一种蛋白功能改性的方法技术

本发明专利技术公开了一种蛋白功能改性的方法，所述的方法为：先将蛋白溶液与多酚溶液在过氧化氢催化条件下进行反应，然后将反应所得溶液与L‑半胱氨酸在无氧条件下进一步反应，最终得到改性蛋白。所述的蛋白改性方法简单高效，经济环保，解决了传统物理改性效率低、耗时长，酶法改性条件苛刻、成本高等弊端，提高了反应效率，缩短了反应时间，所得产品性质稳定。按所述方法得到的改性蛋白的凝胶性、持水性、热稳定性等功能性质均得到了显著的提高，可以更广泛地应用到食品工业生产中。

【技术实现步骤摘要】
一种蛋白功能改性的方法
本专利技术涉及一种蛋白功能改性的方法，属于食品加工

技术介绍
蛋白质具有凝胶性、持水性、乳化性、起泡性等多种功能性质，在食品加工中起着非常重要的作用。但是蛋白质属于高分子化合物，同时具备亲水亲油特性，所以具有独特的表面活性，并且在食品体系和应用中要求蛋白质发挥不同的功能特性，因而其在食品工业应用中有很大的局限性。蛋白质改性主要通过改变蛋白质氨基酸残基和多肽链结构，引起蛋白质大分子的空间结构变化，导致其理化性质改变，从而获得更好的功能特性。目前，国内外常通过改性的方法来提高蛋白质的功能特性，主要有物理法、化学法和生物酶法等方式来提高蛋白质的功能特性。但是物理改性存在耗时长、效果不明显等缺点，生物酶法则对反应条件要求苛刻，且成本较高，而化学改性方法因耗时短、成本低、效果显著等优点，是蛋白改性常用的手段之一。多酚是一类广泛存在于植物体内的、结构中含有许多活性基团的多元酚类化合物，同时具有很强的抗氧化、抑菌、抑制肿瘤细胞增殖等生物活性，目前被广泛应用于食品工业、生物医药、卫生保健、日用化工等领域。多酚能以氢键、疏水作用力、共价键等与蛋白质结合对蛋白质进行改性，形成醌类等一些强有力的络合物，最终影响蛋白功能性质。半胱氨酸是一种天然的具有生理功能的氨基酸，作为食品添加剂应用于食品加工中，同时在医药领域也有广泛应用。目前已有多酚与蛋白质反应的研究，但普遍存在反应时间过长的弊端，已有研究报道L-半胱氨酸与醌类物质可以相互作用，但研究均局限于对食品色泽方面的影响。同时过氧化氢作为强氧化剂可以致蛋白质的主链和氨基酸残基的侧链发生变化，使蛋白质内部基团暴露出来。因此利用蛋白质与多酚在过氧化氢催化条件下反应生成相应的醌类化合物，可以显著缩短反应时间，进而再与L-半胱氨酸发生协同效应研究改善蛋白功能特性的研究则未见报道。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供改性蛋白的制备方法。本专利技术先将蛋白与多酚在过氧化氢催化条件下进行反应，然后再用L-半胱氨酸进一步发生反应最终得改性蛋白样品。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种蛋白功能改性的方法，所述方法具体步骤如下：(1)将多酚溶于去离子水中，充分搅拌，配制成质量浓度为0.2％-4％的多酚溶液；将蛋白质溶于磷酸缓冲液中，调节pH至7.0-9.0，充分搅拌，配制成质量浓度为5％-15％的蛋白溶液；将过氧化氢溶于去离子水中配制成体积浓度为0.05％-0.15％的过氧化氢溶液；(2)将步骤(1)配制的蛋白溶液、多酚溶液及过氧化氢溶液混合均匀，其中蛋白溶液体积份数为40-60，多酚溶液的体积份数为5-12，过氧化氢的体积份数为0.8-1.6，在黑暗有氧条件下，在25-40℃的恒温水浴加热条件下搅拌反应1h-4h，反应完成后，所得反应混合物经后超声透析，除去未反应的游离多酚，得到经多酚反应的蛋白溶液；(3)将L-半胱氨酸溶于去离子水中配制成0.5mg/mL-5mg/mL的L-半胱氨酸溶液，然后将步骤(2)所得经多酚反应的蛋白溶液与所述的L-半胱氨酸溶液按体积比10-50:1的比例混合，置于25±3℃恒温水浴中反应10-30min，反应过程中隔绝氧气，反应完成后将所得产物进行超声透析，除去未反应的L-半胱氨酸，然后将样品进行真空冷冻干燥，制得改性蛋白样品。