摘 要：本发明公开了一种提高亚麻籽分离蛋白起泡性的方法，所述方法包括如下步骤：(1)亚麻籽分离蛋白的提取(2)进行超声处理；(3)进行超声协同pH偏移处理；(4)将所有样品pH调至7；(5)冷冻干燥后得到处理后的亚麻籽分离蛋白。该方法可以有效提高泡沫性能，起泡性提高了223％，泡沫稳定性提高了150％，使其泡沫大小逐渐趋于均一化，泡沫直径更小，有利于气泡的长期稳定，赋予食品良好的质构、稳定性和加工特性，从而拓宽亚麻籽蛋白在蛋糕、啤酒及面包等食品中的应用。
技术要点
1.一种提高亚麻籽蛋白起泡性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)亚麻籽分离蛋白的提取；
(2)进行超声处理；
(3)进行超声协同pH偏移处理；
(4)将所有样品pH调至7；
(5)冷冻干燥后得到处理后的亚麻籽分离蛋白。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚麻籽分离蛋白溶液的浓度为0.1?10mg/mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚麻籽分离蛋白溶液的水合时间为12?24h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，超声处理的条件为：时间20min，频率240W，脉冲周期为4s开2s关。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，pH偏移为1和12。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，调节pH采用1mol/L的HCl和NaOH。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应后进行冷冻干燥。
8.权利要求1?7任一项所述的方法获得的亚麻籽蛋白，其起泡特性得到显著改善。
技术领域
本发明属于特色油料蛋白开发领域，具体涉及一种提高亚麻籽蛋白起泡性的方法。
背景技术
食品中具有发泡特性的一大类物质多来自于蛋白质，其中牛乳蛋白(酪蛋白和乳清蛋白)和鸡蛋蛋白(卵清蛋白和溶菌酶)以其优异的发泡特性而广泛应用于食品系统，然而由于部分人群对乳糖不耐受以及人们对健康饮食的追求和对环境问题的日益重视，近年来植物蛋白泡沫特性的研究受到广泛关注。
亚麻籽蛋白具有较高水平的疏水性氨基酸和含硫性氨基酸，有序的二级结构、可调的结构性质和可接受的界面行为，这些特性使其具有有效稳定食品乳液和泡沫的潜力。然而，由于目前工业上普遍采用湿法工艺提取亚麻籽蛋白，以最大限度地提高产品中的蛋白质产量和纯度，却难以保留其固有的结构特征，因此导致其表现出较差的发泡性能。
超声技术可以通过空化作用破坏蛋白质肽键，诱导亚基的解离和聚集，从而导致蛋白质结构发生改变，进而影响蛋白质的溶解性、乳化性、起泡性等性质。
pH偏移处理是蛋白质改性中一种简单、高效的化学方法。当蛋白质暴露在远离蛋白质等电点的极端碱性或酸性pH条件下时，蛋白质之间静电斥力的增加会导致蛋白质分子的部分展开；然后将溶液pH调整回7，蛋白质结构重新折叠，形成一种更灵活的结构，称为“熔融状态”。这种展开和折叠过程有效改变了蛋白质的结构和功能特性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的技术的不足之处，提供一种提高亚麻籽蛋白起泡性的方法,最终实现对亚麻籽蛋白体系发泡性能的调控与改善，促进亚麻籽蛋白在以界面为主导的食品系统中的广泛利用，提高脱脂亚麻籽粕的附加值。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
(1)一种提高亚麻籽蛋白起泡性的方法，主要步骤如下：
(2)亚麻籽分离蛋白的提取；
(3)进行超声处理；(4)进行超声协同pH偏移处理；
(5)将所有样品pH调至7；
(6)冷冻干燥后得到处理后的亚麻籽分离蛋白；
进一步的限定,所述亚麻籽分离蛋白溶液的浓度为0.1?10mg/mL。
进一步的限定,所述亚麻籽分离蛋白溶液的水合时间为12?24h。
进一步的限定，所述超声处理的条件为：时间20min，频率240W，脉冲周期为4s开2s关。
进一步的限定，所述亚麻籽分离蛋白pH偏移为1和12。进一步的限定，所述反应后进行冷冻干燥。
本发明提供上述方法所制得的亚麻籽蛋白，起泡性得到显著提高。
本发明的有益效果为：
(1)在本发明中，采用极端碱性协同超声处理FPI后，提高了电位，减小了粒径、表面张力、表观粘度；这种理化性质的改变有利于其在气?水界面的扩散，使其起泡性得到显著提升
(2)在本发明中，FPI经过改性后，泡沫大小逐渐趋于均一化，泡沫直径更小，气泡保持较小的尺寸，有利于气泡的长期稳定；
(3)本发明中制备得到的FPI，对泡沫食品的发展有重要意义，为其他植物食用蛋白在泡沫食品的研究提供指导。
附图说明
图1为超声协同pH偏移处理FPI起泡性及泡沫稳定性。
图1
图2为超声辅助pH偏移处理FPI的平均粒径(A)、ζ?电位(B)。
图2
图3为超声协同pH偏移处理FPI在气/液界面上吸附的表面张力(γ)随吸附时间(t)的变化。
图3
图4为超声协同pH偏移处理的FPI泡沫随时间变化的微观结构图像。
图4
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
采用传统的碱溶酸沉法提取亚麻籽分离蛋白(FPI)。称取适量FPI粉末溶于去离子水中，室温下搅拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃条件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。对溶液进行真空冷冻干燥，研磨得到FPI粉末。对FPI进行超声处理(频率为240W，脉冲周期为4s开2s关)，25℃搅拌1h，得到UFPI。
