一种水溶性大豆分离蛋白/β-胡萝卜素复合物及制备方法

摘要

本发明属于功能性食品加工技术领域，公开了一种水溶性大豆分离蛋白/β-胡萝卜素复合物及制备方法。所述制备方法为：将大豆分离蛋白溶于蒸馏水中，得到10～60克/升的SPI溶液；将β-胡萝卜素溶于丙酮中，得到0.1～2克/升的β-胡萝卜素溶液；搅拌条件下将β-胡萝卜素溶液滴加到SPI溶液中，搅拌反应后得到混合溶液；蒸发除去混合溶液中的丙酮，加水稀释后冷冻干燥，得到水溶性大豆分离蛋白/β-胡萝卜素复合物。本发明的制备方法工艺简单、安全环保、原料成本低，所得产物大大改善了β-胡萝卜素在水相中的溶解性、生物可利用率及稳定性，在功能保健食品的开发中具有可观的应用前景。

说明书

技术领域

本发明属于功能性食品加工技术领域，具体涉及一种水溶性大豆分离蛋白/ β-胡萝卜素复合物及制备方法。

背景技术

现阶段研发功能性食品的主要途径是往食品中添加一些功能性因子，如纤 维素、低聚糖、维生素、氨基酸类等。β-胡萝卜素(β-carotene)属于类胡萝卜 素的一种，存在于很多果蔬之中。它不仅是合成维生素A的前体，还具有很多 有利人体健康的功效，如抗癌、抗氧化、预防心血管疾病和老年黄斑变性。因 此，β-carotene逐渐被公认为是一种良好的功能性成分，可作为配方添加到食品 中。但是，β-carotene不溶于水、室温条件下易结晶，只部分溶于油脂，这在很 大程度限制了它在食品中的应用，甚至降低了它的生物利用效率。另外， β-carotene对光、热、氧比较敏感，在食品生产、运输以及贮藏过程中容易发生 降解，存在贮藏稳定性差、营养容易流失等问题，这就进一步限制了它在食品 行业的应用。

针对β-carotene存在的以上问题，要实现对其保护并将其输送至所需消费者 的一种有效途径就是寻找合适的输送载体，将其吸附于载体上，形成粒径极小 的颗粒，以提高它的水溶解性和贮藏稳定性。而近些年备受关注的大豆蛋白因 其来源丰富、价格低廉、功能性好而日渐成为活性成分运输载体的一种不错选 择。常见的商用大豆蛋白制品主要有大豆分离蛋白(简称SPI)和大豆浓缩蛋白。 大豆蛋白的主要组成为7S和11S球蛋白，两者的分子量分别约为180和360千 道尔顿。在大豆分离蛋白中，此类球蛋白由于受酸-碱以及热处理等因素的影响 会发生一定的变性，因而往往以一种纳米絮凝颗粒形式存在，而且蛋白表面还 会表现出较强的疏水性质。而有研究表明一些疏水性化合物一旦与蛋白质形成 复合物，其在水相中的分散性或溶解度就会大大改善，而且其生物利用率也会 有所增加。基于此，充分利用优质的大豆蛋白资源，高效、低成本地制备适用 于食品加工的活性物质复合物，并了解产品的特征与形成机理，不仅对大豆蛋 白资源的开发有着重要的经济价值，而且对功能性因子在食品行业的应用也具 有相当重要的意义。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一 种水溶性大豆分离蛋白/β-胡萝卜素复合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的水溶性大豆分离 蛋白/β-胡萝卜素复合物。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种水溶性大豆分离蛋白/β-胡萝卜素复合物的制备方法，包括以下制备步 骤：

(1)将大豆分离蛋白(SPI)分散并溶解于蒸馏水中，得到质量浓度为10～60 克/升的SPI溶液；

(2)将β-胡萝卜素(β-carotene)溶解于丙酮中，得到质量浓度为0.1～2 克/升的β-carotene溶液；

(3)搅拌条件下将β-carotene溶液滴加到SPI溶液中，20～40℃温度下继续 搅拌反应6～20小时，得到混合溶液；

(4)蒸发除去混合溶液中的丙酮，加入蒸馏水稀释，得到稀释的混合液；

(5)将稀释的混合液除去不溶物后冷冻干燥，得到水溶性大豆分离蛋白/ β-胡萝卜素复合物。

优选地，步骤(1)中所述SPI溶液的质量浓度为20克/升；步骤(2)中所 述β-carotene溶液的质量浓度为0.3～0.6克/升。

优选地，步骤(1)中所述SPI溶液在使用前调节pH至7.0，并以9000rpm 速度离心10分钟，去掉不溶的蛋白。

优选地，步骤(2)中所述β-胡萝卜素是指纯度>96％的β-胡萝卜素，所述 的β-carotene溶液在使用前用0.45μm膜过滤掉不溶物。

优选地，步骤(3)中所述的β-胡萝卜素与大豆分离蛋白的混合搅拌温度为 25～30℃。

优选地，步骤(3)中所述β-carotene溶液与SPI溶液的体积比2:3。

优选地，步骤(4)中所述的蒸发是指在40℃温度下的蒸发；所述加入蒸馏 水稀释是指用蒸馏水将蒸发后的溶液稀释至蒸发前的体积。

优选地，步骤(5)中所述除去不溶物的方法为9000rpm速度离心15分钟。

一种水溶性大豆分离蛋白/β-胡萝卜素复合物，通过以上方法制备得到。

本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：

(1)本发明利用大豆分离蛋白的结构特性促进大豆分离蛋白与β-carotene 的结合，形成SPI/β-carotene复合物颗粒，可以大大提高β-carotene的水溶性和 稳定性；

