一种大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合凝胶及其制备方法

1.本发明属于大豆蛋白产品开发领域，主要涉及一种大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合凝胶及其制备方法。


背景技术：

2.大豆分离蛋白(spi)是通过碱提、酸沉、膜分离等方法从低温脱脂豆粕中制得的混合蛋白质。它是一种优质的植物蛋白质，其蛋白质含量超过90％，根据沉降系数主要分为四类：2s、7s、11s和15s。这四类蛋白组分中，7s(β-伴大豆球蛋白)和11s(大豆球蛋白)含量最高，两者总和占四类蛋白组分80％以上，7s/11s的比例在不同品种的大豆中有所不同，变化范围为0.5-1.3。
3.甲壳素是一种氨基多糖聚合物。甲壳素作为一种天然有机化合物，无毒无味，具有较好的化学稳定性、可生物降解性，良好的透气、吸附性，独特的抗菌性、生物相容性。甲壳素的化学名称为(1-4)-2-氨基-2
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脱氧-b-d-葡萄糖,是由n-乙酰氨基葡萄糖以β-1,4糖苷键缩合而成的氨基直链多聚体，它的主链结构与纤维素类似。随着社会进步对新材料的更高要求和纳米技术的快速发展，将来自可再生资源的甲壳素制备成新型功能纳米材料成为研究热点。
4.蛋白质的凝胶性是常被用来制备食品的性质之一。蛋白质分子因某种原因变性后结构展开，分子间发生交联聚集，最后由于吸引力与排斥力间达到平衡而形成三维网络结构，这个过程就是蛋白质的成胶过程，主要以此蛋白质凝胶为主的体系就被称为蛋白质凝胶体系。凝胶性应用非常广泛，在许多产品加工制备中具有极其重要的作用。蛋白质的成胶作用不仅可以用作食品中的增稠剂、持水剂和稳定剂等，还可以形成半固态或固态的粘弹性凝胶。
5.食品蛋白与多糖复合组装成凝胶已成为一个活跃的研究领域。然而，制备方法对决定凝胶的质量具有重要意义。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合凝胶及其制备方法，通过控制甲壳素纳米晶体浓度，制造出结构稳定的混合凝胶，提高凝胶稳定性。
7.本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
8.一种大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合凝胶及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按1： 3(w/v)的比例用正己烷对粉碎后得到的豆粉进行3次脱脂，并放在通风橱中除去正己烷，将除去正己烷的大豆粉末按1：10(w/w)溶于蒸馏水中，用2m naoh将ph调节至8.5，并将所得浆液在27℃下机械搅拌2h，随后在9000
×
g下离心20min，收集上清液并用2m hcl调节ph置4.5，然后在6000
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g下离心15min，将获得的沉淀物溶于蒸馏水中，用2m naoh中和至ph 7.0，在4℃下用蒸馏水透析24 h,然后于-40℃预冻后冻干，研磨以得到大豆
分离蛋白粉末。3m hcl与甲壳素固体的比例为30l/g。酸水解后，将得到的悬浮液用去离子水稀释，随后在8000rpm下离心15分钟。产生的甲壳素纳米晶体悬浮液在4℃下用去离子水进行透析，直到周围水浴的ph值稳定在7.0。将得到的悬浮液进行冷冻干燥，以获得固体甲壳素纳米晶体。(2)冻干后，将固体甲壳素纳米晶体样品加入去离子水中，制备2wt％的甲壳素纳米晶体悬浮液，然后将悬浮液的ph值调整为3.0。采用超声处理(800w，60分钟，间隔20分钟)来打破甲壳素纳米晶体的聚集。(3)将6％(w/v)的spi粉末溶解在0％-2％(w/v)的甲壳素纳米晶体悬浮液中来制备大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合溶液。然后，所有溶液在室温下持续搅拌4小时，然后在 4℃下储存过夜以完全水化。用1m naoh将所有溶液的ph值调节到7.0后，在85℃下加热30分钟，使 spi变性，然后用冰浴冷却到室温。在轻轻搅拌下，向凝胶体系中添加不同量的gdl，使体系ph为3.0-7.0。然后，将大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体溶液在50-100℃下加热30分钟以形成凝胶。
