[发明专利]磷酸化大豆分离蛋白复合涂膜剂及其制备方法与应用

说明书

(一)技术领域

本发明属于食品保鲜领域，涉及一种磷酸化大豆分离蛋白复合涂膜剂及其制备方法与应用。

(二)背景技术

可食涂膜剂是以天然可食物质(如多糖、蛋白质、脂类等)为材料，以包裹、涂布或微胶囊等形式在食品表面形成保护薄层，阻隔食品表面水气、氧气或各种溶质的渗透，从而起到食品保鲜、延长货架期等作用。大豆分离蛋白(SPI)是一种优质植物蛋白，具有来源丰富、价格低廉、可降解、成膜性好等优点，是良好的制备可食涂膜剂的材料。但大豆分离蛋白膜脆性大、柔韧性低、阻湿和机械性能较差，限制其在食品工业中的应用。查阅文献发现，可通过物理共混、化学改性等手段对蛋白膜类材料的自身性能加以改良。

物理共混指选择不同的共混组分，调整组分间配比，利用溶液或熔融法制成有效共混物。常用多糖、脂质等与蛋白共混，进而对蛋白膜性能进行改善。脂类因其较强的疏水性，能够有效提高蛋白膜的阻隔性能。Monedero等(Monedero F M,Fabra M J,Talens P,et al.Effect of oleic acid–beeswax mixtures on mechanical,optical and water barrier properties of soy protein isolate based films[J].Journal of Food Engineering,2009,91(4):509-515.)发现蜂蜡、油酸及其混合物均能降低大豆分离蛋白膜的水蒸气透过系数；中国专利CN104686782A提出在大豆分离蛋白水溶液中添加邻苯二甲酸酯可以提高大豆分离蛋白膜阻隔水蒸气性能。此外，某些脂类兼具抗菌效果。Gudmundur Bergsson等(Bergsson G,Steingrimsson O,Thormar H.Bactericidal effects of fatty acids and monoglycerides on Helicobacter pylori[J].International journal of antimicrobial agents,2002,20(4):258-262.)比较了各种脂肪酸及其单酯的抑菌性，发现单月桂酸甘油酯的抑菌性是所有脂肪酸衍生物中最强的。李更更(李更更.非水相酶催化合成脂肪酸酯及其抗菌性的研究[D].无锡:江南大学,2008.)研究发现单月桂酸酯对细菌、酵母菌和霉菌具有广谱的抑菌效果，其抑菌效果不受pH变化的影响。多糖组分可以提高蛋白膜的机械性能与阻隔性能。中国专利CN102731810A公开了一种通过添加果胶来增强大豆分离蛋白膜阻湿性和机械性能的方法；王丽媛等人(王丽媛,侯梦奇,李晓,等.4种改性方式对明胶膜性能的影响[J].食品科学,2015(6):40-44.)发现相对于单一组分的明胶膜而言，明胶-壳聚糖以及明胶-海藻酸钠复合膜具有较低的水蒸气透过率和透氧率；屠兰英(屠兰英,赵启文,岳向国.耐干燥低温可食性蛋白膜的研制[J].湖北农业科学,2014,53(24):6097-6099.)研究表明阿拉伯胶可以显著提升蛋白膜的抗拉强度，且处理后蛋白膜在低温干燥环境下不易发生干裂、破损现象。多糖与蛋白质共混加热时，极易发生美拉德反应，使涂膜剂颜色加深，产生焦糖味，从而影响食品的色泽和风味。因此，若涂膜剂配方中同时存在多糖与蛋白质组分时，有必要对蛋白质的氨基酸残基进行化学改性，以避免不良色泽和风味的产生。

化学改性是指通过化学反应生成接枝或嵌段聚合物，通过改变组分间的界面张力形成相容体系，从而改善材料的物化性质。蛋白质化学改性的常用手段有：糖基化、酰化和磷酸化等。近年来研究热点主要集中在糖基化和酰化改性，对蛋白质磷酸化这一改性方式研究较少。蛋白磷酸化是指选择性地在蛋白质侧链活性基团引入大量磷酸根基团，通过改变蛋白质分子的电负性来提高蛋白质分子之间的静电斥力，使之在食品体系中相互排斥而更易分散，以提高蛋白的溶解性和聚结稳定性，并降低了等电点。这对于改善大豆分离蛋白膜性能，拓宽其在食品中的应用十分有利。康鹏等(康鹏,张坤生,任云霞.酪蛋白磷酸化工艺技术的研究[J].食品研究与开发,2007,28(9):21-24.)报道磷酸化可提高酪蛋白膜的抗拉强度和延伸率；吴磊燕等(吴磊燕,温其标,杨晓泉,等.POCl₃处理Zein溶液的黏度及Zein膜的表面/机械性质的影响[J].陕西科技大学学报:自然科学版,2009,27(3):23-31.)表明磷酸化可提高玉米醇溶蛋白膜的延伸率和结构紧密程度。