一種酶法與熱處理復(fù)合制備雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種酶法與熱處理復(fù)合制備雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的方法，首先以小麥麩皮為原料堿提制備阿拉伯木聚糖，并與大豆分離蛋白溶液充分混合，經(jīng)漆酶作用一定時(shí)后，再置于水浴鍋恒溫靜置一定時(shí)間，迅速冷卻至室溫既得小麥麩皮阿拉伯木聚糖/大豆分離蛋白雙網(wǎng)絡(luò)凝膠。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：原材料易得、天然無毒性、成本較低；其次，該方法制備的雙網(wǎng)絡(luò)凝膠與常規(guī)的單網(wǎng)絡(luò)凝膠相比具有良好的械性能；此外，阿拉伯木聚糖作為一種非淀粉多糖，具有良好的生理功能，而大豆分離蛋白富含八種人體必需氨基酸，具有動(dòng)物蛋白不可比擬的功能特性，因此更利于本發(fā)明專利技術(shù)在食品加工的應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)為可食性凝膠在食品及藥物包埋等領(lǐng)域的應(yīng)用提供一個(gè)新的有效途徑。

Method for preparing double network gel by combining enzyme method and heat treatment

The invention relates to a method for preparing double network composite gel enzyme method and heat treatment, first use wheat bran as raw material of alkali extraction of Arabia xylan, and soy protein isolate mixed fully by laccase function after, then placed in the water bath temperature standing for a certain time, rapid cooling to room temperature is Arabia was wheat bran xylan / soy protein gel network. The invention has the advantages of easily available raw materials, non toxicity and low cost; secondly, the method for preparation of single and double network gel gel network compared to conventional has good mechanical properties; in addition, Arabia xylan as a non starch polysaccharide has good physiological function, and soybean the protein contains eight amino acids, has the features of animal protein can not be compared, thus more conducive to the application of the invention in food processing. The invention provides a new effective way for edible gel to be applied in the fields of food and medicine embedding and the like.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種酶法與熱處理復(fù)合制備雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的方法
本專利技術(shù)屬于食品工程領(lǐng)域和多糖與蛋白產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及到一種利用酶法與熱處理復(fù)合制備小麥阿拉伯木聚糖/大豆分離蛋白雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的方法。
技術(shù)介紹
