一种大豆分离蛋白纳米颗粒及其制备方法

本发明涉及一种纳米级大豆分离蛋白及其制备方法，属于大豆分离蛋白结构与功能修饰技术领域。

背景技术：

大豆蛋白是一种常见的植物蛋白，是人们重要的植物蛋白来源，其氨基酸组成平衡，含有各种人体必需氨基酸。目前，大豆蛋白也被认为是动物蛋白重要的替代品，被应用于很多动物奶、肉的替代品中。相对于动物蛋白，除了脂肪与胆固醇较少外，价格也具有极大的优势，在目前肠道绿色与可持续发展的趋势下，具有极强的社会价值与商业价值。

对于蛋白质的结构与功能的修饰，可以改变其特性，其中颗粒化是一种重要的围观结构改变方法，在纳米尺度下对于大豆蛋白进行修饰，可以显著降低其粒径与表面疏水性，增强zeta电位，使得大豆蛋白可溶性增强，其水溶液(分散液)的澄清度增加，这项技术在食品工业中极具应用价值，并具有良好的应用前景。然而，近年来对于大豆蛋白颗粒化的研究，主要针对大豆蛋白在微米级颗粒化，对于大豆分离蛋白及其在纳米级颗粒化的研究还很有限。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种纳米级颗粒化的大豆分离蛋白纳米颗粒。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大豆蛋白分离蛋白纳米颗粒，原料为大豆分离蛋白，所述大豆蛋白分离蛋白纳米颗粒的粒度集中在24.36-78.82nm和141.8-825nm范围内。

优选地，所述大豆分离蛋白的制备方法为：

步骤1)：将大豆蛋白加入到去离子水中，在剪切力作用下完全分散，使用氢氧化钠溶液调节ph值为8.5-9.3，得到碱性大豆蛋白液，搅拌，离心，保留上层清液；

步骤2)：将步骤1)所得的清液调节ph值至4.3-4.6，得到大豆蛋白浊液离心，保留下层沉淀，即为大豆分离蛋白；

步骤3)：将步骤2)所得的沉淀加入去离子水中，在剪切力作用下完全分散，再调节ph值至6.8-7.3，得到大豆分离蛋白液；

步骤4)：将步骤3)所得的大豆分离蛋白液装入透析袋中，以去离子水透析；透析得到的大豆分离蛋白液冷冻，于真空冷冻干燥机中冻干得到粉末，即为大豆分离蛋白。

优选地，所述步骤1)中大豆蛋白与去离子水的质量比为1:10-1:100；所述剪切力使用高速分散机，转速为4000-6000rpm/min，时间为1-3min；所述碱性大豆蛋白液的搅拌的转速为250-400rpm，时间为2-4h；所述碱性大豆分离蛋白液的离心的温度为4℃，转速为10000×g，时间为15-20min。

优选地，所述步骤2)中大豆蛋白浊液在搅拌条件下制备，搅拌的转速为250-400rpm；所述离心的温度为4℃，转速为4000×g，时间为10-15min。

优选地，所述步骤3)中的剪切力，使用高速分散机，转速为4000-6000rpm/min，时间为1-3min。

优选地，所述步骤4)中透析袋的截留分子量为3500da，透析温度为4℃，透析时间为24-36h，每隔1-6小时更换一次去离子水，每次更换去离子水后在紫外灯下放置10-15min；所述的冷冻采用冰箱冷冻8-12h或在液氮条件下冷冻；所述冻干的温度为-55±2℃，压力≤5pa，时间为24-48h。

本发明还提供了上述大豆蛋白分离蛋白纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：

步骤a)：大豆分离蛋白溶于去离子水中，调节ph至6.8-7.3，搅拌，静置，得到大豆分离蛋白液，离心，保留上清液；

步骤b)：步骤a)所得的上清液置于80-96℃水浴中搅拌，然后在冰水浴中冷却到室温，即为大豆分离蛋白纳米颗粒液；

步骤c)：步骤b)所得的大豆分离蛋白纳米颗粒液冷冻，于真空冷冻干燥机中冻干得到粉末，即为大豆分离蛋白纳米颗粒。

优选地，所述步骤a)中大豆分离蛋白与去离子水的质量比为1:5-1:15；所述搅拌的时间为1.5-4h；所述静置的温度为4℃，时间为12-24h；所述离心的温度为4℃，转速为4000×g，时间为10-15min。

优选地，所述步骤b)中搅拌的转速为150-400rpm/min，搅拌时间为反应时间；冰水浴的时间为20-30min。

优选地，所述步骤c)中的冷冻采用冰箱冷冻8-12h或在液氮条件下冷冻；所述冻干发温度为-55±2℃，压力≤5pa，时间为24-48h。

本发明具有纳米级粒径，水溶液(分散液)澄清度相较于大豆分离蛋白溶液(分散液)高，可用于形成稳定的纳米级皮克林乳液。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1)本发明以大豆蛋白为起点制备大豆分离蛋白，并通过颗粒化的方法优化了大豆分离蛋白的结构制备了大豆分离蛋白纳米颗粒。

