一种绿豆蛋白复合改性及绿豆蛋白基模拟蛋液的制备方法

技术领域

本发明涉及一种绿豆蛋白复合改性及绿豆蛋白基模拟蛋液的制备方法，属于食品加工技术领域。

背景技术

鸡蛋作为各种常见食品的重要组成部分，常用于炒蛋、蛋饼或烘焙产品中，不仅营养丰富，还可为产品提供粘弹性、凝胶性、口感、风味以及营养等期望特征。然而，鸡蛋高水平的胆固醇和饱和脂肪、潜在的致敏风险，以及鸡蛋保质期有限等问题，使得开发出能够替代动物蛋白的高质量植物蛋白基模拟蛋成为迫切的市场需求。

目前鸡蛋替代品相关研究很少，已有选用小麦蛋白、大豆蛋白、黑豆蛋白等植物蛋白作为鸡蛋替代品的尝试，但未得到广泛应用。目前研究中所选用的植物蛋白、小麦蛋白等麸质蛋白虽具有较好的胶凝性，但麸质蛋白的过敏比较常见。此外，大豆蛋白、花生蛋白等也常存在过敏原的困扰，难以广泛适用。绿豆蛋白营养成分丰富，赖氨酸含量高，具有与鸡蛋蛋白相近的氨基酸组成，不含过敏原，是一种优异的植物蛋白，不仅具备改善脂质代谢、降低胆固醇等健康功效，还具备较好的功能特性，是植物蛋白代替鸡蛋蛋白的可行选择。然而目前的商业绿豆蛋白溶解度低，配制成的蛋白溶液黏度过大，乳化活性和凝胶特性也与鸡蛋蛋白有差异，对工业化生产工艺造成了一定的困扰，限制了其相关产品的开发应用，因此需要对商业绿豆蛋白进行改性处理，提高其应用价值。

目前已有文献报道将pH偏移处理技术应用于大豆蛋白、豌豆蛋白等植物蛋白，且多为低蛋白体系(＜5％)，还未有研究将pH偏移处理应用于绿豆蛋白基高蛋白体系，主要的困扰在于植物基高蛋白体系在pH偏移过程中会出现黏度过大的问题，影响偏移的正常进行。工业上常用于降低黏度的单一酶解等处理方式会降低蛋白凝胶性能，因此也不适用于制备模拟蛋产品。

此外，目前市面上鸡蛋替代品及研究很少，多以混合物形式存在，几乎没有以乳液形式存在的植物基模拟蛋液产品，主要限制因素为植物蛋白溶解、乳化能力有限，其贮藏、冻融稳定性较差，冷藏、冷冻贮藏期间易出现油分析出，蛋白聚集等问题，因此，制备一种可稳定贮藏的乳液产品，提高产品冻融及贮藏稳定性也是此类植物基鸡蛋替代品亟待解决的难题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种绿豆蛋白复合改性及绿豆蛋白基模拟蛋液的制备方法，本发明通过pH偏移联合超声处理技术，以及蛋白质脱氨酶三者复合改性，克服了植物基高蛋白体系pH偏移过程中黏度过大的问题，同时提高了改性绿豆蛋白的功能特性；本发明还利用该改性绿豆蛋白制备得到一种以高稳定性乳液形式存在的绿豆蛋白基模拟蛋液，获得了鸡蛋蛋白提供的乳化、凝胶性等期望功能，不含过敏原，成型条件温和且凝胶强度适中，加热过程脂肪析出较少，实现经长时间低温贮存及多次冻融后仍可保持均一、稳定，使其适合工业化生产及流通销售。

具体的，本发明的一个目的在于，提供一种绿豆分离蛋白复合改性的方法，所述方法以绿豆分离蛋白为原料，经pH偏移改性、超声处理以及蛋白质谷氨酰胺酶(Protein-glutaminase，PG酶)复合改性，即可制备得到改性绿豆分离蛋白。

在本发明的一种实施方式中，所述绿豆分离蛋白为商业绿豆分离蛋白。

在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括：先配制质量分数6％-12％的绿豆分离蛋白溶液，调节pH为10～12，并在20～30℃下处理10～60min；然后调节pH至6～8，在pH偏移开始后进行超声处理，超声处理条件为：频率10-40kHz，时间10-60min；之后，加入绿豆分离蛋白质量的0.1-1％的PG酶处理10-40min，随后灭酶、冻干，即可得到改性绿豆分离蛋白。

