，pdi值(分散系数)较小约0.1，能说明分散性好。

实施例2

分别取实施例1不同热处理后的制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子冻干粉15mg，溶于15ml去离子水中，记录此时体积为v0，使用均质机于8000r·min^-1搅拌1min，立即将泡沫转移至量筒中，分别记录下2min(v1)和30min(v2)时的泡沫体积以计算蛋白质的起泡能力和泡沫稳定性。

起泡能力(fc)＝v1/v0×100％(1)

泡沫稳定性(fs)＝v2/v1×100％(2)

对比例采用的小麦醇溶蛋白胶体粒子与实施例1制备方法相同，不同之处不进行热处理，取其15mg溶液15ml去离子水，采用上述相同的方法计算蛋白质的起泡能力和泡沫稳定性。

图2是未加热的小麦醇溶蛋白胶体粒子和本发明实施例1制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子起泡性和泡沫稳定性的情况。从图2中可以看出，本发明实施例1加热后的小麦醇溶蛋白胶体粒子的起泡性和泡沫稳定性与天然的小麦醇溶蛋白胶体粒子相比较，具有明显的提高，其起泡能力和泡沫稳定性分别提高了25％和85％。

实施例3

以本发明实施例1制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子起泡剂用于各种泡沫型的食品，本实施例以在冰淇淋中的应用为例，包括以下步骤：

1)原料配方：鲜乳2270g，脱脂乳粉120g，白糖420g，巧克力粉30g，奶油150g，小麦醇溶蛋白胶体粒子冻干粉30g，稳定剂羧甲基纤维素(cmc)12g，单甘脂6g。

2)操作步骤：先将原料混合，预热到40℃用纱布过滤，65℃3000rpm搅拌3min，进行杀菌(68℃，30min)，冷却至室温，4℃搅拌，最后进行硬化处理(-18℃以下，24h)。

制作出的冰淇淋表面蓬松，口感细腻丝滑，没有明显的颗粒感。

实施例4

以本发明实施例1制备的小麦醇溶蛋白胶体粒子起泡剂用于各种泡沫型的食品，本实施例以在蛋糕中的应用为例，包括以下步骤：

1)原料配方：鸡蛋450g，砂糖320g，低筋面粉400g，小麦醇溶蛋白胶体粒子冻干粉50g，沙拉油250g。

2)具体操作步骤：将鸡蛋和砂糖混合，搅拌至砂糖融化，加入低筋面粉及小麦醇溶蛋白胶体粒子冻干粉，搅拌至没有颗粒。加入沙拉油进行打发，将打发完的面糊进行装模烤焙(上火180℃、下火140℃，30min)。

制作得到的蛋糕表面色泽均匀一致，无斑点；表皮柔软，组织密集；入口绵软香甜，松软可口。

实施例3和4说明本发明制备的天然蛋白即小麦醇溶蛋白胶体粒子具有较好的泡沫特性，不影响外观形态并且口感好，可代替人工合成的乳化稳定剂，降低成本，健康绿色安全。

实施例5

小麦醇溶蛋白胶体粒子起泡剂，制备方法如下：

1)将小麦醇溶蛋白溶解在80％(v/v)乙醇溶液中，拌均匀，配成浓度为15mg/ml的小麦醇溶蛋白溶液；

2)将所得小麦醇溶蛋白溶液在不同温度下(50、70、90℃)下分别加热15、30、60min，得最终的小麦醇溶蛋白溶液。

3)取5ml所得小麦醇溶蛋白溶液加到25ml去离子水中，磁力搅拌3min，1300r/min，形成小麦醇溶蛋白胶体粒子悬浮液；

4)将所得胶体粒子悬浮液通过旋转蒸发(40℃)除去溶剂，冻干后最终得到小麦醇溶蛋白胶体粒子。