一种持油蛋白的制备方法与流程

本发明涉及一种持油蛋白质分子乳液的制备方法，特别是一种通过控制性打开蛋白质分子二硫键提升蛋白质分子自身持油能力的方法。

背景技术：

蛋白质是组成生命有机体的重要组成成分，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。蛋白质可以划分成单纯蛋白和结合蛋白，其中结合蛋白质又进一步划分为糖蛋白、脂蛋白、磷酸化蛋白、金属结合蛋白等。虽然蛋白质与核酸、糖类、脂类等其他细胞组成成分之间可以通过共价键形成糖蛋白、脂蛋白、磷酸化蛋白等复合物，也可以通过氢键、疏水相互作用力、范德华力等次级键形成糖蛋白、脂蛋白、磷酸化蛋白等复合物，但是蛋白质分子的存在形式在传统知识体系中基本上是相对独立存在，蛋白质分子只是部分与其他细胞成分结合，或多个蛋白质分子与与其他细胞成分共同组成复合体，即蛋白质分子自身并没有与其他细胞成分完全融合，或蛋白质分子自身并没有完全包容其他细胞成分。

但是已有的实验结果表明蛋白质分子是以单个分子的形式分散在水溶液之中。即使是没有表面活性性能或表面活性性能较差的水溶性蛋白质，也能在油水体系中表现一定的持油性能。在油水体系中，通过搅拌、均质、超声等方法，可使少量的油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素、香精香料等微粒渗入水溶性蛋白质分子疏水性内部，直到水溶性蛋白质分子持油能力极限为止。水溶性蛋白质持油能力受到蛋白质分子内部结构和性能影响，故普通水溶性蛋白质的持油性能极为有限。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种持油蛋白的制备方法，该方法以水溶性蛋白为原料，通过氧化蛋白质分子二硫键，控制性地打开蛋白质分子内部二硫键，控制性地改变蛋白质分子内部空间可塑性能，从而提升和改善油水体系中的油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素、香精香料等微粒渗入蛋白质分子疏水性内部比例和性能，制备一种更大容量的持油蛋白质分子，本发明制备的持油蛋白性能稳定。

解决上述技术问题的技术方案是：一种持油蛋白的制备方法，以水溶性蛋白质为原料，用过氧化物控制性地打开蛋白质分子内部二硫键，得到部分打开二硫键的水溶性蛋白质溶入水中配制成蛋白质溶液，将蛋白质溶液加入油水体系中，在确保不破乳和析油，并保持蛋白质分子在水中均匀分散的前提下，通过搅拌、均质或超声的方法，使部分打开蛋白质二硫键的水溶性蛋白质充分吸纳油性物质，制备成持油蛋白质分子乳液。

进一步的，该方法的具体步骤包括：

a、制备水溶性蛋白质溶液；

b、打开蛋白质二硫键：将过氧化物溶液加入到水溶性蛋白质溶液中，加入量按体积比

计算为：过氧化物溶液∶水溶性蛋白质溶液＝0.005～0.03∶1，所述过氧化物溶液浓度为0.5mol/l～1.5mol/l；所述水溶性蛋白质溶液的蛋白质含量控制在0.01g/ml～0.02g/ml；

所得的混合物置于零下15℃～零下5℃的冰浴中，在黑暗中反应1～5小时，再在混合物中加入终止剂终止反应；

c、经过纯化处理得到部分打开蛋白质二硫键的水溶性蛋白质；

d、将步骤c得到的水溶性蛋白质加入油水体系中，所述油水体系是由油性物质与水构成，油性物质∶水体积比=20～80：80～20，水溶性蛋白质与油水体系中的水构成质量浓度为1～10%蛋白质溶液，所述油性物质是油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素或香精香料；在确保不破乳和析油，并保持蛋白质分子在水中均匀分散的前提下，通过搅拌、均质或超声的方法，使部分打开蛋白质二硫键的水溶性蛋白质充分吸纳油性物质，制备成持油蛋白质分子乳液。

所述终止剂是乙醇，终止剂用量按体积比计算为：终止剂∶混合物=0.005～0.013：1。

所述过氧化物是过氧甲酸、过氧乙酸、过氧丙酸、过氧化氢或过氧化钠。

普通水溶性蛋白质的持油性不佳，是由于受到蛋白质空间结构，特别是分子内二硫键的限制。因此，在保持蛋白质分子结构相对稳定的前提下，通过氧化蛋白质分子二硫键，控制性地打开蛋白质分子内部的二硫键，控制性地改变蛋白质分子内部空间可塑性能，可以提升和改善油水体系中的油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素、香精香料等微粒渗入蛋白质分子疏水性内部比例和性能。

蛋白质通常是由20种氨基酸通过肽键首尾相连构成的一条或多条多肽链组成的生物大分子，其中的多肽链进一步盘绕、折叠，构成蛋白质分子的二级、三级、四级结构。天然存在的蛋白质分子均具有三级或四级分子结构。虽然组成蛋白质的20种氨基酸基本上可以划分为极性氨基酸和非极性氨基酸两大类，但是由于蛋白质多肽链的进一步盘绕、折叠，导致几乎所有蛋白质（甚至包括难溶于水的角蛋白、丝素蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白等在内）的绝大多数极性氨基酸侧链基团分布在蛋白质分子的表面，而绝大多数非极性氨基酸侧链基团被包裹在致密稳固的蛋白质分子内部。几乎所有的蛋白质分子表面是亲水的，而蛋白质分子内部则多数是疏水的。因此，通过搅拌、均质、超声等方法，可使包括油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素、香精香料等构成的油水体系中的油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素、香精香料等微粒渗入蛋白质分子疏水性内部，据此制备一种持油的蛋白质分子（见图1）。