9.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合凝胶及其制备方法，其特征在于：所用的甲壳素纳米晶体最优添加量为1％。
10.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合凝胶及其制备方法，其特征在于：凝胶体系最优ph为5.0。
11.根据权利要求1所述的一种大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合凝胶及其制备方法，其特征在于：大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体溶液的预热温度为80℃。
附图说明
12.图1为发明的工艺路线图
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述：
14.实施例1：
15.(1)按1：3(w/v)的比例用正己烷对粉碎后得到的豆粉进行3次脱脂，并放在通风橱中除去正己烷，将除去正己烷的大豆粉末按1：10(w/w)溶于蒸馏水中，用2m naoh将ph调节至8.5，并将所得浆液在27℃下机械搅拌2h，随后在9000
×
g下离心20min，收集上清液并用2m hcl调节ph置4.5，然后在6000
×
g下离心15min，将获得的沉淀物溶于蒸馏水中，用2m naoh中和至ph 7.0，在4℃下用蒸馏水透析24h,然后于-40℃预冻后冻干，研磨以得到大豆分离蛋白粉末。3m hcl与甲壳素固体的比例为30l/g。酸水解后，将得到的悬浮液用去离子水稀释，随后在8000rpm下离心15分钟。产生的甲壳素纳米晶体悬浮液在4℃下用去离子水进行透析，直到周围水浴的ph值稳定在7.0。将得到的悬浮液进行冷冻干燥，以获得固体甲壳素纳米晶体。(2)冻干后，将固体甲壳素纳米晶体样品加入去离子水中，制备2wt％的甲壳素纳米晶体悬浮液，然后将悬浮液的ph值调整为3.0。采用超声处理(800w，60分钟，间隔20分钟)来打破甲壳素纳米晶体的聚集。(3)将6％(w/v)的spi粉末溶解在0.5％(w/v)的甲壳素纳米晶体悬浮液中来制备大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合溶液。然后，所有溶液在室温下持续搅拌4 小时，然后在4℃下储存过夜以完全水化。用1m naoh将所有溶液的ph值调节到7.0后，在85℃下加热 30分钟，使spi变性，然后用冰浴冷却到室温。在轻轻搅拌下，向凝胶体系中添加gdl，使体系ph为 3.0。然后，将大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体溶液在50℃
下加热30分钟以形成凝胶。所得复合凝胶粘弹性增强，但强度无明显改善。
16.实施例2：
17.(1)按1：3(w/v)的比例用正己烷对粉碎后得到的豆粉进行3次脱脂，并放在通风橱中除去正己烷，将除去正己烷的大豆粉末按1：10(w/w)溶于蒸馏水中，用2m naoh将ph调节至8.5，并将所得浆液在27℃下机械搅拌2h，随后在9000
×
g下离心20min，收集上清液并用2m hcl调节ph置4.5，然后在6000
×
g下离心15min，将获得的沉淀物溶于蒸馏水中，用2m naoh中和至ph 7.0，在4℃下用蒸馏水透析24h,然后于-40℃预冻后冻干，研磨以得到大豆分离蛋白粉末。3m hcl与甲壳素固体的比例为30l/g。酸水解后，将得到的悬浮液用去离子水稀释，随后在8000rpm下离心15分钟。产生的甲壳素纳米晶体悬浮液在4℃下用去离子水进行透析，直到周围水浴的ph值稳定在7.0。将得到的悬浮液进行冷冻干燥，以获得固体甲壳素纳米晶体。(2)冻干后，将固体甲壳素纳米晶体样品加入去离子水中，制备2wt％的甲壳素纳米晶体悬浮液，然后将悬浮液的ph值调整为3.0。采用超声处理(800w，60分钟，间隔20分钟)来打破甲壳素纳米晶体的聚集。(3)将6％(w/v)的spi粉末溶解在1％(w/v)的甲壳素纳米晶体悬浮液中来制备大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合溶液。然后，所有溶液在室温下持续搅拌4 小时，然后在4℃下储存过夜以完全水化。用1m naoh将所有溶液的ph值调节到7.0后，在85℃下加热 30分钟，使spi变性，然后用冰浴冷却到室温。在轻轻搅拌下，向凝胶体系中添加不同量的gdl，使体系ph为5.0。然后，将大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体溶液在70℃下加热30分钟以形成凝胶。添加甲壳素后，复合凝胶的持水能力提高并且粘弹性增强。
