[发明专利]响应面法优化超高压改性谷朊粉溶解度的方法

说明书

本发明提供了一种响应面法优化超高压改性谷朊粉溶解度的方法，通过研究超高压处理过程中有关参数的精确控制，建立Box‑Behnnken模型，优化出改善其功能特性的最佳处理参数，本发明超高压改性方法改善了谷朊粉的溶解、乳化和发泡等功能性质，解决谷朊粉功能特性差，应用面窄等问题，克服了谷朊粉常用改性方法在营养和毒理方面对谷朊粉存在着有害作用的缺陷，拓宽了谷朊粉的应用范围，本发明采用应用软件中的Box‑Behnken原理，研究超高压处理过程中有关参数的精确控制，建立Box‑Behnnken模型，优化出改善其功能特性的最佳处理参数，为专用仪器的开发提供理论依据，藉此来实现了谷朊粉超高压处理的工业化制备。

技术领域

本发明属于谷朊粉深加工技术领域，具体涉及一种响应面法优化超高压改性谷朊粉溶解度的方法。

背景技术

谷朊粉是生产小麦淀粉时副产品，包括麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，是小麦籽粒主要储藏蛋白，占小麦蛋白质总含量85％左右。其来源丰富、价格低廉，是一种营养丰富、食用安全植物蛋白。据统计，全世界面筋蛋白年产量约60万吨，我国目前年产量约为10万吨，主要用于面粉、饲料、食品等领域。随着市场对小麦淀粉需求量不断增加，小麦面筋产量也持续增长；但传统领域对谷朊粉需求已饱和并囤积严重。因此研究开发谷朊粉新用途、拓宽其应用领域、开辟新途径，以使其能被充分利用，创造更高经济价值显得颇为重要。

目前谷朊粉在固体型食品中得到广泛应用，但在液体类食品(如饮料、乳制品)中研究受到很多限制，主要是其蛋白质结构中由于疏水性氨基酸(如谷氨酸、亮氨酸、脯氨酸等)在整个结构组成中所占比重大，使得谷阮粉蛋白分子内疏水作用区域较大，导致谷朊粉溶解、乳化和发泡等功能性质尚不能满足食品加工需要。因此，改善谷朊粉功能性质对拓宽其应用范围具有重要意义。

目前谷朊粉最常用的改性方法主要有磷酸化改性、酸法碱法去酰胺改性、酰化改性以及酶法改性。前三种改性发法的共同点就是通过化学的方法引入化学试剂来达到改善其功能特性的目的。尽管化学改性易于操作，但由于在营养和毒理方面对谷朊粉存在着有害作用效应的可能而受到一定的限制，如碱处理谷阮蛋白，由于氨基酸发生了消旋作用，使必需氨基酸的L-对映体减少和消化率降低，并产生有毒的D-氨基酸，使得谷阮蛋白的营养价值大大降低。蛋白酶解是一种常用的蛋白质改性方法，有研究者对酶法增溶小麦面筋蛋白进行大量研究，面筋蛋白溶解性直接影响其起泡、乳化等功能特性。但是这种方法有明显的不足之处在于大量破坏了谷朊粉蛋白结构中双硫键，虽然溶解性得到了提高，但改性后的谷肮粉在焙烤、面制品工业应用中面团粘弹性大副降低而不利于在面粉工业中的应用。以上分析可知，通过磷酸化、酸法碱法去酰胺、酰化及酶解等方法对面筋蛋白进行处理，均在一定程度上改变面筋蛋白的功能特性，但都存在不同程度的不足和缺陷。

超高压技术是蛋白质改性的一种物理方法。它是指将食品物料放置于超高压容器中，在静高压(一般不小于100MPa，常用的压力范围是100-1000MPa)和一定温度下处理适当的时间，以引起食品成分非共价键(氢键、离子键和疏水键等)的破坏或形成，从而使食品中酶、蛋白质、核酸和淀粉等生物大分子改变活性、变性或糊化，而对维生素、色素和风味物质等低分子化合物产生很小影响的一种加工方法。蛋白质的超高压加工是食品超高压加工技术领域的一个重要研究方向，在超高压作用下蛋白质出现变性、凝聚或凝胶化现象，而在此过程中食品的颜色、风味和营养价值不受或很少受影响。