物理改性方法提升花生蛋白溶解性的研究

馬鐵錚，王 靜，王 強(qiáng)

(1. 北京工商大學(xué) 食品學(xué)院，北京100048； 2. 北京工商大學(xué) 食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京 100048；3. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193)

油料蛋白

物理改性方法提升花生蛋白溶解性的研究

馬鐵錚1,2，王 靜1,2，王 強(qiáng)3

(1. 北京工商大學(xué) 食品學(xué)院，北京100048； 2. 北京工商大學(xué) 食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京 100048；3. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100193)

為了提高花生蛋白的溶解性，使用熱處理、微波處理、高速攪拌和超聲波處理進(jìn)行增溶改性。結(jié)果表明，復(fù)合使用高速攪拌和超聲波處理對(duì)于花生蛋白溶解性的提高更為有效。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，得出高速攪拌的最優(yōu)工藝為：轉(zhuǎn)速22 000 r/min，攪拌時(shí)間66 s，料液比1∶7；超聲波處理的最優(yōu)工藝為：超聲功率210 W，超聲時(shí)間420 s，料液比1∶10。在各自的最優(yōu)工藝條件下，先高速攪拌后超聲波處理改性可以使花生蛋白的氮溶指數(shù)提高至78.2%。

花生蛋白；復(fù)合改性；物理改性；溶解性

花生在榨油過(guò)程中由于高溫以及有機(jī)溶劑等的影響會(huì)使其蛋白質(zhì)嚴(yán)重變性，加工特性也會(huì)受到影響[1-3]。受制于花生蛋白較低的溶解性等加工特性，其資源的利用率很低，大多被作為低附加值的飼料使用[4-5]。溶解性較高的蛋白質(zhì)通常具有良好的乳化性、吸油性和凝膠性等特性，然而現(xiàn)有的花生蛋白產(chǎn)品的溶解性并不理想，這嚴(yán)重地限制了花生蛋白在食品工業(yè)中的應(yīng)用[6-7]。因此，探索提升花生蛋白溶解性的改性方法具有十分重要的意義。

在多種改性方法中，物理方法由于具有成本低廉、操作時(shí)間短、較少產(chǎn)生有害物質(zhì)、對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響小等優(yōu)點(diǎn)，愈發(fā)受到關(guān)注。目前廣泛使用的物理改性方法包括熱處理法、微波處理法、超聲波處理法以及高速攪拌勻漿/高壓均質(zhì)法等[8]。通過(guò)對(duì)花生蛋白進(jìn)行均質(zhì)處理，可以顯著地提高花生蛋白的溶解性，并且可以同時(shí)提升其乳化性和乳化穩(wěn)定性[9-11]。對(duì)花生蛋白加以均質(zhì)還可以提升其持水性和持油性[12]。通過(guò)超聲波對(duì)酸性條件下的大豆分離蛋白進(jìn)行改性，可以大幅度提高其溶解性[13]。通過(guò)加熱處理對(duì)椰子蛋白加以改性，可以在增加其溶解性的同時(shí)提升乳化性[14]。使用超聲波處理、水浴加熱、微波處理等物理方法對(duì)大豆蛋白進(jìn)行改性并對(duì)其加工性能的改善效果比較后發(fā)現(xiàn)，水浴加熱和微波處理這兩種方法對(duì)大豆蛋白溶解性的提升最為有效[15-16]。

本文研究并比較不同種類的物理改性方法單獨(dú)與復(fù)合使用對(duì)花生蛋白增溶效果的影響，為花生蛋白在以蛋白飲料為代表的對(duì)溶解性要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)，也為進(jìn)一步研究開發(fā)花生蛋白的高附加值產(chǎn)品以及對(duì)花生蛋白資源的深入利用提供科學(xué)思路。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

花生蛋白，使用市售花生蛋白粉經(jīng)醇提制得，經(jīng)測(cè)定其氮溶指數(shù)(NSI)為65.3%；氫氧化鈉、濃硫酸、硫酸鉀、硫酸銅等，均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

