一种脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白

本发明涉及高发泡能力杂豆分离蛋白，具体涉及利用一种基于脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，属于食品蛋白质精深加工。背景技术：1、泡沫是一种由不溶性气体分散在液体或熔融固体中所形成的分散体系，内相气体的体积分数大于90％。在泡沫状食品，如冰激凌、蛋糕、奶油等的生产中，气泡可以赋予该类食品理想的质感和特有的属性，同时也是衡量其品质的重要因素。然而，泡沫不会自发形成，在施加外界机械作用的基础上，还须提供大量具有两亲性的表面活性物质，即起泡剂，来维持气泡稳定的分散状态。常见具有良好性能的化学起泡剂，如：十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、单双甘油酯等，在食品加工领域的使用受限于其刺激性、安全性等问题。因此，食品领域更倾向于选择食品本源的天然组分作为起泡剂，如蛋白类起泡剂。2、蛋白类起泡剂可以根据蛋白质的来源分为动物蛋白起泡剂和植物蛋白起泡剂。与动物蛋白类相比，植物蛋白具有环境友好、经济成本低、健康效益高等优点。其中，鹰嘴豆作为世界产量第三的豆类作物，因其极高的营养价值备受关注，从中分离的鹰嘴豆分离蛋白(chickpea protein,cp)含有大量人体必需的8种氨基酸，蛋白质消化率和生物可及性高；相较于大豆，鹰嘴豆属于杂豆类作物，抗营养成分和致敏因子含量低，营养价值更高，理论上是一种具有广泛应用潜力的优质食品配料。然而，在实际生产过程中，商业鹰嘴豆分离蛋白经过极端条件的处理，发生了不同程度的变性和聚集，蛋白空间结构被破坏，疏水基团向内折叠，导致商业cp的起泡能力大幅降低，普遍无法满足泡沫状食品的生产需求。因此，如何绿色、高效地制备出高起泡性cp，提高商业cp的起泡能力、改善其功能特性，对于拓展鹰嘴豆在泡沫状食品加工领域的应用至关重要，也是该领域亟待解决的重要问题。3、现有技术提升蛋白质起泡性的方法主要有酶解法、高温加热法以及化学改性法等。中国发明专利申请cn101011101a公布了一种提高大豆蛋白起泡性的方法，通过将由米曲蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶组成的复配酶加入大豆分离蛋白中，经过搅拌、离心、浓缩、冻干等处理，水解后的大豆分离蛋白起泡性比未处理前提高了83.3％。中国发明专利申请cn108782944a公布了一种提高乳清浓缩蛋白起泡性及泡沫稳定性的方法，将乳清浓缩蛋白高温加热后作为诱导剂，与未加热的乳清浓缩蛋白混合，在酸性条件下再次高温加热，得到的乳清浓缩蛋白纤维聚合物起泡能力较处理前提高了47.73％～59.09％。中国发明专利cn104957356b公布了一种提高卵白蛋白起泡性的方法，通过糖基化改性，在卵白蛋白中加入葡萄糖并加热，经过糖基化改性后，改性卵白蛋白的起泡性提高了24.7％。4、但上述现有技术还是存在一定的局限性：5、(1)酶解法的过程不可控制，易酶解过度，难以达到较佳反应终点，且生物酶制剂的造价昂贵，方法成本较高；6、(2)高温加热法所需能耗较高，反应效率较低，且过高温度处理易导致蛋白质变性聚集，使其功能特性进一步劣化；7、(3)化学改性法需要向蛋白体系内引入其他物质，所伴随的副反应较多，产物复杂，分离提纯难度较高，且对于蛋白起泡性的提升效果有限。8、(4)上述现有技术都没有针对鹰嘴豆分离蛋白起泡性，就本发明而言，针对性不强。技术实现思路1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种效果显著、绿色便捷，且产物纯度高、易分离的高发泡能力鹰嘴豆分离蛋白的高效制备技术。2、本发明具体通过如下技术方案实现：3、一种脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，包括如下步骤：4、(1)将鹰嘴豆蛋白粉溶解在蒸馏水中，充分溶解，加入饱和氯化钙溶液将溶液电导率调至400-600us/cm，获得鹰嘴豆蛋白溶液；5、(2)将鹰嘴豆蛋白溶液通过流动泵泵入脉冲电场处理室中，设置脉冲处理系统的电场强度为50-70kv/cm，频率为100-300hz，脉宽为6-10μs，处理时间为3-6min，得到经脉冲电场处理的鹰嘴豆蛋白；6、(3)将经脉冲电场处理后的鹰嘴豆蛋白于4-8℃的低温环境中流水透析48-72h，经过真空冷冻干燥，得到高起泡性鹰嘴豆分离蛋白。7、为进一步实现本发明目的，优选地，所述的鹰嘴豆蛋白粉与蒸馏水的质量体积比为1:8-1:10，质量单位为克，体积单位为毫升。8、优选地，所述的充分溶解是采用50-60℃水浴加热配合机械搅拌，搅拌时间为2-3h。