在本发明的一种实施方式中，所述pH偏移即调节pH的过程，即调节绿豆分离蛋白溶液至pH为10～12，并调回至pH为6～8的过程。

在本发明的一种实施方式中，PG酶添加量优选为绿豆分离蛋白质量的0.1％-0.5％，处理温度为30-50℃。

在本发明的一种实施方式中，超声空化效应与pH偏移处理复合作用于植物基高蛋白体系，促进可溶性聚集体的形成以及蛋白结构的微展开，提高蛋白溶解度的同时使得蛋白处于结构部分展开的熔球态，解决了高蛋白体系偏移过程中黏度过大的影响，较常用的热处理相比，避免了蛋白过度变性，同时有效提高微生物的灭活率。再结合PG酶处理，明显降低了蛋白的粘度。此外，经过超声复合pH偏移处理的蛋白成为TG酶的良好底物，经过短时间脱酰胺作用后的绿豆蛋白具有良好的流动性和风味，同时暴露出更多的TG酶作用位点，为下一步模拟蛋液的加工提供了良好的结构基础。

本发明的第二个目的是提供了上述方法制备得到的改性绿豆分离蛋白。

本发明的第三个目的在于，提供一种高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液的制备方法，所述高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液，以质量分数计，包括上述改性绿豆分离蛋白6-12％，食用植物油10-25％，食用氯化钙0-0.1％，食用多糖0-0.1％，余量水；所述方法包括：先在改性绿豆分离蛋白中添加食用植物油、食用氯化钙、食用多糖、TG酶和水后进行高速乳化、高压均质，即可得到高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液。

在本发明的一种实施方式中，所述食用植物油包括菜籽油、葵花籽油、花生油、大豆油、橄榄油、棕榈油、棕榈仁油等中的任一种。

在本发明的一种实施方式中，所述高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液还包括食用色素和乳酸链球菌肽Nisin。

在本发明的一种实施方式中，所述食用色素包括姜黄素与胡萝卜素，添加量不超过0.05％；所述Nisin添加量为0-0.5g/kg模拟蛋液。

在本发明的一种实施方式中，所述食用多糖包括结冷胶、黄原胶、魔芋胶、改性淀粉中的一种或几种。

在本发明的一种实施方式中，所述TG酶处理条件为：添加量为改性绿豆分离蛋白质量的0.1％-0.5％，30-50℃保温处理30-60min。

在本发明的一种实施方式中，所述高速乳化为高速剪切2-10min，所述高压均质为15-35MPa下处理2-4次，温度为20-30℃。

在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括以下步骤：

1)取上述改性绿豆分离蛋白，加入食用氯化钙、TG酶，混匀后进行30-50℃保温处理30-60min，后进行灭酶；

2)在上述混合物中加入食用植物油、食用多糖、食用色素和Nisin，混匀；

3)对上述混合物进行剪切乳化，随后进行高压均质，即可得高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液。

本发明的第四个目的是提供上述制备方法制备得到的高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液。

本发明的第五个目的是提供上述改性绿豆分离蛋白或上述高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液在食品领域的应用。

本发明的第六个目的是提供一种制备炒蛋或蛋挞的方法，所述方法利用上述高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液进行制备。

在本发明的一种实施方式中，一种高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液制备炒蛋的制作方法为：取用适量模拟蛋液，加少量水或不加水，使用不粘锅热锅冷油中火加热4-6min，即可得到绿豆蛋白炒蛋产品。

在本发明的一种实施方式中，一种高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液制备蛋挞的制作方法为：取用适量模拟蛋液，与牛奶按照1:1-3:1的比例混合，加入适量蔗糖后，于烤箱中上下火200℃烘烤15-20min即可得到绿豆蛋白蛋挞产品。

有益效果

(1)本发明通过pH偏移联合超声处理技术，以及蛋白质脱氨酶三者复合改性，克服了植物基高蛋白体系pH偏移过程中黏度过大的问题，同时提高了改性绿豆蛋白的功能特性，制备得到的改性绿豆分离蛋白具有良好的溶解性、乳化性及凝胶性能，大大改善了商业绿豆蛋白的功能特性，拓展了其应用范围。