KQ-300VDV型超聲波清洗機(jī)；WD800型燒烤微波爐，LG天津公司；THZ-82A型恒溫水浴振蕩器；XHF-D型高速內(nèi)切式高速勻漿機(jī)；FOSS 2300型全自動(dòng)凱氏定氮儀，瑞典FOSS公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 蛋白質(zhì)含量及NSI的測(cè)定

蛋白質(zhì)含量及NSI的測(cè)定使用AOAC 984.13方法，均以蛋白質(zhì)干基含量計(jì)算。

1.2.2 高速攪拌增溶改性花生蛋白

在單因素實(shí)驗(yàn)中，分別選取不同的攪拌轉(zhuǎn)速、料液比和攪拌時(shí)間為考察因素，以NSI為指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在不同攪拌轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了16 000、19 000、22 000、25 000、28 000 r/min 5個(gè)水平，選取了攪拌時(shí)間48 s、料液比1∶8進(jìn)行；在不同料液比的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了1∶6、1∶7、1∶8、1∶9和1∶10 5個(gè)水平，選取了攪拌轉(zhuǎn)速22 000 r/min、攪拌時(shí)間48 s進(jìn)行；在不同攪拌時(shí)間的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了12、30、48、66、84 s 5個(gè)水平，選取了攪拌轉(zhuǎn)速22 000 r/min、料液比1∶8 進(jìn)行。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作的情況選定最佳的工藝參數(shù)，并驗(yàn)證增溶改性效果。

1.2.3 微波增溶改性花生蛋白

在單因素實(shí)驗(yàn)中，分別選取不同的微波功率、微波時(shí)間、溶液高度和料液比為考察因素，以NSI為指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在不同微波功率的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了160、320、480、640、800 W 5個(gè)水平，選取了微波時(shí)間30 s、溶液高度15 mm、料液比1∶9進(jìn)行；在不同微波時(shí)間的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了10、20、30、40、50 s 5個(gè)水平，選取微波功率480 W、溶液高度15 mm、料液比1∶9進(jìn)行；在不同溶液高度的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了5、10、15、20、25 mm 5個(gè)水平，選取微波功率480 W、微波時(shí)間30 s、料液比1∶9進(jìn)行；在不同料液比的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了1∶7、1∶8、1∶9、1∶10和1∶11 5個(gè)水平，選取微波功率480 W、微波時(shí)間30 s、溶液高度15 mm進(jìn)行。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作的情況選定最佳的工藝參數(shù)，并驗(yàn)證增溶改性效果。

1.2.4 熱處理增溶改性花生蛋白

在單因素實(shí)驗(yàn)中，分別選取不同的加熱溫度、加熱時(shí)間和料液比為考察因素，以NSI為指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在不同加熱溫度的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了70、75、80、85、90℃ 5個(gè)水平，選取加熱時(shí)間300 s、料液比1∶9進(jìn)行；在不同加熱時(shí)間的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了60、180、300、420、540 s 5個(gè)水平，選取加熱溫度80℃、料液比1∶9進(jìn)行；在不同料液比的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了1∶7、1∶8、1∶9、1∶10和1∶11 5個(gè)水平，選取加熱溫度80℃、加熱時(shí)間300 s進(jìn)行。

1.2.5 超聲波增溶改性花生蛋白

在單因素實(shí)驗(yàn)中，分別選取不同的超聲功率、超聲時(shí)間和料液比為考察因素，以NSI為指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在不同超聲功率的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了180、210、240、270、300 W 5個(gè)水平，選取超聲時(shí)間300 s、料液比1∶9進(jìn)行；在不同超聲時(shí)間的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了60、180、300、420、540 s 5個(gè)水平，選取超聲功率240 W、料液比1∶9進(jìn)行；在不同料液比的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定了1∶7、1∶8、1∶9、1∶10、1∶11 5個(gè)水平，選取超聲功率240 W、超聲時(shí)間300 s進(jìn)行。