(2)本发明的制备方法涉及的生产工艺简单、安全，适合于食品工业的应 用；

(3)本发明得到的的SPI/β-carotene复合物颗粒不仅可作为一种营养制品， 还可以作为添加剂广泛地应用于保健食品的开发。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。

实施例1

(1)常温下通过低速的搅拌手段，将SPI分散并溶解于蒸馏水中，搅拌持 续5小时，调节溶液pH至7.0，以9000rpm速度离心10分钟，去掉不溶的 蛋白，配制20克/升的SPI溶液；

(2)将β-carotene粉末溶解于丙酮中，用0.45μm膜过滤掉不溶物，配制 成浓度为0.3克/升的溶液；

(3)在匀速搅拌下，按照β-carotene溶液:SPI溶液＝2:3的体积比将 β-carotene溶液逐滴滴加到SPI溶液中，再置于25℃水浴锅中匀速搅拌反应6小 时，得到混合溶液；

(4)用旋转式蒸发仪除去混合溶液中的丙酮，其中加热温度为40℃(以1 分钟内溶液不再产生气泡作为丙酮蒸发完毕的信号)，用蒸馏水将蒸发后的溶 液稀释至蒸发前的体积，并置于通风橱中低速搅拌一段时间，以保证稀释液中 丙酮含量最少，得到稀释的混合液；

(5)以9000rpm速度离心稀释的混合液15分钟，除去一些不溶物，收集 上清液后进行冷冻干燥，即可得到SPI/β-carotene复合物。

在本实施例的条件下，得到的复合物的平均粒径为0.15μm，并且不含 β-carotene结晶；将该复合物配制成蛋白浓度为1％(w/v)的溶液，其β-carotene 的含量为1.37毫克/升；60℃高温下贮藏70小时，未结合的β-carotene完全降解， 而SPI/β-carotene复合物中的β-carotene保留率为35％；体外模拟消化结果发现， 经SPI复合后，β-carotene在消化液中可以达到完全释放。由此可见，β-carotene 与SPI复合后可提高β-carotene在水相中的溶解性、生物可利用率以及贮藏稳定 性。

实施例2

(1)常温下通过低速的搅拌手段，将SPI分散并溶解于蒸馏水中，搅拌持 续5小时，调节溶液pH至7.0，以9000rpm速度离心10分钟，去掉不溶的 蛋白，配制20克/升的SPI溶液；

(2)将β-carotene粉末溶解于丙酮中，用0.45μm膜过滤掉不溶物，配制 成浓度为0.6克/升的溶液；

(3)在匀速搅拌下，按照β-carotene溶液:SPI溶液＝2:3的体积比将 β-carotene溶液逐滴滴加到SPI溶液中，再置于30℃水浴锅中匀速搅拌反应12 小时，得到混合溶液；

(4)用旋转式蒸发仪除去混合溶液中的丙酮，其中加热温度为40℃(以1 分钟内溶液不再产生气泡作为丙酮蒸发完毕的信号)，用蒸馏水将蒸发后的溶 液稀释至蒸发前的体积，并置于通风橱中低速搅拌一段时间，以保证稀释液中 丙酮含量最少，得到稀释的混合液；

(5)以9000rpm速度离心稀释的混合液15分钟，除去一些不溶物，收集 上清液后进行冷冻干燥，即可得到SPI/β-carotene复合物。

在本实施例的条件下，得到的复合物的平均粒径为1.51μm，并且不含 β-carotene结晶；将该复合物配制成蛋白浓度为1％(w/v)的溶液，其β-carotene 的含量为2.53毫克/升；60℃高温下贮藏70小时，未结合的β-carotene完全降解， 而SPI/β-carotene复合物中的β-carotene保留率为30％；体外模拟消化结果发现， 经SPI复合后，β-carotene在消化液中可以达到完全释放。由此可见，β-carotene 与SPI复合后可提高β-carotene在水相中的溶解性、生物可利用率以及贮藏稳定 性。

实施例3

(1)常温下通过低速的搅拌手段，将SPI分散并溶解于蒸馏水中，搅拌持 续5小时，调节溶液pH至7.0，以9000rpm速度离心10分钟，去掉不溶的 蛋白，配制20克/升的SPI溶液；

(2)将β-carotene粉末溶解于丙酮中，用0.45μm膜过滤掉不溶物，配制 成浓度为1.8克/升的溶液；

(3)在匀速搅拌下，按照β-carotene溶液:SPI溶液＝2:3的体积比将 β-carotene溶液逐滴滴加到SPI溶液中，再置于25℃水浴锅中匀速搅拌反应20 小时，得到混合溶液；

(4)用旋转式蒸发仪除去混合溶液中的丙酮，其中加热温度为40℃(以1 分钟内溶液不再产生气泡作为丙酮蒸发完毕的信号)，用蒸馏水将蒸发后的溶 液稀释至蒸发前的体积，并置于通风橱中低速搅拌一段时间，以保证稀释液中 丙酮含量最少，得到稀释的混合液；

(5)以9000rpm速度离心稀释的混合液15分钟，除去一些不溶物，收集 上清液后进行冷冻干燥，即可得到SPI/β-carotene复合物。

在本实施例的条件下，得到的复合物的平均粒径为3.31μm，并且不含 β-carotene结晶；将该复合物配制成蛋白浓度为1％(w/v)的溶液，其β-carotene 的含量为3.06毫克/升；60℃高温下贮藏70小时，未结合的β-carotene完全降解， 而SPI/β-carotene复合物中的β-carotene保留率为20％；体外模拟消化结果发现， 经SPI复合后，β-carotene在消化液中可以达到完全释放。由此可见，β-carotene 与SPI复合后可提高β-carotene在水相中的溶解性、生物可利用率以及贮藏稳定 性。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。