进一步，本专利技术所述的蛋白质为蛋清蛋白、乳清蛋白、大豆分离蛋白中的一种，但不限于此。进一步，本专利技术所述的多酚为茶多酚或茶多酚组分中的一种或任意几种的混合物。再进一步，所述的茶多酚组分为儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素或表没食子儿茶素没食子酸酯，但不限于此。进一步，本专利技术所述的过氧化氢在配制过程中应严格避光避热，以防止分解。进一步，本专利技术步骤(2)中所述蛋白溶液、多酚溶液及过氧化氢溶液的混合时，推荐先将蛋白溶液与多酚溶液混合，再加入过氧化氢溶液。更进一步，所述蛋白溶液与多酚溶液混合时，推荐将多酚溶液应按0.2-0.8mL/s的速率均速缓慢滴加到蛋白溶液中，避免添加过快产生沉淀。进一步，本专利技术步骤(2)所述的超声透析法为将透析袋固定于装有去离子水的透析容器内,在50-100kHz的超声频率下，2-6℃条件下透析12-36h，每隔3-5h换一次去离子水。进一步，本专利技术步骤(3)所述的超声透析为将透析袋固定于装有去离子水的透析容器内，在50-100kHz的超声频率下，2-6℃条件下透析12-36h，每隔3-5h换一次去离子水。进一步，本专利技术步骤(3)所述的将经多酚反应的蛋白溶液与L-半胱氨酸溶液反应过程中应隔绝氧气，即在无氧条件下进行。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术过程简单，原料易得，解决了传统物理改性效率低、耗时长，酶法改性条件苛刻、成本高等弊端，所得产品性质稳定，蛋白在过氧化氢的催化作用下经多酚交联改性，显著提高了反应效率，缩短了反应时间，两者生成的醌类络合物继续与L-半胱氨酸进一步发生作用，最终制得改性蛋白，改性后的蛋白质的凝胶性、持水性、热稳定性等功能性质均得到了显著的提高，可以更广泛地应用到食品工业生产中。附图说明图1为不同浓度茶多酚改性蛋清蛋白的FTIR图谱。图2为蛋清蛋白经不同浓度茶多酚改性前后热变性温度的变化。图3为蛋清蛋白改性前后凝胶强度的变化。图4为蛋清蛋白改性前后持水性的变化。图5为乳清蛋白改性前后起泡性的变化图6为大豆分离蛋白改性前后凝胶强度的变化具体实施方式下面通过具体的实施例子对本专利技术做进一步的详细描述。在以下实例中蛋白选取蛋清蛋白，多酚采用茶多酚作为典型代表来研究本专利技术关于蛋白功能改性的方法对蛋清蛋白功能特性的影响。实施例1：茶多酚改性蛋清蛋白样品的制备首先取新鲜鸡蛋去黄收集蛋清液，去除卵带等杂质，用分散机搅打均匀并滤去上层泡沫；然后分别称取0-4g茶多酚溶于100g去离子水中，配制成浓度0％、1％、2％、3％、4％的茶多酚溶液；量取100μL过氧化氢溶于100mL的去离子水中，配制成体积分数为0.1％的过氧化氢溶液。称取50g新鲜蛋清蛋白液，用考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度并用去离子水调节蛋白质浓度至10％，用磷酸缓冲液调节pH值至7.0，然后将浓度为0％、1％、2％、3％、4％的茶多酚溶液分别取10mL缓慢加入到50mL的蛋清蛋白溶液，然后每个样品中加入1mL的过氧化氢溶液作为催化剂，反应过程中通入氧气并不断搅拌，在25℃恒温水浴条件下反应1.5h，反应完成后将样品溶液在4℃、50Khz的超声频率下透析15h，每隔5h换一次去离子水，分别得到不同浓度茶多酚条件下的5组初步的样品溶液。