一种基于改性豌豆蛋白提升复合肉蛋白凝胶特性

本发明涉及一种基于改性豌豆蛋白提升复合肉蛋白凝胶特性的方法，属于食品蛋白质加工，特别是涉及植物蛋白改性及其在肉蛋白凝胶制品中的应用。背景技术：1、肉和肉制品是饮食中人体摄取优质蛋白质的重要来源。在骨骼肌中，蛋白质主要分为水溶性的肌浆蛋白(约占30％)、盐溶性的肌原纤维蛋白(约占60％)和碱溶性的肉基质蛋白(小于10％)三种。其中，肌原纤维蛋白在肉制品的质构形成中起着决定性作用。在加工生产过程中，肌原纤维蛋白从肌肉组织(肉块)中溶出，乳化油脂和脂肪，并在加热过程中展开，聚集成具有粘弹性的凝胶，从而赋予肉制品弹性、多汁的感官属性。这一过程容易受到多种因素的影响，比如原料肉的品质、食盐添加量、磷酸盐添加量、加热温度、加热时间等等。因此，肉制品的质地构造容易出现多种缺陷。例如：在降低食盐和磷酸盐用量时，肌原纤维蛋白的溶出受阻，凝胶强度大幅下降，使肉制品产生出油、松散、粗糙等品质缺陷。即使低盐、低磷酸盐的肉制品在多层面上有益于人体健康，但质构特性欠佳的肉制品依然不能被消费者所接受。2、虽然动物性蛋白具有更高的消化率和更平衡的氨基酸组成，但植物蛋白因人们环保意识的提高和对可持续资源的开发利用受到了越来越多的关注。特别是豌豆蛋白，具有低成本、高营养价值和低致敏性(与大豆和花生蛋白相比)等特点，正成为植物蛋白行业的新兴产品。作为大豆蛋白的替代品，豌豆蛋白和大豆蛋白具有同源性，主要由豌豆球蛋白(7s)和豆球蛋白(11s)组成，它们的氨基酸组成和亚基结构与大豆蛋白中的β-大豆伴球蛋白和大豆球蛋白相似。在肉类行业中，豌豆蛋白更是一种天然的食品添加剂和功能增强剂，其优势在于安全性高，并且符合“清洁标签”的理念。3、尽管如此，豌豆蛋白在食品加工中的功能特性还远不如大豆蛋白和(或)肉类蛋白。在肉凝胶、肉制品中添加天然的豌豆蛋白非但不能提高凝胶强度，甚至会阻碍肉蛋白的网络形成。技术实现思路1、为解决上述问题，本发明利用还原剂对天然豌豆蛋白和经ph偏移处理的改性豌豆蛋白进行二硫键裂解处理，并在交联酶的作用下加强其与肉蛋白的相互作用，开发出具有结构加强特性的复合肉蛋白凝胶，为低盐、低磷酸盐等导致肉蛋白凝胶质构特性下降的情形提供技术支撑。2、本发明以豌豆蛋白为例，提供一种适用于其他植物蛋白的二硫键裂解方式，以打开植物蛋白的紧密结构，提高加工特性。3、本发明第一个目的是提供一种改性豌豆蛋白的制备方法，包括以下步骤：4、(1)将天然豌豆蛋白或ph偏移改性豌豆蛋白充分溶解，得到蛋白溶液；5、(2)向蛋白溶液中加入二硫键裂解剂，溶解、混匀反应。6、本发明的其中一种实施方式，所述ph偏移改性豌豆蛋白的制备过程具体为：将豌豆蛋白分散在水中，室温下用碱溶液调节蛋白溶液ph至11～13；停留30～90min后，加酸中和，固液分离、收集沉淀，即得ph偏移改性后的豌豆蛋白。7、本发明的其中一种实施方式，用2m氢氧化钠调节蛋白溶液至ph 12，停留时间为30min。8、本发明的其中一种实施方式，加酸中和时使用2m的盐酸溶液。9、本发明的其中一种实施方式，步骤(2)中所述二硫键裂解剂为半胱氨酸，添加量为0.1～8mm/g(以蛋白质量计)。优选1～7mm/g蛋白；进一步优选1～5mm/g蛋白。10、本发明的其中一种实施方式，步骤(2)中所述混匀反应的温度为室温，时间为10分钟。11、本发明的第二目的在于基于上述方法制备提供一种改性豌豆蛋白。12、本发明的第三目的在于提供一种应用上述改性豌豆蛋白提高低盐复合肉蛋白凝胶的凝胶强度的加工方法，包括如下步骤：13、1)将肌原纤维蛋白和上述改性豌豆蛋白溶解于的磷酸盐缓冲液中，配制得到混合蛋白溶液；14、2)向混合蛋白溶液中加入交联酶；15、3)将混合蛋白溶液加热制成复合蛋白凝胶。16、本发明的其中一种实施方式，混合蛋白溶液中，肌原纤维蛋白的质量分数为3.0％。17、本发明的其中一种实施方式，混合蛋白溶液中，改性豌豆蛋白质量分数为0.75％。18、本发明的其中一种实施方式，所述改性豌豆蛋白以5～50％的质量比例加入肌原纤维蛋白中。19、本发明的其中一种实施方式，所述交联酶添加量为产品中蛋白总质量的1～8％。具体可选5％。20、本发明的其中一种实施方式，交联酶为转谷氨酰胺酶，添加量为6.5iu/(g蛋白)。