实施例2
采用传统的碱溶酸沉法提取亚麻籽分离蛋白(FPI)。称取适量FPI粉末溶于去离子水中，室温下搅拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃条件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。对溶液进行真空冷冻干燥，研磨得到FPI粉末。用1mol/L HCl或1mol/LNaOH调节将FPI的pH调为1，25℃搅拌1h，再将pH调为7，得到FPI?1。
实施例3
采用传统的碱溶酸沉法提取亚麻籽分离蛋白(FPI)。称取适量FPI粉末溶于去离子水中，室温下搅拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃条件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。对溶液进行真空冷冻干燥，研磨得到FPI粉末。用1mol/L HCl或1mol/LNaOH调节将FPI的pH调为12，25℃搅拌1h，再将pH调为7，得到FPI?12。
实施例4
采用传统的碱溶酸沉法提取亚麻籽分离蛋白(FPI)。称取适量FPI粉末溶于去离子水中，室温下搅拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃条件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。对溶液进行真空冷冻干燥，研磨得到FPI粉末。对FPI进行超声处理(频率为240W，脉冲周期为4s开2s关)，25℃搅拌1h，然后用1mol/L HCl或1mol/LNaOH调节将FPI的pH调为1，25℃搅拌1h，再将pH调为7，得到UFPI?1。
实施例5
采用传统的碱溶酸沉法提取亚麻籽分离蛋白(FPI)。称取适量FPI粉末溶于去离子水中，室温下搅拌1h，使FPI充分溶解，之后在4℃条件下水合12h，得到FPI溶液(10mg/mL)。对溶液进行真空冷冻干燥，研磨得到FPI粉末。对FPI进行超声处理(频率为240W，脉冲周期为4s开2s关)，25℃搅拌1h，然后用1mol/L HCl或1mol/LNaOH调节将FPI的pH调为12，25℃搅拌1h，再将pH调为7，得到UFPI?12。
对比例
不进行超声及pH偏移处理的FPI。
试验例
起泡性(FC)和泡沫稳定性(FS)测定方法：量取20mL FPI溶液(10mg/mL)于圆柱形玻璃容器中，室温下采用高速分散机8000rpm搅打2min。
FA＝V1/20×100％FS30min＝V2/V1×100％
制备泡沫时记录t＝2min时泡沫体积记为V1，t＝30min时泡沫体积计算为V2。
平均粒径和ζ?电位的测定方法：将10mg/mL的FPI溶液样品用磷酸盐缓冲液(10mol/L，pH7.4)稀释至0.1mg/mL后装入比色皿，使用马尔文粒度及电位分析仪测定平均粒径分布和ζ?电位，所有测量均在25℃下进行，重复三次。
表面张力测定方法：使用悬滴法在室温(20℃)下进行测定，将完全溶解的FPI样品(10mg/mL)加入微型进样针管中，使用视频光学角仪监测FPI样品在5μL恒定滴落体积下持续1200s的动态表面张力。
光学显微镜测定方法：制备新鲜泡沫，吸取70μL泡沫置于载玻片上，并盖上盖玻片。选取10×的物镜对其进行观察，记录泡沫在2、30min的微观结构变化。
激光共聚焦显微镜测定方法：利用激光共聚焦显微镜(CLMS)对FPI样品泡沫进行观察。首先将FPI样品(10mg/mL)用罗丹明B(0.02％，w/v)进行标记，其后按照3.1.1的方法制备泡沫。吸取70μL泡沫放置在载玻片上，盖上盖玻片。物镜倍数为10×，激发波长为540nm。
对实施例1～5和对比例1的起泡能力、粒径、电位、表面张力进行测定，判定其发泡性能是否增强，并对复合物进行微观结构测定，结果如表1所示。
表1
从表中可以看出，实施例5起泡性最高，同时泡沫稳定性也优于其他组，证明处理条件为超声时间15min，超声功率240W且pH为12的时为最优组。相比于对照组，该组粒径更小、起泡性、泡沫稳定性、电位及表面张力更高，进一步佐证了本发明方法制备得到蛋白具有良好起泡性能。
图1为实验例1～5及对比例的起泡性及泡沫稳定性图。由图1可以看出，UFPI?12的起泡性及稳定性最高。
图2为实验例1～5及对比例的平均粒径及电位图。由图2可以看出，UFPI?12的粒径最小且电位更高。
图3为实验例1～5及对比例的表面张力图。由图3可以看出，UFPI?12的表面张力最低。
图4为实验例1～5及对比例的表面张力图。由图4可以看出，UFPI?12的泡沫性质最佳。
综上所述，极端碱性(pH12)条件下，pH的变化显著改善了FPI的溶解性，而超声的使用进一步强化了这一变化。FPI的泡沫特性主要取决于其平均粒径、ζ?电位、表面张力等理化性质和微观结构。揭示了pH偏移过程中蛋白质的结构变化，同时极端碱性pH(12)条件下的蛋白质更容易受到超声等物理力的影响，因此超声和碱性pH偏移的联合使用可导致FPI的结构?泡沫特征发生了最大的变化。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
文章摘自国家发明专利，一种提高亚麻籽蛋白起泡性的方法，发明人：吴瑕，陈雅晴，赵奥，甘文蝶，杜佳洺，刘念，申请号：202411216084.2，申请日：2024.09.02.