称取0.1gL-半胱氨酸溶于100mL的去离子水中，配制成1mg/mL的溶液，然后将1ml的L-半胱氨酸溶液分别添加到50mL5组样品溶液中，置于25℃恒温水浴中反应30min，反应过程中隔绝氧气，反应完成后将样品溶液在4℃、80Khz的超声频率下透析24h，每隔6h换一次去离子水，除去未反应的L-半胱氨酸，然后将得到的5组样品进行真空冷冻干燥，最终制得5组改性蛋清蛋白样品。实施例2：蛋清蛋白经改性后二级结构的变化准确称取实施例1中制得3mg的5组样品，加入100mg磨细的干燥溴化钾，研磨成均匀干燥的粉末，压成薄片，利用傅立叶红外光谱仪收集样品的红外图谱。然后分析各二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蛋白功能改性的方法，其特征在于：所述方法具体按照如下步骤进行制备：(1)将多酚溶于去离子水中，充分搅拌，配制成质量浓度为0.2％‑4％的多酚溶液；将蛋白质溶于磷酸缓冲液中，调节pH至7.0‑9.0，充分搅拌，配制成质量浓度为5％‑15％的蛋白溶液；将过氧化氢溶于去离子水中配制成体积浓度为0.05％‑0.15％的过氧化氢溶液；(2)将步骤(1)配制的蛋白溶液、多酚溶液及过氧化氢溶液混合均匀，其中蛋白溶液体积份数为40‑60，多酚溶液的体积份数为5‑12，过氧化氢的体积份数为0.8‑1.6，在黑暗有氧条件下，在25‑40℃的恒温水浴加热条件下搅拌反应1h‑4h，反应完成后，所得反应混合物经超声透析，除去未反应的游离多酚，得到经多酚反应的蛋白溶液；(3)将L‑半胱氨酸溶于去离子水中配制成0.5mg/mL‑5mg/mL的L‑半胱氨酸溶液，然后将步骤(2)所得经多酚反应的蛋白溶液与所述的L‑半胱氨酸溶液按体积比10‑50:1的比例混合，置于25±3℃恒温水浴中反应10‑30min，反应过程中隔绝氧气，反应完成后将所得产物进行超声透析，除去未反应的L‑半胱氨酸，然后将样品进行真空冷冻干燥，制得改性蛋白样品。...

【技术特征摘要】
1.一种蛋白功能改性的方法，其特征在于：所述方法具体按照如下步骤进行制备：(1)将多酚溶于去离子水中，充分搅拌，配制成质量浓度为0.2％-4％的多酚溶液；将蛋白质溶于磷酸缓冲液中，调节pH至7.0-9.0，充分搅拌，配制成质量浓度为5％-15％的蛋白溶液；将过氧化氢溶于去离子水中配制成体积浓度为0.05％-0.15％的过氧化氢溶液；(2)将步骤(1)配制的蛋白溶液、多酚溶液及过氧化氢溶液混合均匀，其中蛋白溶液体积份数为40-60，多酚溶液的体积份数为5-12，过氧化氢的体积份数为0.8-1.6，在黑暗有氧条件下，在25-40℃的恒温水浴加热条件下搅拌反应1h-4h，反应完成后，所得反应混合物经超声透析，除去未反应的游离多酚，得到经多酚反应的蛋白溶液；(3)将L-半胱氨酸溶于去离子水中配制成0.5mg/mL-5mg/mL的L-半胱氨酸溶液，然后将步骤(2)所得经多酚反应的蛋白溶液与所述的L-半胱氨酸溶液按体积比10-50:1的比例混合，置于25±3℃恒温水浴中反应10-30min，反应过程中隔绝氧气，反应完成后将所得产物进行超声透析，除去未反应的L-半胱氨酸，然后将样品进行真空冷冻干燥，制得改性蛋白样品。2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周绪霞，丁玉庭，陈婷，吕飞，王彦波，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33