21、本发明的其中一种实施方式，交联酶的酶活为130iu/g。22、本发明的第四个目的在于提供前述的加工方法制得的低盐复合肉蛋白凝胶。23、本发明还提供上述低盐复合肉蛋白凝胶在食品、功能食品、保健品中的应用。24、例如，以本发明制备的植物蛋白及其组分作为添加剂改善产品加工性能缺陷，或作为营养补充剂提高产品营养性等。25、本发明还提供前述的加工方法制得的低盐复合肉蛋白凝胶作为食品的应用。26、例如，以本发明制备的低盐肉蛋白复合凝胶为原料或模型加工得到的各类肉制品、肉糜凝胶产品、乳化肉糜产品或植物肉产品等。27、本发明的第五目的在于提供前述的肉蛋白复合凝胶的加工方法在生产其他健康肉制品的应用。28、例如，以本发明肉蛋白复合凝胶的加工方法生产的低磷酸盐肉制品，或其他为控制产品中某些有害成分的健康肉制品。29、与现有技术相比，本发明的有益效果：30、(1)本发明首次提出由半胱氨酸诱导的二硫键裂解处理使天然豌豆蛋白的酸碱亚基解离，导致蛋白结构展开，使二硫键构象向不稳定的tgt型转变。在同交联酶一同制备低盐肉蛋白复合凝胶时，凝胶强度从0.26n(含天然豌豆蛋白)显著提升到0.34n(含经1.7mm/g半胱氨酸处理的天然豌豆蛋白)和0.30n(含经3.3mm/g半胱氨酸处理的天然豌豆蛋白)，且不会导致凝胶弹性下降。31、(2)相较于天然豌豆蛋白，本发明使用半胱氨酸诱导的二硫键裂解处理能更显著的提高以ph偏移改性豌豆蛋白的功能特性。经半胱氨酸处理后，改性豌豆蛋白的溶解度显著增加(由67.52％增加至71.94％)，表面疏水性显著增加，分子内部基团暴露，二硫键构象向不稳定的tgt型转变。在同交联酶一同制备低盐肉蛋白复合凝胶时，凝胶强度从0.31n(含改性豌豆蛋白)显著提升到0.38n(含经1.7mm/g半胱氨酸处理的改性豌豆蛋白)；且凝胶弹性显著上升；凝胶的网络结构变得更加致密。技术特征：1.一种改性豌豆蛋白的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ph偏移改性豌豆蛋白的制备过程具体为：将豌豆蛋白分散在水中，室温下用碱溶液调节蛋白溶液ph至11～13；停留30～90min后，加酸中和，固液分离、收集沉淀，即得ph偏移改性后的豌豆蛋白。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述二硫键裂解剂为半胱氨酸；以蛋白质量计，二硫键裂解剂的添加量为0.1～8mm/g。4.权利要求1-3任一项所述方法制备得到的一种改性豌豆蛋白。5.一种应用权利要求4所述的改性豌豆蛋白提高低盐复合肉蛋白凝胶的凝胶特性的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述改性豌豆蛋白以5～50％的质量比例加入肉蛋白中；所述交联酶添加量为蛋白总质量的1～8％。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，混合蛋白溶液中，肉蛋白质量分数为3.0％；改性豌豆蛋白质量分数为0.75％。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，交联酶为转谷氨酰胺酶，添加量为6.5iu/(g蛋白)。9.权利要求5-8任一项所述的加工方法制得的低盐复合肉蛋白凝胶。10.权利要求9所述的低盐复合肉蛋白凝胶在食品、功能食品、保健品中的应用。技术总结本发明公开了一种基于改性豌豆蛋白提升复合肉蛋白凝胶特性的方法，属于食品蛋白质加工技术领域。本发明将天然豌豆蛋白或pH偏移改性豌豆蛋白充分溶解，得到蛋白溶液；随后向蛋白溶液中加入二硫键裂解剂，溶解、混匀反应，制得改性改性豌豆蛋白。本发明基于对豌豆蛋白进行二硫键裂解处理，以解离酸碱亚基，暴露更多的内部基团，从而实现豌豆蛋白自身溶解性、功能性的提升。此外，应用二硫键裂解的天然豌豆蛋白和改性豌豆蛋白，都能在交联酶的作用下加强低盐肉蛋白凝胶的结构性能，开发出具有良好凝胶性和网络结构的低盐肉蛋白凝胶，为各种情况下的肉制品质构劣变提供解决方案和技术支持。技术研发人员：蒋将,董春晖,张文斌,王立受保护的技术使用者：江南大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29