阿拉伯木聚糖作為一種可再生的半纖維素，廣泛的存在于小麥、大麥、玉米、稻米、高粱、燕麥等谷物組織中，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，主要表現(xiàn)在取代方式、聚合度及阿魏酸含量等的不同。此外阿拉伯木聚糖還具有抗氧化、降血糖以及調(diào)節(jié)腸道等生理功能。生物酶(如漆酶、過氧化物酶/H2O2體系等)以及一些化學(xué)試劑(過硫酸銨等)可通過自由基氧化，使得阿拉伯木聚糖中的阿魏酸基團(tuán)共價(jià)交聯(lián)形成高粘度的溶液及凝膠。基于阿拉伯木聚糖凝膠具有的良好的親水性及生物相容性，因而受到了廣泛關(guān)注。但由于阿拉伯木聚糖凝膠自身結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且機(jī)械性能差等原因，因此限制了其在食品加工中的應(yīng)用。大豆分離蛋白亦被稱為等電點(diǎn)蛋白，它是以低溫脫脂大豆粕為原料，通過浸提及沉淀的方法除去非蛋白質(zhì)成分，最終得到蛋白質(zhì)含量在90％之上的高純度大豆蛋白制品，主要包括7S(β-伴大豆球蛋白)和11S(大豆球蛋白)兩種蛋白，具有良好的生物相容性、生物降解性及加工特性。大豆分離蛋白中氨基酸種類有20中，包含人體所需要的8種必須氨基酸，具有動(dòng)物蛋白不可比擬的功能特性。是一種全價(jià)蛋白質(zhì)。具有較高的營養(yǎng)性質(zhì)及功能特性，因此被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。凝膠性是大豆分離蛋白的主要性質(zhì)之一。大豆分離蛋白形成凝膠過程會(huì)受到溫度、pH、離子強(qiáng)度等影響。大豆分離蛋白在加熱過程中伴隨有變性，聚合及凝膠化作用的發(fā)生，使得蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開，一些功能基團(tuán)暴露出來，蛋白質(zhì)分子通過二硫鍵、氫鍵、靜電相互作用、疏水作用力等交聯(lián)形成凝膠。而蛋白質(zhì)水凝膠網(wǎng)絡(luò)呈開放式，在食品加工貯藏中極易形成絮凝物，亦存在械性能差、質(zhì)構(gòu)單一等問題亟待解決。因此基于蛋白質(zhì)和多糖各自成交膠特性，構(gòu)建蛋白質(zhì)/多糖雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠引起許多研究者的關(guān)注。雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠是由兩種獨(dú)立的親水性聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起形成的水凝膠，一種為交聯(lián)密度較高的聚電解質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，另一種為低交聯(lián)度或不交聯(lián)的中性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩者相輔相成，既能夠保持凝膠外形，又能起到吸收外界應(yīng)力的作用。相對(duì)于傳統(tǒng)的或單一網(wǎng)絡(luò)水凝膠，雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的復(fù)雜結(jié)構(gòu)賦予其良好的溶脹性及機(jī)械性能，在食品工業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)有的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠易發(fā)生絮凝、相分層，雖然凝膠機(jī)械性能有所改善，但兩者間熱力學(xué)不兼容易導(dǎo)致分離，使水凝膠體系機(jī)械強(qiáng)度減弱，且制備凝膠的原料成本較高、不易獲取。因此，本專利技術(shù)以成本低廉、來源廣泛的農(nóng)業(yè)副料制備阿拉伯木聚糖，并與大豆分離蛋白復(fù)合構(gòu)建一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、機(jī)械性能較好的新型雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了一種酶法與熱處理復(fù)合制備雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的方法。所要解決的技術(shù)問題是：提供一種成本低廉、無污染、安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、機(jī)械性能較好的雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的制備方法。本專利技術(shù)的酶法與熱處理復(fù)合制備雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：(1)以粉碎成粉的小麥麩皮原料，浸泡于4～5倍質(zhì)量的蒸餾水，置于沸水浴加熱20～40min(充分糊化淀粉分子，易于酶解)，待溫度降至70～85℃時(shí)，加入α-淀粉酶并置于80～85℃水浴酶解除淀粉(碘液檢測(cè)酶解程度)。