鉴于多数蛋白质分子内部二硫键，既是维持蛋白质分子空间结构的关键作用力，同时也限制了蛋白质分子内部空间的可塑性能。因此，进一步通过氧化蛋白质分子二硫键，控制性地打开蛋白质分子内部二硫键，控制性地改变蛋白质分子内部空间可塑性能，从而提升和改善油水体系中的油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素、香精香料等微粒渗入蛋白质分子疏水性内部比例和性能，据此制备一种更大容量的持油蛋白质分子（见图2）。

此前，本申请的申请人已成功地利用氧化剂氧化蛋白质分子中的二硫键，使二硫键转化成磺酸基，控制性地打开蛋白质的折叠盘绕结构，使蛋白质分子表面活性性能得以展示，从而制备出新型的蛋白质基表面活性剂（见“通过打开蛋白质二硫键制备蛋白质基表面活性剂的方法”，专利号：200810166640.4）。

本发明先采用氧化打开蛋白质分子内部二硫键，再通过搅拌、均质、超声等方法，使油水体系中可溶性蛋白以单个分子形式分散在水溶液中，并且以单个蛋白质分子形式吸持油脂、脂溶性维生素、脂溶性色素、香精香料等微粒，制备一种大容量持油的蛋白质分子。本发明制备得到持油蛋白质分子持油量大，性能稳定，可以替代传统乳化剂，制备油水性能稳定，持久释放香气的乳膏产品，广泛应用于食品、药品、化工、日化行业。

附图说明

图1：蛋白质分子持油过程示意图。

图2：部分打开二硫键的蛋白质分子持油过程示意图。

具体实施方式

实施例1：

将200ml浓度为0.01246g/ml水溶性大豆蛋白溶液加入烧瓶中，准备三份，分别加入浓度为1mol/l过氧乙酸1ml、2ml、3ml，混合后置于零下10℃的冰浴，在黑暗中反应3小时后加入2ml乙醇终止反应。反应产物经检测二硫键含量变化后，通过减压蒸馏等进行干燥处理（即纯化）得到经过氧化部分打开二硫键的水溶性大豆蛋白，并按照0.01246g/ml浓度要求配置部分打开二硫键的水溶性大豆蛋白溶液，即将上述部分打开二硫键的大豆蛋白质加入到大豆油脂与水构成的油水体系中，大豆蛋白质与油水体系中的水构成0.01246g/ml浓度的大豆蛋白质溶液。通过凯氏定氮法分析水溶性蛋白质溶液的浓度，并测定其中二硫键的含量。

在高速乳化机下搅打1min后置入100ml量筒中，再静置1hr后测定乳化高度，以乳化层高度表示持油蛋白质分子性能变化。所制成持油蛋白质分子乳液性能如表1所示。

本实施例纯化步骤的具体操作方式是：将加入了终止剂的混合物在40～50℃的水浴中减压蒸馏，待溶剂蒸干后加入适量水再蒸干，如此重复蒸干2～3次水。作为一种变换，纯化工序还可以采用碱中和方法去除混合物中多余的氧、中和多余的过氧化物。

本发明原料水溶性蛋白质，是大豆蛋白、乳蛋白、花生蛋白、胶原蛋白等各种食用蛋白，自制或市场购买均可。

水溶性蛋白质溶液在配制的过程中，一些特殊蛋白质需要一些特殊试剂助溶，如酪蛋白先需要naoh溶液助溶后才能溶解分散完好。

对照实验：

采用脱脂低温豆粕为原料，将50g脱脂低温豆粕按1:10（w/v）的料液比溶解于去离子水中，1mol/lnaoh调节ph至8.5，置于恒温磁力搅拌器中，在45℃和40r/min的搅拌速度下，浸提2hr后，然后用1mol/lhcl调节ph至4.5。沉淀离心，弃上清液，沉淀即为大豆分离蛋白。大豆分离蛋白沉淀复溶再沉淀重复2次，即得大豆分离蛋白纯品。通过凯氏定氮法分析水溶性蛋白质溶液的浓度，并测定其中二硫键的含量。

将水溶性大豆蛋白质加入到大豆油脂与水构成的油水体系中，大豆蛋白质与油水体系中的水构成0.01246g/ml浓度的大豆蛋白质溶液。在高速乳化机下搅打1min后置入100ml量筒中，再静置1hr后测定乳化高度，以乳化层高度表示持油蛋白质分子性能和大小，结果如表1所示。

表1相关实验结果一览表

通过表1可知，实施例1制成的持油蛋白质分子乳液的乳化层体积明显高于对照实验。说明本发明通过过氧化物打开二硫键后的蛋白质，其持油性明显高于未打开二硫键的蛋白质，可制备得到大容量的持油蛋白。

本发明中蛋白质二硫键含量按照李丽娜等介绍的方法进行测定[李丽娜，李军生，阎柳娟；分光光度法测定食品蛋白质中二硫键的含量；食品科学，2008，29(8)，562-564]。