(2)本发明利用改性绿豆分离蛋白制备的模拟蛋液以稳定的乳液形式存在，流动性良好，在长时间低温贮存及多次冻融后仍可保持均一、稳定；另外，其不含过敏原，成型条件温和且凝胶强度适中，中温短时间受热(60-80℃；2-5min)即可迅速成型且加热过程脂肪析出较少；具有良好的冻融和贮藏稳定性，比现有鸡蛋替代品具有更高的稳定性，更适合工业化生产及流通销售，发挥了绿豆蛋白优异的健康功效和功能特性，使其成为动物蛋白资源的优良替代品。

附图说明

图1是在不同浓度的促凝剂食用氯化钙的条件下，改性和未改性处理绿豆分离蛋白溶解度对比图。

图2是在不同浓度的促凝剂食用氯化钙的条件下，改性和未改性绿豆分离蛋白乳化活性对比图。

图3是在不同浓度的促凝剂食用氯化钙的条件下，改性和未改性绿豆分离蛋白制备的乳液稳定性图。

图4是在不同浓度的促凝剂食用氯化钙的条件下，改性和未改性绿豆分离蛋白制备的乳液贮藏后外观图，其中，A图为未改性处理的绿豆分离蛋白制备的乳液，B图为改性处理的绿豆分离蛋白制备的乳液。

图5是未改性及改性绿豆蛋白制备的乳液经过多次冻融后的外观图。

图6是不同配方条件下绿豆分离蛋白基模拟蛋液产品冻融后外观图，其中，A、a为改性处理后的绿豆分离蛋白制备的乳液冻融后外观图；B、b为未改性处理的绿豆分离蛋白制备的乳液冻融后外观图；C是目前市面上植物基蛋液竞品冻融后外观图。

图7是绿豆分离蛋白基模拟蛋液制作的炒蛋成品外观图，其中，A、B、C、D分别是实施例5-8配方所得炒蛋产品外观图。

图8是绿豆分离蛋白基模拟蛋液制作蛋挞的成品外观图，其中，a、b分别是实施例5、6配方所得蛋挞产品外观图。

具体实施方式

黏度的测定方法：所用粘度计为Brookfleld DV2T旋转粘度计，转子为62号。

乳化活性的测定方法：采用浊度法。将制备好的乳状液迅速倒入25mL小烧杯中，立即从距烧杯底部5mm处取20μL乳状液于试管中，在试管中加入5mL 0.1％SDS溶液，混匀后于500nm处测定吸光度值(A

乳化活性：EAI(m

式中：N：稀释倍数，C：乳化液形成前蛋白质水溶液中蛋白质浓度(g/mL)，Φ：乳化液中油的体积分数(L/L)。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

在这里示出和描述的所有实例中，任何具体值仅为示例性，而不是作为限制，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

实施例1至实施例4示出了几种优选的绿豆分离蛋白复合改性的实施方法，具体参数如下。

实施例1

配制8％绿豆分离蛋白溶液，调节溶液pH至11处理50min，pH偏移开始后即进行超声处理，20kHz条件下超声处理40min，然后回调溶液pH至7，随后添加0.5％PG酶，于45℃保温20min，最后灭酶、冻干，即可得到改性绿豆分离蛋白。

实施例2

配制10％绿豆分离蛋白溶液，调节溶液pH至12处理40min，pH偏移开始后即进行超声处理，20kHz条件下超声处理30min，然后回调溶液pH至7，随后添加0.3％的PG酶，于45℃保温30min，最后灭酶、冻干，即可得到改性绿豆分离蛋白。

实施例3

配制8％绿豆分离蛋白溶液，调节溶液pH至10处理60min，pH偏移开始后即进行超声处理，20kHz条件下超声处理40min，然后回调溶液pH至7，随后添加1％的PG酶，于45℃保温15min，最后灭酶、冻干，即可得到改性绿豆分离蛋白。

实施例4

配制6％绿豆分离蛋白溶液，调节溶液pH至12处理20min，pH偏移开始后即进行超声处理，40kHz条件下超声处理10min，然后回调溶液pH至6，随后添加0.1％的PG酶，于45℃保温40min，最后灭酶、冻干，即可得到改性绿豆分离蛋白。

测定实施例1制备得到的改性绿豆分离蛋白和未改性前的绿豆分离蛋白的粘度，结果见表1，可见，本发明的联合改性处理能够大大降低绿豆分离蛋白的粘度，可降至12mPa·s。