待淀粉分解完全，過濾富集沉淀，沸騰蒸餾水沖洗沉淀4～5次，60～70℃烘箱干燥4～6h，得到除淀粉的小麥麩皮；(2)將除淀粉的小麥麩皮與0.2～0.5mol/L的氫氧化鈉溶液1∶4～1∶5(w/v)混合，室溫條件下，避光(防止酚類物質(zhì)氧化)旋轉(zhuǎn)震蕩4～5h，6000～8000r/min離心15～30min，除去麩皮沉淀物，上清液調(diào)節(jié)pH3.8～4.0，6000～8000r/min離心15～30min除去酸不溶半纖維素，收集上清液，與無水乙醇1∶3～1∶4(v/v)混合，得白色絮狀沉淀，冷凍干燥后，得到小麥阿拉伯木聚糖；(3)選用市售大豆分離蛋白配制濃度為7～9％(w/v)的溶液，均勻攪拌3～4h防止氣泡產(chǎn)生，4℃靜置12～18h使蛋白充分水合，得到大豆分離蛋白溶液；(4)按2％～5％的重量比將小麥阿拉伯木聚糖溶解于7～9％(w/v)大豆分離蛋白溶液，均勻攪拌溶解并防止氣泡產(chǎn)生，加入漆酶(0.1U/mg的小麥阿拉伯木聚糖)，35～40℃靜置1.5～2.5h，再置于80～85℃加熱30～35min，以流動(dòng)水冷卻至室溫，得到小麥阿拉伯木聚糖/大豆分離蛋白雙網(wǎng)絡(luò)凝膠。所述方法采用原料來源廣泛，易獲得且成本低廉。所述方法是基于酶法與熱處理兩種反應(yīng)機(jī)制構(gòu)建雙網(wǎng)絡(luò)凝膠，操作過程安全，無污染，且混合體系均發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。在加熱情況下，形成的大豆分離蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供剛性支架，可保持凝膠外形，而漆酶作用下，阿拉伯木聚糖共價(jià)交聯(lián)形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)填補(bǔ)于剛性網(wǎng)絡(luò)中，起到吸收外界應(yīng)力的作用，兩者相輔相成，克服了以往研究中雙網(wǎng)絡(luò)凝膠易發(fā)生絮凝、相分層及熱力學(xué)不兼容等缺陷，因此制備的凝膠機(jī)械性能穩(wěn)定。所述的小麥麩皮為市售小麥的任意一種或兩種以上混合物。所述的大豆分離蛋白為市售任意一種。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：(1)本專利技術(shù)所用的方法采用酶法與熱處理結(jié)合來制備雙網(wǎng)絡(luò)凝膠，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、安全、無污染，且基于酶法與熱處理雙重反應(yīng)，所形成凝膠結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。(2)本專利技術(shù)采用的原料成本低廉、來源廣泛，易獲得，有利于農(nóng)業(yè)副料的回收利用；(3)本專利技術(shù)所制備的小麥阿拉伯木聚糖/大豆分離蛋白雙網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、機(jī)械性能較好，可用于部分生物活性物質(zhì)包埋；(4)本專利技術(shù)所制備的小麥阿拉伯木聚糖/大豆分離蛋白雙網(wǎng)絡(luò)凝膠具有一定的營養(yǎng)價(jià)值。具體實(shí)施方式為了更好地展示本專利技術(shù)，結(jié)合以下實(shí)施例來進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)的內(nèi)容，而本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1(1)以粉碎成粉的鄭麥9023麩皮原料，浸泡于4倍質(zhì)量的蒸餾水，置于沸水浴加熱30min，待溫度降至70℃時(shí)，加入α-淀粉酶并置于85℃水浴酶解除淀粉(碘液檢測(cè)酶解程度)。待淀粉分解完全，過濾富集沉淀，沸騰蒸餾水沖洗沉淀4～5次，70℃烘箱干燥4h，得到除淀粉的小麥麩皮；將除淀粉的小麥麩皮與0.25mol/L的氫氧化鈉溶液1∶4(w/v)混合，室溫條件下，避光旋轉(zhuǎn)震蕩4h，6000r/min離心30min，上清液調(diào)節(jié)pH4.0，6000r/min離心30min后，收集上清液，與無水乙醇1∶3(v/v)混合，得白色絮狀沉淀，冷凍干燥后，得到小麥阿拉伯木聚糖；選用市售大豆分離蛋白配制濃度為9％(w/v)的溶液，均勻攪拌4h防止氣泡產(chǎn)生，4℃靜置12h使蛋白充分水合，得到大豆分離蛋白溶液；按2％的重量比將小麥阿拉伯木聚糖溶解于9％(w/v)大豆分離蛋白溶液，均勻攪拌溶解并防止氣泡產(chǎn)生，加入漆酶(0.1U/mg的小麥阿拉伯木聚糖)，40℃靜置1.5h，再置于85℃加熱30min，以流動(dòng)水冷卻至室溫，得到小麥阿拉伯木聚糖/大豆分離蛋白雙網(wǎng)絡(luò)凝膠。