1.2.6 復(fù)合方法增溶改性花生蛋白

將使用上述4種物理方法改性后的花生蛋白分別再使用另外3種方法復(fù)合改性，工藝參數(shù)均為優(yōu)化后得到的最佳工藝參數(shù)。這里不僅考察了不同物理改性方法復(fù)合后對(duì)花生蛋白增溶效果的影響，還考察了改性方法的先后順序?qū)υ鋈苄Ч挠绊憽?/p>

1.2.7 數(shù)據(jù)分析

單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)的顯著性分析采用SAS 8.0軟件進(jìn)行，所有實(shí)驗(yàn)測(cè)定均重復(fù)3次，差異顯著性以P<0.05的水平計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 高速攪拌增溶改性花生蛋白的工藝優(yōu)化

攪拌轉(zhuǎn)速、料液比、攪拌時(shí)間對(duì)高速攪拌增溶改性花生蛋白NSI的影響如圖1～圖3所示。

從圖1可以看出，隨著攪拌轉(zhuǎn)速的增加，花生蛋白的NSI始終上升，這是由于攪拌使得醇提變性后發(fā)生聚集的花生蛋白的分子結(jié)構(gòu)重新分散。但是，攪拌轉(zhuǎn)速超過(guò)22 000 r/min時(shí)，設(shè)備負(fù)荷過(guò)大且發(fā)熱量陡增，難以維持較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，選定最佳攪拌轉(zhuǎn)速為22 000 r/min。

從圖2可以看出，當(dāng)料液比由1∶6增加到1∶7，花生蛋白的NSI有所提升，繼續(xù)增加料液比后NSI開始下降。這是由于高速攪拌可以增加物料間的碰撞和摩擦，從而造成結(jié)構(gòu)逐漸解散，溶解性增加。過(guò)高的蛋白質(zhì)濃度會(huì)增大其中固體顆粒的運(yùn)動(dòng)阻力，降低碰撞力和摩擦力，削弱解散結(jié)構(gòu)的作用力，而過(guò)低的蛋白質(zhì)濃度則會(huì)降低顆粒間碰撞和摩擦的概率，同樣不利于結(jié)構(gòu)的解散。因此，選定最佳料液比為1∶7。

從圖3可以看出，當(dāng)攪拌時(shí)間從12 s延長(zhǎng)到66 s，花生蛋白的NSI隨之上升，這表明適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間可以使蛋白質(zhì)顆粒的解散較為充分，溶解性隨之上升。而攪拌時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)后，溶解度不升反降，這是由于此時(shí)蛋白質(zhì)的變性程度已超過(guò)所需，原本乳白色的花生蛋白溶液呈現(xiàn)變黑的趨勢(shì)。因此，選定最佳攪拌時(shí)間為66 s。

在上述單因素實(shí)驗(yàn)得到的最佳高速攪拌增溶改性的工藝條件下得到的花生蛋白NSI為(72.4 ± 0.4)%。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)材料所導(dǎo)致的實(shí)際操作上的局限，高速攪拌增溶改性未進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。

2.2 微波增溶改性花生蛋白的工藝優(yōu)化

微波功率、微波時(shí)間、溶液高度對(duì)微波增溶改性花生蛋白NSI的影響如圖4～圖6所示。

從圖4可以看出，隨著微波功率的上升，花生蛋白的NSI呈上升趨勢(shì)，但超過(guò)640 W后，上升趨勢(shì)減緩。適當(dāng)程度的微波處理有利于聚集的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解散。實(shí)際操作中，過(guò)高微波功率下的蛋白質(zhì)溶液極易沸騰溢出從而被迫中斷操作。因此，選定最佳微波功率為640 W。

從圖5可以看出，當(dāng)微波時(shí)間從10 s延長(zhǎng)到40 s，花生蛋白的NSI隨之上升，但超過(guò)40 s后，NSI不再變化。實(shí)際操作時(shí)，微波時(shí)間超過(guò)30 s，溶液極易沸騰溢出迫使操作中斷。因此，選定最佳微波時(shí)間為30 s。