表1未改性及改性处理所得绿豆蛋白溶液黏度数值表

测定实施例1制备得到的改性绿豆分离蛋白和未改性前的绿豆分离蛋白在不同浓度的促凝剂食用氯化钙下的溶解度和乳化活性，结果分别见图1和2。由图可知，改性处理后绿豆分离蛋白的溶解度显著提高，可达65％。另外，改性处理后绿豆分离蛋白的乳化活性也有了显著提高。

另外，通过和对比例1和对比例2可知，只有pH偏移、超声处理以及PG联合改性处理后得到的绿豆分离蛋白才能在黏度、溶解度以及乳化活性方面得到显著的提升。当只有pH偏移结合超声改性处理时，虽然能够一定程度的降低蛋白液的粘度，但是其后续会影响制备得到的凝胶强度，而本发明制备得到的绿豆分离蛋白液制备得到的模拟蛋液在凝胶强方面得到了极大的提升。

测定实施例1制备得到的改性绿豆分离蛋白和未改性前的绿豆分离蛋白在不同浓度促凝剂食用氯化钙的条件下的乳液稳定性，TSI数据测定条件为30℃，30min，结果见图3，可见，改性处理后的绿豆蛋白制备的乳液具有良好的稳定性。

测试不同浓度的促凝剂食用氯化钙的条件下，改性和未改性绿豆分离蛋白制备的乳液贮藏性能，在4℃温度下储藏10天，储藏后的外观见图4，A图为常见促凝剂浓度条件下未改性处理绿豆蛋白制备的乳液贮藏后的外观，B图为改性处理绿豆蛋白制备的乳液贮藏后的外观(从左到右依次是0/5/10/20mM氯化钙条件下的乳液)。由图可知，改性处理绿豆蛋白制备的乳液贮藏10天后并未出现分层现象，保持稳定状态，而改性前则出现了明显的分层现象。图5为未改性及改性绿豆蛋白制备的乳液经过多次冻融后的外观图，可见本发明的改性绿豆分离蛋白具有良好的冻融性能。

由此可见，通过pH偏移联合超声处理技术，以及蛋白质脱氨酶三者复合改性，克服了植物基高蛋白体系pH偏移过程中黏度过大的问题，同时提高了改性绿豆蛋白的功能特性，制备得到的改性绿豆分离蛋白具有良好的溶解性、乳化性及凝胶性能和稳定性能，大大改善了商业绿豆蛋白的功能特性。

实施例5至实施例8示出了绿豆蛋白基模拟蛋液在制备过程中优选的具体实施方式，具体参数如下。

实施例5

本实施例按照以下方法制备绿豆蛋白基模拟蛋液，具体包括以下步骤：

1)取上述实施例1所得改性绿豆分离蛋白配制质量分数为10％的蛋白溶液，加入0.1％食用氯化钙、0.2％TG酶混匀后进行50℃保温处理30min，后进行灭酶；

2)在上述混合物中加入10％菜籽油、0.1％结冷胶、0.05％食用色素(姜黄素/胡萝卜素1:1复配)、0.2g/kg Nisin混匀；

3)对上述混合物高速剪切2min、20MPa高压均质2次，温度为25℃，即可得高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液。

实施例6

本实施例按照以下方法制备绿豆蛋白基模拟蛋液，具体包括以下步骤：

1)取上述实施例2所得改性绿豆分离蛋白配制质量分数为8％的蛋白溶液，加入0.05％食用氯化钙、0.3％TG酶混匀后进行50℃保温处理30min，后进行灭酶；

2)在上述混合物中加入15％花生油、0.05％魔芋胶、0.05％食用色素(姜黄素/胡萝卜素1:1复配)、0.2g/kg Nisin混匀；

3)对上述混合物高速剪切2min、30MPa高压均质2次，温度为25℃，得高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液。

实施例7

本实施例按照以下方法制备绿豆蛋白基模拟蛋液，具体包括以下步骤：

1)取上述实施例3所得改性绿豆分离蛋白配制质量分数为6％的蛋白溶液，加入0.1％食用氯化钙、0.3％TG酶混匀后进行50℃保温处理30min，后进行灭酶；

2)在上述混合物中加入20％棕榈油、0.05％黄原胶、0.05％食用色素(姜黄素/胡萝卜素1:1复配)、0.2g/kg Nisin等混匀；

3)对上述混合物高速剪切2min、35MPa高压均质4次，温度为25℃，得高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液。