9、优选地，步骤(1)将溶液电导率调至500-550us/cm。10、优选地，步骤(2)控制流动泵的流速为30-60ml/min。11、优选地，所述的脉冲处理系统的电场强度为60-70kv/cm。12、优选地，所述的脉冲处理系统的频率为250-300hz。13、优选地，所述的脉冲处理系统的脉宽为8-10μs。14、优选地，所述的脉冲处理系统的处理时间为5-6min。15、优选地，所述的透析用的透析袋规格为3500da，所述的真空冻干的预冻温度为-80℃，冷冻干燥的时间为48h。16、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：17、(1)本发明选用的脉冲电场处理技术是一种非热加工物理技术，相较于现有技术生物法、化学法，具有绿色无毒、处理均匀、过程可控、操作简便等优势，且整个脉冲电场的处理过程耗时极短，仅需5min。18、(2)本发明方法全程可在室温下进行，操作过程中未引入其他杂质，条件温和且不产生副反应，无需对产物进行分离纯化，具有良好的食品工业加工应用的可行性。19、(3)本发明方法通过使用特定钙盐饱和溶液调节体系电导率，显著提升脉冲电场处理效果，钙离子能够有效诱导商业蛋白团聚结构的展开并且抑制蛋白分子展开后的再聚集，提高蛋白的两亲性能，对处理蛋白具有显著的起泡性提升效果，得到的高起泡性cp相较于原始商业cp，起泡能力最大提升了8.4倍，高于大部分现有专利技术。20、(4)本发明得到的高起泡性能cp为商业植物蛋白功能特性差的通病提供了突破性的技术指导，尤其扩展了杂豆类植物蛋白在泡沫状食品领域的实际应用，具有较强的现实意义。技术特征：1.一种脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于包括如下步骤：2.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，所述的鹰嘴豆蛋白粉与蒸馏水的质量体积比为1:8-1:10，质量单位为克，体积单位为毫升。3.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，所述的充分溶解是采用50-60℃水浴加热配合机械搅拌，搅拌时间为2-3h。4.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，步骤(1)将溶液电导率调至500-550us/cm。5.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，步骤(2)控制流动泵的流速为30-60ml/min。6.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，所述的脉冲处理系统的电场强度为60-70kv/cm。7.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，所述的脉冲处理系统的频率为250-300hz。8.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，所述的脉冲处理系统的脉宽为8-10μs。9.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，所述的脉冲处理系统的处理时间为5-6min。10.根据权利要求1所述的脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，其特征在于，所述的透析用的透析袋规格为3500da，所述的真空冻干的预冻温度为-80℃，冷冻干燥的时间为48h。技术总结本方法公开了一种脉冲电场高效制备高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的方法，属于食品蛋白质精深加工技术领域。本方法使用高场强脉冲电场技术，并使用饱和氯化钙溶液调整介质电导率对鹰嘴豆分离蛋白进行处理，电场强度为50‑70kV/cm，频率为100‑300Hz，脉宽为6‑10μs，样品处理时间为3‑6min，电导率调至400‑600μS/cm。经该方法处理得到的高起泡性鹰嘴豆分离蛋白的空间结构展开，疏水基团暴露，蛋白结构稳定，相比于原始鹰嘴豆分离蛋白起泡能力最大增加了8.4倍。该方法效果显著，绿色无毒、操作简便，且全程可在室温下进行，处理过程耗时短、能耗低，具有良好的食品加工应用可行性，极大地扩展了杂豆类植物分离蛋白在泡沫状食品领域的实际应用。技术研发人员：曾新安,汪亚彬,滕永欣,蔡锦林,韩忠受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15