一种琥珀酰化大豆蛋白漆酶交联甜菜果胶高持水性双网络水凝胶的制备方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，主要涉及一种琥珀酰化大豆蛋白漆酶交联甜菜果胶高持水性双网络水凝胶的制备方法。

背景技术

大豆分离蛋白(SPI)是植物蛋白质的重要来源，可提供多种人体所需氨基酸，具有很强的水合性、凝胶性等功能特性，大豆分离蛋白因其具有许多营养物质和优异的功能特性而被广泛用于食品生产中。

琥珀酰化反应的原理是酰化试剂与蛋白质分子的游离氨基、羟基或巯基之间发生亲核取代反应。当大豆分离蛋白琥珀酰化修饰之后，其中的赖氨酸残基电荷发生变化，使蛋白质的理化性质与功能发生改变。琥珀酰化SPI具有双极性基团的高分子表面活性剂，琥珀酰化后SPI持水性和黏度等理化性质得到提高，等电点降低，凝胶特性等改善。

甜菜果胶(SBP)具有乳化稳定性，可以吸附到蛋白质分子的表面,因其具有高度的水化作用可以阻止蛋白质分子脱水，水化层的形成还可使蛋白颗粒相互排斥，从而增加了蛋白质的稳定性。SBP可以使凝胶具有弹性，与SPI可以形成更加稳定的凝胶体系。

水凝胶分为单网络和双网络水凝胶(两种不同性质的聚合物形成的互穿网络，多为蛋白质与多糖)。相对于单网络水凝胶，双网络水凝胶具有更高的机械强度和可控组分调节特性。

目前，采用琥珀酰化SPI与甜菜果胶通过漆酶催化、制备双网络水凝胶的相关研究还较少。

本发明方法，运用了漆酶自由基催化反应技术克服了市面上合成水凝胶强度不够高、持水性差的缺点。漆酶可以通过自由基催化反应催化氧化，在琥珀酰化大豆分离蛋白和甜菜果胶之间形成共价键，形成强稳定的网络结构，使持水力上升，便于调整成分含量。区别于市面上常见的，专一性强的离子诱导合成水凝胶，本发明方法通过漆酶使琥珀酰化大豆分离蛋白和甜菜果胶交联，形成稳定凝胶的内部网络结构，改善凝胶性质，使凝胶形成时间更短，更具弹性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种琥珀酰化大豆蛋白漆酶交联甜菜果胶高持水性双网络水凝胶的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明方法提供了如下技术方案：

一种琥珀酰化大豆蛋白漆酶交联甜菜果胶高持水性双网络水凝胶的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将大豆分离蛋白(SPI)用去离子水配置成浓度为2％(w/v)的溶液，调悬浮液pH值至7.0，室温搅拌2h,得到SPI溶液；(2)取SPI质量1％～20％的琥珀酸酐缓慢加入到SPI溶液中，保持pH值8.0，室温搅拌2h得到混合液；(3)将混合液放入4℃冰箱透析24h(透析袋截流分子量为7kDa)，6h更换一次蒸馏水，之后于-50℃下冷冻干燥24h后得到琥珀酰化大豆分离蛋白(SSPI)；(4)将SSPI用去离子水配置成浓度为4％(w/v)的溶液，然后将甜菜果胶(SBP)按照0.5％～2.5％(m/v)浓度分散于溶液中，磁力搅拌4h后90℃水浴加热30min，然后用流动水将溶液快速冷却至室温得到成胶液；(5)调整成胶液pH值至6.0，加入80～110nkat/g漆酶，混匀，40℃水浴孵育2h后置于4℃的环境中储存24h，形成稳定的双网络水凝胶。

