[发明专利]一种甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂及其制备方法，该复合乳化剂采用在静电结合基础上共价交联的制备方法制得。

背景技术

甜菜是在世界范围内被广泛种植的糖料作物，其副产物甜菜粕产量巨大，但这些甜菜粕仅用作饲料使用，未能充分利用，造成了严重的资源浪费和环境污染。

甜菜果胶是甜菜粕的主要成分，其含量约占甜菜粕总质量的25％。甜菜果胶主链为半乳糖醛酸，侧链上还原糖含量较多，此外，甜菜果胶还包括含量较高的蛋白质和乙酰化基团，赋予了其良好的乳化性质。

乳化剂是目前使用量最多的一种食品添加剂，全世界年耗用量在25万吨以上。但甜菜果胶作为乳化剂，由于其在油水界面的吸附率只有0.2～0.3％，使得其乳化稳定性较差，这成为限制甜菜果胶被广泛应用的重要因素。

蛋白质作为食品中常用的乳化剂，具有良好的亲水亲油性，但由于其对离子、温度等条件较为敏感，影响了其乳化稳定性。

通过将多糖和蛋白质结合的方式，利用二者的互补性，既可以提高复合物的亲水亲油性，又能达到提高乳化稳定性的效果。目前常用的多糖和蛋白质的结合方式包括：静电结合和共价交联，其中共价交联又分为酶促交联反应和美拉德反应。

甜菜果胶作为阴离子多糖(Zeta-电位约为-40mV左右)，在合适的pH条件下可与蛋白质发生静电结合。同时，甜菜果胶侧链上丰富的还原糖可作为美拉德反应底物，又有含量相对较高的阿魏酸基团连接于阿拉伯呋喃糖的C-2和吡喃半乳糖的C-6位，可作为酶促交联反应的重要位点。

发明内容

本发明在于提供一种甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂，通过静电结合基础上共价交联(酶促交联反应和美拉德反应)制备甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂，从而提高甜菜果胶的乳化性质，扩大应用范围。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂，该复合乳化剂包括甜菜果胶和蛋白质，其组成成分按质量百分比为：甜菜果胶:蛋白质为1:4-4:1，所述甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂采用在静电结合基础上共价交联的制备方法制得。

所述蛋白质为牛血清白蛋白、酪蛋白酸钠或乳清分离蛋白中的一种。

一种甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂的制备方法，包括如下步骤：

a)制备甜菜果胶和蛋白质的静电结合产物

将甜菜果胶和蛋白质混合后加入到水中，甜菜果胶和蛋白质的组成成分按质量百分比为：甜菜果胶:蛋白质为1:4-4:1，室温搅拌至甜菜果胶和蛋白质完全溶解，冻干磨粉，得到甜菜果胶和蛋白质的静电结合产物；

b)采用共价交联制备甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂

共价交联的方式为酶促交联反应或美拉德反应；

当共价交联的方式为酶促交联反应时，包括如下步骤：

将步骤a中制备的甜菜果胶和蛋白质的静电结合产物加入到水中，搅拌至完全溶解，配制成甜菜果胶和蛋白质的静电结合产物溶液，将漆酶加入到甜菜果胶和蛋白质的静电结合产物溶液中，使每克甜菜果胶和蛋白质的静电结合产物中酶活为50-500U，水浴加热后，浓缩冻干，得到甜菜果胶和蛋白质的酶促交联反应产物，即为甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂；

当共价交联为美拉德反应时，包括如下步骤：

将步骤a中制备的甜菜果胶和蛋白质的静电结合产物加热后，取出冻干，得到甜菜果胶和蛋白质的美拉德反应产物，即为甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂。

步骤a中，将甜菜果胶和蛋白质混合后加入到水中，用NaOH或HCl溶液调节pH到2～7。

步骤b中，当共价交联的方式为酶促交联反应时，用自由基清除能力测试法测定在甜菜果胶和蛋白质的静电结合产物溶液中的漆酶酶活。

步骤b中，当共价交联的方式为酶促交联反应时，水浴温度为20-50℃，加热时间为1-20h。

步骤b中，当共价交联方式为美拉德反应时，加热温度为40-140℃，加热时间为2-10h。

步骤b中，当共价交联方式为美拉德反应时，加热温度为60-95℃。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂加工过程简便、效率高；

2、本发明的甜菜果胶和蛋白质复合乳化剂有效提高了甜菜果胶在不同环境条件下的乳化性质，如不同pH值、NaCl或CaCl₂离子溶液、不同温度，拓宽了其利用范围。

附图说明

图1a为在添加漆酶后，本发明实施例1甜菜果胶中的阿魏酸含量随时间的变化图。