從圖6可以看出，當(dāng)溶液高度從5 mm增加到10 mm，NSI幾乎不產(chǎn)生變化。繼續(xù)增加溶液高度，NSI則開始下降。這主要是微波穿透力的限制性造成的，料液層過(guò)厚則不能有效穿透?？紤]到實(shí)際操作中，低于15 mm的溶液高度也會(huì)使蛋白質(zhì)溶液在處理時(shí)沸騰而中斷操作。因此，選定最佳溶液高度為15 mm。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在料液比從1∶7到1∶11的變化過(guò)程中，始終沒(méi)有影響花生蛋白的NSI。從實(shí)際操作的角度考慮，較低的料液比有利于提高效率，因此選定最佳料液比為1∶7。

在上述單因素實(shí)驗(yàn)得到的最佳微波增溶改性的工藝條件下得到花生蛋白的NSI為(69.8±0.8)%。由于實(shí)際操作上的局限，微波增溶改性也未進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。

2.3 熱處理增溶改性花生蛋白的工藝優(yōu)化

加熱溫度、加熱時(shí)間、料液比對(duì)熱處理增溶改性花生蛋白NSI的影響如圖7～圖9所示。

從圖7可以看出，當(dāng)加熱溫度從70℃增至75℃，NSI略有上升。這說(shuō)明蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)有所松散，因此溶解性隨之增加。超過(guò)75℃后NSI逐漸下降，超過(guò)85℃后下降趨勢(shì)十分顯著，這表明蛋白質(zhì)在75℃以上的較高溫度條件下會(huì)發(fā)生變性并形成聚集，從而導(dǎo)致溶解性的下降。因此，初步選定最佳加熱溫度為75℃。

從圖8可以看出，當(dāng)加熱時(shí)間從60 s延長(zhǎng)到180 s時(shí)，蛋白質(zhì)的NSI出現(xiàn)躍升，而其最高值出現(xiàn)在加熱時(shí)間為420 s時(shí)，這表明該時(shí)刻蛋白質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的解散程度達(dá)到了相對(duì)最適合溶解的狀態(tài)。其后，NSI開始下降，表明蛋白質(zhì)開始出現(xiàn)不利于溶解的聚集。因此，初步選定最佳加熱時(shí)間為420 s。

從圖9可以看出，當(dāng)料液比從1∶7增加到1∶9，蛋白質(zhì)的NSI隨之上升，而在此之后，NSI出現(xiàn)下降。這表明低于1∶7的料液比會(huì)使蛋白質(zhì)分子延展的空間位阻加大從而不利于結(jié)構(gòu)的解散，而過(guò)多的溶劑則可能使熱傳導(dǎo)加快，產(chǎn)生不利于溶解的聚集。因此，初步選定最佳料液比為1∶9。

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選擇加熱溫度(A)、加熱時(shí)間(B)和料液比(C)三因素取三水平，按照正交拉丁區(qū)組設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正交表選擇L9(34)，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，加熱溫度對(duì)花生蛋白改性的影響最大，其次為料液比，最后為加熱時(shí)間。分析表明，最佳因素水平的組合為A2B2C2，即當(dāng)加熱溫度為75℃、加熱時(shí)間為420 s、料液比為1∶9時(shí)，花生蛋白增溶改性的效果最好。在此工藝參數(shù)下進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，熱處理增溶改性后花生蛋白的NSI為(73.0±0.6)%。

表1 熱處理增溶改性花生蛋白正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

2.4 超聲波增溶改性花生蛋白的工藝優(yōu)化

超聲功率、超聲時(shí)間、料液比對(duì)超聲波增溶改性花生蛋白NSI的影響如圖10～圖12所示。

從圖10可以看出，當(dāng)超聲功率從180 W增加到210 W，NSI有所提升，這表明超聲功率的適當(dāng)增加可以提升溶液的能量密度，產(chǎn)生更強(qiáng)烈的空化效應(yīng)，從而使蛋白質(zhì)的溶解性提升。而當(dāng)超聲功率超過(guò)210 W后，NSI出現(xiàn)明顯下降，這可能是由于過(guò)高局部熱量的產(chǎn)生使蛋白質(zhì)的構(gòu)象朝著不利于溶解的方向變化。因此，初步選定最佳超聲功率為210 W。