所述的琥珀酸酐添加量的最优参数为：以SPI质量的15％进行琥珀酰化。

所述的SBP浓度最优参数为：按照1.5％(m/v)浓度分散于SSPI溶液。

所述的漆酶加入量最优参数为：100nkat/g。

本发明方法流程简单，原材料易获取，作用条件温和，过程易于控制且琥珀酰化大豆分离蛋白技术、漆酶交联技术均已成熟。

本发明方法所制备的漆酶交联高持水性双网络水凝胶，持水量性高，具有凝胶形成时间短、透光度高、弹性高、硬度大、粘附性适中的特点。

附图说明

附图1本工艺技术路线图

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述。

一种琥珀酰化大豆蛋白漆酶交联甜菜果胶高持水性双网络水凝胶的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将大豆分离蛋白(SPI)用去离子水配置成浓度为2％(w/v)的溶液，调悬浮液pH值至7.0，室温搅拌2h,得到SPI溶液；(2)取SPI质量1％～20％的琥珀酸酐缓慢加入到SPI溶液中，保持pH值8.0，室温搅拌2h得到混合液；(3)将混合液放入4℃冰箱透析24h(透析袋截流分子量为7kDa)，6h更换一次蒸馏水，之后于-50℃下冷冻干燥24h后得到琥珀酰化大豆分离蛋白(SSPI)；(4)将SSPI用去离子水配置成浓度为4％(w/v)的溶液，然后将甜菜果胶(SBP)按照0.5％～2.5％(m/v)浓度分散于溶液中，磁力搅拌4h后90℃水浴加热30min，然后用流动水将溶液快速冷却至室温得到成胶液；(5)调整成胶液pH值至6.0，加入80～110nkat/g漆酶，混匀，40℃水浴孵育2h后置于4℃的环境中储存24h，形成稳定的双网络水凝胶。

实施案例1

将大豆分离蛋白(SPI)用去离子水配置成浓度为2％(w/v)的溶液，调悬浮液pH值至7.0，室温搅拌2h,得到SPI溶液；取SPI质量5％的琥珀酸酐缓慢加入到SPI溶液中，保持pH值8.0，室温搅拌2h得到混合液；将混合液放入4℃冰箱透析24h(透析袋截流分子量为7kDa)，6h更换一次蒸馏水，之后于-50℃下冷冻干燥24h后得到琥珀酰化大豆分离蛋白(SSPI)；将SSPI用去离子水配置成浓度为4％(w/v)的溶液，然后将甜菜果胶(SBP)按照1.5％(m/v)浓度分散于溶液中，磁力搅拌4h后90℃水浴加热30min，然后用流动水将溶液快速冷却至室温得到成胶液；调整成胶液pH值至6.0，加入100nkat/g漆酶，混匀，40℃水浴孵育2h后置于4℃的环境中储存24h，形成稳定的双网络水凝胶。

本发明方法制备的漆酶交联高持水性双网络水凝胶，持水性为87.78％，具有凝胶形成时间较长、透光度低、弹性较低、硬度低、粘附性低的特点。

实施案例2

将大豆分离蛋白(SPI)用去离子水配置成浓度为2％(w/v)的溶液，调悬浮液pH值至7.0，室温搅拌2h,得到SPI溶液；取SPI质量15％的琥珀酸酐缓慢加入到SPI溶液中，保持pH值8.0，室温搅拌2h得到混合液；将混合液放入4℃冰箱透析24h(透析袋截流分子量为7kDa)，6h更换一次蒸馏水，之后于-50℃下冷冻干燥24h后得到琥珀酰化大豆分离蛋白(SSPI)；将SSPI用去离子水配置成浓度为4％(w/v)的溶液，然后将甜菜果胶(SBP)按照1.5％(m/v)浓度分散于溶液中，磁力搅拌4h后90℃水浴加热30min，然后用流动水将溶液快速冷却至室温得到成胶液；调整成胶液pH值至6.0，加入100nkat/g漆酶，混匀，40℃水浴孵育2h后置于4℃的环境中储存24h，形成稳定的双网络水凝胶。

本发明方法制备的漆酶交联高持水性双网络水凝胶，持水性为90.73％，具有凝胶形成时间较短、透光度较高、弹性高、硬度大、粘附性适中的特点。

实施案例3

将大豆分离蛋白(SPI)用去离子水配置成浓度为2％(w/v)的溶液，调悬浮液pH值至7.0，室温搅拌2h,得到SPI溶液；取SPI质量20％的琥珀酸酐缓慢加入到SPI溶液中，保持pH值8.0，室温搅拌2h得到混合液；将混合液放入4℃冰箱透析24h(透析袋截流分子量为7kDa)，6h更换一次蒸馏水，之后于-50℃下冷冻干燥24h后得到琥珀酰化大豆分离蛋白(SSPI)；将SSPI用去离子水配置成浓度为4％(w/v)的溶液，然后将甜菜果胶(SBP)按照1.5％(m/v)浓度分散于溶液中，磁力搅拌4h后90℃水浴加热30min，然后用流动水将溶液快速冷却至室温得到成胶液；调整成胶液pH值至6.0，加入100nkat/g漆酶，混匀，40℃水浴孵育2h后置于4℃的环境中储存24h，形成稳定的双网络水凝胶。

本发明方法制备的漆酶交联高持水性双网络水凝胶，持水性为89.56％，具有凝胶形成时间较短、透光度低、弹性高、硬度较大、粘附性较大的特点。