[發明專利]響應面法優化超高壓改性谷朊粉溶解度的方法

在審

• 申請號: 201910322891.5
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN109997951A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 宋永令;秦瑞旗
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: A23J3/18
• 分類號: A23J3/18
• 代理公司: 鄭州金派特知識產權代理事務所(普通合伙) 41167
• 代理人: 周文謙

本發明提供了一種響應面法優化超高壓改性谷朊粉溶解度的方法，通過研究超高壓處理過程中有關參數的精確控制，建立Box?Behnnken模型，優化出改善其功能特性的最佳處理參數，本發明超高壓改性方法改善了谷朊粉的溶解、乳化和發泡等功能性質，解決谷朊粉功能特性差，應用面窄等問題，克服了谷朊粉常用改性方法在營養和毒理方面對谷朊粉存在著有害作用的缺陷，拓寬了谷朊粉的應用范圍，本發明采用應用軟件中的Box?Behnken原理，研究超高壓處理過程中有關參數的精確控制，建立Box?Behnnken模型，優化出改善其功能特性的最佳處理參數，為專用儀器的開發提供理論依據，藉此來實現了谷朊粉超高壓處理的工業化制備。

技術領域

本發明屬于谷朊粉深加工技術領域，具體涉及一種響應面法優化超高壓改性谷朊粉溶解度的方法。

背景技術

谷朊粉是生產小麥淀粉時副產品，包括麥醇溶蛋白和麥谷蛋白，是小麥籽粒主要儲藏蛋白，占小麥蛋白質總含量85％左右。其來源豐富、價格低廉，是一種營養豐富、食用安全植物蛋白。據統計，全世界面筋蛋白年產量約60萬噸，我國目前年產量約為10萬噸，主要用于面粉、飼料、食品等領域。隨著市場對小麥淀粉需求量不斷增加，小麥面筋產量也持續增長；但傳統領域對谷朊粉需求已飽和并囤積嚴重。因此研究開發谷朊粉新用途、拓寬其應用領域、開辟新途徑，以使其能被充分利用，創造更高經濟價值顯得頗為重要。

目前谷朊粉在固體型食品中得到廣泛應用，但在液體類食品(如飲料、乳制品)中研究受到很多限制，主要是其蛋白質結構中由于疏水性氨基酸(如谷氨酸、亮氨酸、脯氨酸等)在整個結構組成中所占比重大，使得谷阮粉蛋白分子內疏水作用區域較大，導致谷朊粉溶解、乳化和發泡等功能性質尚不能滿足食品加工需要。因此，改善谷朊粉功能性質對拓寬其應用范圍具有重要意義。

目前谷朊粉最常用的改性方法主要有磷酸化改性、酸法堿法去酰胺改性、酰化改性以及酶法改性。前三種改性發法的共同點就是通過化學的方法引入化學試劑來達到改善其功能特性的目的。盡管化學改性易于操作，但由于在營養和毒理方面對谷朊粉存在著有害作用效應的可能而受到一定的限制，如堿處理谷阮蛋白，由于氨基酸發生了消旋作用，使必需氨基酸的L-對映體減少和消化率降低，并產生有毒的D-氨基酸，使得谷阮蛋白的營養價值大大降低。蛋白酶解是一種常用的蛋白質改性方法，有研究者對酶法增溶小麥面筋蛋白進行大量研究，面筋蛋白溶解性直接影響其起泡、乳化等功能特性。但是這種方法有明顯的不足之處在于大量破壞了谷朊粉蛋白結構中雙硫鍵，雖然溶解性得到了提高，但改性后的谷骯粉在焙烤、面制品工業應用中面團粘彈性大副降低而不利于在面粉工業中的應用。以上分析可知，通過磷酸化、酸法堿法去酰胺、酰化及酶解等方法對面筋蛋白進行處理，均在一定程度上改變面筋蛋白的功能特性，但都存在不同程度的不足和缺陷。

超高壓技術是蛋白質改性的一種物理方法。它是指將食品物料放置于超高壓容器中，在靜高壓(一般不小于100MPa，常用的壓力范圍是100-1000MPa)和一定溫度下處理適當的時間，以引起食品成分非共價鍵(氫鍵、離子鍵和疏水鍵等)的破壞或形成，從而使食品中酶、蛋白質、核酸和淀粉等生物大分子改變活性、變性或糊化，而對維生素、色素和風味物質等低分子化合物產生很小影響的一種加工方法。蛋白質的超高壓加工是食品超高壓加工技術領域的一個重要研究方向，在超高壓作用下蛋白質出現變性、凝聚或凝膠化現象，而在此過程中食品的顏色、風味和營養價值不受或很少受影響。