從圖11可以看出，當(dāng)超聲時(shí)間從60 s增加到420 s，花生蛋白的NSI隨之提升，在180 s之前提升較快，其后增速放緩，這是由于超聲波對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象的延展需要一定的時(shí)間才能完成。而超過(guò)420 s后NSI的下降是由于蛋白質(zhì)的變性程度超過(guò)所需，出現(xiàn)不利于溶解性的聚集所致。因此，初步選定最佳超聲時(shí)間為420 s。

從圖12可以看出，當(dāng)料液比從1∶7增加到1∶10，NSI隨之上升，繼續(xù)增加料液比則會(huì)降低NSI。過(guò)低的料液比會(huì)減弱超聲波空化效應(yīng)的作用效果，過(guò)高的料液比則會(huì)增大蛋白質(zhì)分子延展的空間位阻。因此，初步選定最佳料液比為1∶10。

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上選擇了超聲功率(A)、超聲時(shí)間(B)和料液比(C)三因素取三水平，按照正交拉丁區(qū)組設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正交表選擇L9(34)，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表2所示。

表2 超聲波增溶改性花生蛋白正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

從表2可以看出，料液比在超聲波改性過(guò)程中的影響最大，其次為超聲功率，最后為超聲時(shí)間。分析表明，最佳因素水平的組合為A2B2C2，即當(dāng)超聲功率為210 W、超聲時(shí)間為420 s、料液比為1∶10時(shí)，增溶改性的效果最好。在此工藝參數(shù)下進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，超聲波增溶改性后花生蛋白的NSI為(73.7±0.6)%。

2.5 復(fù)合方法增溶改性花生蛋白的工藝優(yōu)化

對(duì)花生蛋白分別使用4種物理方法改性，在最優(yōu)工藝參數(shù)下，增溶改性效果的優(yōu)劣排序?yàn)椋撼暡ㄌ幚?熱處理>高速攪拌處理>微波處理。由于改性方法的作用機(jī)理各不相同，使用1種改性方法處理花生蛋白再使用其他方法改性處理，其溶解性還可能有進(jìn)一步提高的潛力。依次使用上述4種物理方法復(fù)合增溶改性花生蛋白的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

從表3可以看出，在4種改性處理方法中，高速攪拌最適合與其他方法復(fù)合使用。據(jù)分析，這可能是由于高速攪拌處理的增溶機(jī)制有別于其他方法，其是通過(guò)機(jī)械力迫使蛋白質(zhì)顆粒間相互碰撞和摩擦而破碎顆粒、解散結(jié)構(gòu)，進(jìn)而促進(jìn)溶解的。然而，微波處理、熱處理都通過(guò)熱變性使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由致密趨向松散，使用超聲水浴進(jìn)行的超聲波處理也借助了熱變性。盡管高速攪拌也會(huì)使體系升溫，但其產(chǎn)生的熱效應(yīng)在本實(shí)驗(yàn)所選定的攪拌時(shí)間內(nèi)甚微。所以，高速攪拌處理時(shí)機(jī)械力的作用可以和其他處理方法時(shí)的熱效應(yīng)有效疊加，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)度熱變性的情況。

表3 不同物理方法復(fù)合增溶改性花生蛋白實(shí)驗(yàn)結(jié)果

高速攪拌處理先于其他處理方法進(jìn)行的效果普遍優(yōu)于后續(xù)于其他處理方法進(jìn)行的效果，這可能是由于高速攪拌處理解散了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，更有利于所有后續(xù)熱變性時(shí)花生蛋白的均勻受熱。但當(dāng)高速攪拌處理與微波處理復(fù)合時(shí)有所不同，微波處理先行時(shí)的增溶效果更好。據(jù)分析，其原因可能包括以下兩點(diǎn)：①微波加熱不同于傳統(tǒng)加熱方式，其較強(qiáng)的穿透力使得蛋白質(zhì)的熱變性發(fā)生得迅速并且均勻；②微波處理對(duì)蛋白質(zhì)分子帶電性質(zhì)的改變使其在高速攪拌產(chǎn)生的離心力場(chǎng)中能夠更有效地被沖擊破碎，因而此種順序下增溶處理的疊加效果更好。