18.实施例3：
19.(1)按1：3(w/v)的比例用正己烷对粉碎后得到的豆粉进行3次脱脂，并放在通风橱中除去正己烷，将除去正己烷的大豆粉末按1：10(w/w)溶于蒸馏水中，用2m naoh将ph调节至8.5，并将所得浆液在27℃下机械搅拌2h，随后在9000
×
g下离心20min，收集上清液并用2m hcl调节ph置4.5，然后在6000
×
g下离心15min，将获得的沉淀物溶于蒸馏水中，用2m naoh中和至ph 7.0，在4℃下用蒸馏水透析24h,然后于-40℃预冻后冻干，研磨以得到大豆分离蛋白粉末。3m hcl与甲壳素固体的比例为30l/g。酸水解后，将得到的悬浮液用去离子水稀释，随后在8000rpm下离心15分钟。产生的甲壳素纳米晶体悬浮液在4℃下用去离子水进行透析，直到周围水浴的ph值稳定在7.0。将得到的悬浮液进行冷冻干燥，以获得固体甲壳素纳米晶体。(2)冻干后，将固体甲壳素纳米晶体样品加入去离子水中，制备2wt％的甲壳素纳米晶体悬浮液，然后将悬浮液的ph值调整为3.0。采用超声处理(800w，60分钟，间隔20分钟)来打破甲壳素纳米晶体的聚集。(3)将6％(w/v)的spi粉末溶解在2％(w/v)的甲壳素纳米晶体悬浮液中来制备大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合溶液。然后，所有溶液在室温下持续搅拌4 小时，然后在4℃下储存过夜以完全水化。用1m naoh将所有溶液的ph值调节到7.0后，在85℃下加热 30分钟，使spi变性，然后用冰浴冷却到室温。在轻轻搅拌下，向凝胶体系中添加不同量的gdl，使体系ph为7.0。然后，将大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体溶液在100℃下加热30分钟以形成凝胶。添加甲壳素后，复合凝胶的微观结构得到明显改善，但凝胶强度低。
20.实施例4：
21.(1)按1：3(w/v)的比例用正己烷对粉碎后得到的豆粉进行3次脱脂，并放在通风橱
中除去正己烷，将除去正己烷的大豆粉末按1：10(w/w)溶于蒸馏水中，用2m naoh将ph调节至8.5，并将所得浆液在27℃下机械搅拌2h，随后在9000
×
g下离心20min，收集上清液并用2m hcl调节ph置4.5，然后在6000
×
g下离心15min，将获得的沉淀物溶于蒸馏水中，用2m naoh中和至ph 7.0，在4℃下用蒸馏水透析24h,然后于-40℃预冻后冻干，研磨以得到大豆分离蛋白粉末。3m hcl与甲壳素固体的比例为30l/g。酸水解后，将得到的悬浮液用去离子水稀释，随后在8000rpm下离心15分钟。产生的甲壳素纳米晶体悬浮液在4℃下用去离子水进行透析，直到周围水浴的ph值稳定在7.0。将得到的悬浮液进行冷冻干燥，以获得固体甲壳素纳米晶体。(2)冻干后，将固体甲壳素纳米晶体样品加入去离子水中，制备 2wt％的甲壳素纳米晶体悬浮液，然后将悬浮液的ph值调整为3.0。采用超声处理(800w，60分钟，间隔 20分钟)来打破甲壳素纳米晶体的聚集。(3)将6％(w/v)的spi粉末溶解在1％(w/v)的甲壳素纳米晶体悬浮液中来制备大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体复合溶液。然后，所有溶液在室温下持续搅拌4小时，然后在4℃下储存过夜以完全水化。用1m naoh将所有溶液的ph值调节到7.0后，在85℃下加热30分钟，使spi变性，然后用冰浴冷却到室温。在轻轻搅拌下，向凝胶体系中添加不同量的gdl，使体系ph 为5.0。然后，将大豆分离蛋白-甲壳素纳米晶体溶液在80℃下加热30分钟以形成凝胶。添加甲壳素纳米晶体后，复合凝胶的微观结构得到明显改善，凝胶的凝胶强度增加、持水能力提高并且粘弹性增强，可用于开发新型食品。