实施例8

本实施例按照以下方法制备绿豆蛋白基模拟蛋液，具体包括以下步骤：

1)取上述实施例4所得改性绿豆分离蛋白配制质量分数为8％的蛋白溶液，加入0.1％食用氯化钙、0.3％TG酶混匀后进行50℃保温处理30min，后进行灭酶；

2)在上述混合物中加入15％大豆油、0.05％改性淀粉、0.05％食用色素(姜黄素/胡萝卜素1:1复配)、0.2g/kg Nisin等混匀；

3)对上述混合物高速剪切2min、35MPa高压均质4次，温度为25℃，得高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液。

当绿豆分离蛋白未进行改性时，按照实施例5的方式制备得到模拟蛋液，并对其特性和实施例5制备得到的模拟蛋液进行对比。

图6是不同配方条件下绿豆蛋白基模拟蛋液产品冻融后外观图，其中，A、a为改性处理后的绿豆分离蛋白制备的乳液冻融后外观图，B、b为未改性处理的绿豆分离蛋白制备的乳液冻融后外观图。C是目前市面上植物基蛋液产品冻融后外观图。由图片可知，经过改性后的绿豆分离蛋白制备的模拟蛋液冻融后未出现明显的油分析出现象。而未改性后的绿豆分离蛋白制备的模拟蛋液冻融后上层出现明显的油分析出现象，且目前市面上的植物基蛋液产品冻融后也出现了明显的油析出现象，下层出现聚集沉淀。由此可见，本发明制备得到的模拟蛋液具有良好的冻融和贮藏稳定性。

实施例9

一种高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液制备炒蛋的制作方法：取用适量实施例5、例6制备得到的模拟蛋液，使用不粘锅热锅冷油中火加热4-6min，即可得到绿豆蛋白炒蛋产品，产品照片见图7(A、B由实施例5所得改性蛋白制备，C、D由实施例6所得改性蛋白制备)。

由图片可知，实施例5、6所得改性蛋白制备的绿豆蛋白炒蛋具有良好的成型性和外观色泽，与传统的炒鸡蛋外观十分相似。且实施例6制备所得绿豆蛋白炒蛋比实施例5所得产品凝胶性能更好。

实施例10

一种高稳定性绿豆蛋白基模拟蛋液制备蛋挞的制作方法：取用适量实施例5、例6制备得到的模拟蛋液，与牛奶按照2:1的比例混合，加入适量蔗糖后，于烤箱中上下火200℃烘烤15min即可得到绿豆蛋白蛋挞产品，产品照片见图8(a由实施例5所得改性蛋白制备，b由实施例6所得改性蛋白制备)。由图片可知，实施例5、6所得改性蛋白制备的绿豆蛋白蛋挞具有良好的成型性，与传统鸡蛋蛋挞外观十分相似，绿豆蛋白蛋挞内部凝胶质地细腻且具有一定的弹性。

对比例1

配制8％绿豆分离蛋白溶液，调节溶液pH至11处理50min，pH偏移开始后即进行超声处理，20kHz条件下超声处理40min，然后回调溶液pH至7，冻干即可制备得到改性绿豆分离蛋白。

测定对比例1制备得到的改性绿豆分离蛋白和未改性前的绿豆分离蛋白的粘度，结果见表2，可见，仅pH偏移结合超声改性处理能够降低绿豆分离蛋白的黏度，但远高于实施例1中复合改性处理组的黏度。此外，仅pH偏移结合超声处理的绿豆分离蛋白，经过与实施例5-8相同处理后，由于未经PG酶处理，减弱了随后的TG酶作用速率，形成的凝胶强度弱(如表3所示)。

表2未改性及pH偏移结合超声改性所得绿豆蛋白溶液黏度数值表

表3pH偏移、超声及PG酶不同组合改性所得模拟蛋液液凝胶强度数值表

对比例2

配制8％绿豆分离蛋白溶液，添加0.5％的PG酶，45℃保温20min，最后灭酶处理，即可得到改性绿豆分离蛋白。

对比例2所得仅PG酶处理的改性绿豆分离蛋白经实施例5-8给出的条件处理后，均不能形成凝胶。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。