以11％的大豆分離蛋白熱致凝膠為對(duì)比，質(zhì)構(gòu)分析測(cè)得本專利技術(shù)制備的凝膠具有良好的硬度、彈性、咀嚼性。實(shí)施例2以粉碎成粉的矮抗58麩皮原料，浸泡于5倍質(zhì)量的蒸餾水，置于沸水浴加熱20min，待溫度降至80℃時(shí)，加入α-淀粉酶并置于80℃水浴酶解除淀粉(碘液檢測(cè)酶解程度)。待淀粉分解完全，過濾富集沉淀，沸騰蒸餾水沖洗沉淀4～5次，60℃烘箱干燥6h，得到除淀粉本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種酶法與熱處理復(fù)合制備雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：SS1.以粉碎成粉的小麥麩皮為原料，將其浸泡于4～5倍質(zhì)量的蒸餾水，置于沸水浴加熱20～30min以充分糊化小麥麩皮中的淀粉分子，待小麥麩皮和蒸餾水的混合物的溫度降至70～85℃時(shí)，在混合物中加入α?淀粉酶并置于80～85℃水浴中酶解除小麥麩皮中的淀粉，待小麥麩皮中的淀粉分解完全，過濾富集沉淀，然后用沸騰蒸餾水沖洗所述沉淀4～5次，之后將沖洗后的所述沉淀置于60～70℃烘箱中干燥4～6h，得到除淀粉的小麥麩皮。SS2.將步驟SS1中制備的除淀粉的小麥麩皮與0.2～0.5mol/L的氫氧化鈉溶液以1∶4～1∶5(w/v)的比例混合，之后，在室溫條件下，對(duì)混合物避光旋轉(zhuǎn)震蕩4～5h，并以6000～8000r/min離心15～30min以除去小麥麩皮沉淀物，然后，將上清液的pH值調(diào)節(jié)至3.8～4.0，并以6000～8000r/min離心15～30min除去酸不溶半纖維素后，收集上清液，將所述上清液與無水乙醇以1∶3～1∶4(v/v)的比例混合，得白色絮狀沉淀，最后，在?40～?35℃條件下冷凍干燥所述白色絮狀沉淀后，得到小麥阿拉伯木聚糖。SS3.選用大豆分離蛋白配制濃度為7～9％(w/v)的溶液，均勻攪拌所述溶液3～4h以防止氣泡產(chǎn)生，在4℃條件下靜置12～18h使蛋白充分水合，得到大豆分離蛋白溶液。SS4.按2％～5％的重量比將小麥阿拉伯木聚糖溶解于所述7～9％(w/v)的大豆分離蛋白溶液，均勻攪拌溶解并防止氣泡產(chǎn)生，加入漆酶，在35～40℃條件下靜置1.5～2.5h，再置于80～85℃加熱30～35min，以流動(dòng)水冷卻至室溫，得到小麥阿拉伯木聚糖/大豆分離蛋白雙網(wǎng)絡(luò)凝膠。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種酶法與熱處理復(fù)合制備雙網(wǎng)絡(luò)凝膠的方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：SS1.以粉碎成粉的小麥麩皮為原料，將其浸泡于4～5倍質(zhì)量的蒸餾水，置于沸水浴加熱20～30min以充分糊化小麥麩皮中的淀粉分子，待小麥麩皮和蒸餾水的混合物的溫度降至70～85℃時(shí)，在混合物中加入α-淀粉酶并置于80～85℃水浴中酶解除小麥麩皮中的淀粉，待小麥麩皮中的淀粉分解完全，過濾富集沉淀，然后用沸騰蒸餾水沖洗所述沉淀4～5次，之后將沖洗后的所述沉淀置于60～70℃烘箱中干燥4～6h，得到除淀粉的小麥麩皮。SS2.將步驟SS1中制備的除淀粉的小麥麩皮與0.2～0.5mol/L的氫氧化鈉溶液以1∶4～1∶5(w/v)的比例混合，之后，在室溫條件下，對(duì)混合物避光旋轉(zhuǎn)震蕩4～5h，并以6000～8000r/min離心15～30min以除去小麥麩皮沉淀物，然后，將上清液的pH值調(diào)節(jié)至3.8～4.0，并以6000～8000r/min離心15～30min除去酸不溶半纖維素后，收集上清液，將所述上清液與無水乙醇以1∶3～1∶4(v/v)的比例混合，得白色絮狀沉淀，最后，在-40～-35℃條件下冷凍干燥所述白色絮狀沉淀后，得到小麥阿拉伯木聚糖。SS3.選用大豆分離蛋白配制濃度為7～9％(w/v)的溶液，均勻攪拌所述溶液3～4h以防止氣泡產(chǎn)生，在4℃條件下靜置12～18h使蛋白充分水合，得到大豆分離蛋白溶液。SS4.按2％～5％的重量比將小麥阿拉伯木聚糖溶解于所述7～9％(w/v)的大豆分離蛋白溶液，均勻攪拌溶解并防止氣泡產(chǎn)生，加入漆酶，在35～40℃條件下靜置1.5～2.5h，再置于80～85℃加熱30～35min，以流動(dòng)水冷卻至室溫，得到小麥阿拉伯木聚糖/大豆分離蛋白雙網(wǎng)絡(luò)凝膠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳復(fù)生，王立博，殷麗君，張麗芬，辛穎，劉昆侖，布冠好，郝莉花，康莎莎，田莉雯，劉成龍，左貫杰，張鵬龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：河南,41