超聲波處理先于微波處理和熱處理進(jìn)行時(shí)也有著一定的疊加效果，但是并不顯著。這是由于本實(shí)驗(yàn)中的超聲波處理是在加熱水浴中進(jìn)行的，相當(dāng)于超聲波處理與熱處理兩種方法的復(fù)合，即便再?gòu)?fù)合以其他的熱改性方法，蛋白質(zhì)溶解性的提升空間也會(huì)大大受限。

微波處理和熱處理的復(fù)合改性都沒(méi)有起到疊加的效果。其原因在于二者都主要是通過(guò)熱變性來(lái)增溶，且二者的工藝參數(shù)已經(jīng)優(yōu)化，單獨(dú)使用其中一者時(shí)蛋白質(zhì)的熱變性程度已經(jīng)是適當(dāng)?shù)?，繼續(xù)以熱變性的方法增溶改性則會(huì)造成過(guò)度變性，使得溶解性降低。

3 結(jié) 論

本研究通過(guò)對(duì)高速攪拌處理、微波處理、熱處理和超聲波處理增溶改性花生蛋白分別進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)復(fù)合效果進(jìn)行了研究。在最佳工藝參數(shù)下，4種增溶改性方法的效果排序?yàn)椋撼暡ㄌ幚?熱處理>高速攪拌處理>微波處理。高速攪拌處理的最佳工藝參數(shù)為：料液比1∶7，攪拌轉(zhuǎn)速22 000 r/min，攪拌時(shí)間66 s。超聲波處理的最佳工藝參數(shù)為：料液比1∶10，超聲功率210 W，超聲時(shí)間420 s。順序使用高速攪拌處理和超聲波處理是花生蛋白物理增溶改性的最佳方案，改性后花生蛋白產(chǎn)品的NSI達(dá)到78.2%，接近大豆蛋白同類產(chǎn)品的水平。對(duì)于蛋白質(zhì)改性，物理方法的使用相對(duì)于目前普遍使用的酶解增溶改性方法成本低廉，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求也較低。本研究通過(guò)物理方法改性生產(chǎn)高溶解性花生蛋白，探索得到了一條經(jīng)濟(jì)、高效且實(shí)用的工藝路線，使得花生蛋白可以一定程度上擺脫溶解性差的限制，拓展了花生蛋白的應(yīng)用范圍，解決了花生制油企業(yè)副產(chǎn)品餅粕開發(fā)利用的技術(shù)難題，可以有效增加生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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Physical modification for improving solubility of peanut protein

MA Tiezheng1, 2, WANG Jing1, 2, WANG Qiang3

(1. School of Food and Chemical Engineering,Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China; 2. Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China; 3 Institute of Agro-Products Processing Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193, China)

The solubility of peanut protein was enhanced by four physical modification methods, including heat treatment, microwave treatment, high speed stirring and ultrasound treatment, and the composite use of the last two methods was found to be more effective. Through single factor experiment and orthogonal experiment, the optimal conditions of high speed stirring were obtained as follows: stirring rate 22 000 r/min, operation time 66 s, ratio of solid to liquid 1∶7, and the optimal conditions of ultrasound treatment were obtained as follows∶ ultrasonic power 210 W, ultrasonic time 420 s, ratio of solid to liquid 1∶10. Under their respectively optimal conditions, these two methods applied in turn were confirmed to increase the nitrogen solubility index of peanut protein to 78.2%.

peanut protein; composite modification; physical modification; solubility

2016-05-10;

2016-10-20

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(31501408)；北京市優(yōu)秀人才培養(yǎng)資助青年骨干個(gè)人項(xiàng)目(2014000020124G033)

馬鐵錚(1984)，男，講師，碩士生導(dǎo)師，博士，研究方向?yàn)榧Z油加工與功能性食品配料(E-mail)matiezheng@btbu.edu.cn。

王 強(qiáng)，研究員，博士生導(dǎo)師(E-mail)caaswang qiang@126.com。

TS229;TQ936.2

A

1003-7969(2017)01-0093-06