2)本发明制备的大豆分离蛋白纳米颗粒具有较小的粒径，粒径主要分布于24.36-78.82nm，相较于目前报道的微米级大豆分离蛋白颗粒具有极强的优势。

3)本发明制备的大豆分离蛋白纳米颗粒，在水中具有良好的分散性，其水溶液具有较高的透明度。

4)本发明制备的大豆分离蛋白纳米颗粒具有广泛的ph稳定区间(4-9)。

附图说明

图1为实施例3的大豆分离蛋白纳米颗粒的粒径分布曲线图；

图2为实施例3的大豆分离蛋白纳米颗粒的透射电镜(tem)图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1

一种大豆分离蛋白纳米颗粒的制备方法：

1)20g大豆蛋白粉加入300ml去离子水中，在高速分散机作用下完全分散，1mol/ml氢氧化钠溶液调节ph值至9.0，得到大豆分离蛋白溶液；大豆蛋白溶液在室温条件下搅拌2h，转速为300rpm；大豆蛋白溶液于冷冻离心机中离心，温度为4℃，转速为10000×g，离心时间为15min。取离心完成后的上层清液；

2)1mol/l的盐酸溶液在搅拌条件下调节清液ph值至4.5，得到浊液；浊液于冷冻离心机中离心，温度为4℃，转速为4000×g，离心时间为15min，取下层沉淀；

3)沉淀以料液比1:5加入去离子水中，在高速分散机作用下完全分散；1mol/l的氢氧化钠溶液在搅拌条件下调节溶液ph值至7.0.，得到大豆分离蛋白溶液；

4)大豆分离蛋白溶液置于3500da透析袋中，透析温度为4℃，透析时间为24h，前三次更换去离子水间隔时间为1h，其后每3h更换一次去离子水。每次更换去离子水后在紫外灯下放置15min以减少微生物影响；大豆分离蛋白溶液在液氮中预冷冻，在真空冷冻干燥机中冻干24h，温度为-55℃，压力为5pa。即得大豆分离蛋白粉末。

本实施例制备得到的大豆分离蛋白粉末为大豆分离蛋白纳米颗粒原料，制备得到白色的大豆分离蛋白粉末，具有大豆特殊香气与良好的水溶性。

实施例2

一种大豆分离蛋白纳米颗粒的制备方法：

1)20g大豆分离蛋白粉末溶解于180g去离子水中，配制成10％浓度的大豆分离蛋白溶液，用1mol/l的氢氧化钠溶液调整ph至6.9，在室温条件下搅拌3h，转速为300rpm；大豆分离蛋白溶液于4℃保存24h；大豆分离蛋白溶液于冷冻离心机中离心，温度为4℃，转速为4000×g，离心时间为15min，取上层清液；

2)清液置于95℃水浴中搅拌加热，时间为30min。然后在冰水浴中迅速冷却至室温，得到大豆分离蛋白纳米颗粒溶液；

3)大豆分离蛋白纳米颗粒溶液在液氮中预冷冻，在真空冷冻干燥机中冻干36h，温度为-55℃，压力为5pa。即得大豆分离蛋白粉末。

本实施例制备得到的大豆分离蛋白纳米颗粒具有白色的外观和良好的水溶性，1％，ph7的水溶液是澄清的。

实施例3

一种大豆分离蛋白纳米颗粒的制备方法：

1)1g大豆分离蛋白粉末溶解于99g去离子水中，配制成1％浓度的大豆分离蛋白溶液，用1mol/l的氢氧化钠溶液调整ph至7.0，在室温条件下搅拌2h，转速为300rpm；大豆分离蛋白溶液于4℃保存10h；大豆分离蛋白溶液于冷冻离心机中离心，温度为4℃，转速为4000×g，离心时间为15min，取上层清液；

2)清液置于95℃水浴中搅拌加热，时间为30min。然后在冰水浴中迅速冷却至室温，得到大豆分离蛋白纳米颗粒溶液；

3)大豆分离蛋白纳米颗粒溶液在液氮中预冷冻，在真空冷冻干燥机中冻干36h，温度为-55℃，压力为5pa。即得大豆分离蛋白粉末。

本实施例制备得到的大豆分离蛋白纳米颗粒具有白色的外观和良好的水溶性，1％，ph7的水溶液是澄清的。

本实施例所得的大豆分离蛋白纳米颗粒的粒径主要分布在24.36-78.82nm范围内，平均粒径为42.93nm(图1)。颗粒形成念珠状球形颗粒的聚集物(图2)。