[发明专利]一种利用反溶剂沉积快速调控水分活度制备美拉德反应产物的方法

说明书

本发明提供了一种利用反溶剂沉积快速调控水分活度制备美拉德反应产物的方法，首先，将多糖与加水润湿后的蛋白质混合均匀，得预混料；将无水乙醇加入到预混料中，搅拌混匀，静置，移除上清液，即可得到调整水分活度的沉积物；再将沉积物密封后加热，进行美拉德反应，即可。与现有技术相比，本发明通过水醇法准确快速调控蛋白质和多糖美拉德反应体系的最佳水分活度范围0.2‑0.8，有效解决了干热法需要长时间调整水分活度以及湿热法底物浓度受限的问题，以近似干热法的底物高浓度和湿热法的高热传导效率，实现高反应速率、低能耗和少废水排放量；本发明中的乙醇可以回收循环使用，有利于降低生产成本，体现了美拉德反应工艺过程中节能减排工程设计的理念。

技术领域

本发明属于食品科学，具体设计一种利用反溶剂沉积快速调控水分活度制备美拉德反应产物的方法。

背景技术

美拉德反应又称非酶褐变反应，本质上是羰氨间的缩合反应，1912年法国化学家Maillard Louis Camille首先报道了这一现象。1953年，Hodge正式命名该反应为美拉德反应，并首次报道了美拉德反应途径的复杂网络系统图。美拉德反应不仅影响食品的色香味，还可提高产品质量的稳定性。美拉德反应显著提高蛋白质的功能特性，如溶解性、耐热性、乳化性、起泡性、抗氧化性、成膜性等，溶解性是蛋白质功能特性的基础，而稳定性决定蛋白质产品的质量品质。但目前传统的美拉德反应产物制备方法存在能耗高、废水排放量大的问题，限制了美拉德反应产物的生产和广泛应用。

美拉德反应主要有两种方法：干热法和湿热法。干热法是将蛋白质和多糖分别溶解在水中或缓冲液中，两者混合均匀后冷冻干燥，然后在一定温度(通常60℃)和相对湿度(79％)条件下反应，反应时间从几小时到几周，这主要依赖于蛋白质和多糖的种类和性质。干热法美拉德反应难以控制在初始阶段容易导致过度褐变，同时反应过程能耗高和废水排放量大，不符合工业生产对节能减排的要求。湿热法是将蛋白质和多糖溶液调整至合适pH，然后在水浴或油浴中加热，以冰水浴结束反应。相对于干热法，湿热法采用更高的反应温度，可以将反应时间缩短至几个小时以内，且容易将反应停止在初始阶段，但也存在反应底物浓度较低，脱水干燥过程能耗高、废水排放量大的问题。两种方法制备获得的蛋白质-多糖共价接枝物的功能性质并无显著差异，但是都存在能耗高、废水排放量大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用反溶剂沉积快速调控水分活度制备美拉德反应产物的方法，通过水醇法准确快速调控蛋白质和多糖美拉德反应体系的最佳水分活度范围，有效解决了干热法需要长时间调整水分活度以及湿热法底物浓度受限的问题，以近似干热法的底物高浓度和湿热法的高热传导效率，实现高反应速率、低能耗和少废水排放量；本发明中的乙醇可以回收循环使用，有利于降低生产成本，体现了美拉德反应工艺过程中节能减排工程设计的理念。

本发明具体技术方案如下：

一种利用反溶剂沉积快速调控水分活度制备美拉德反应产物的方法，包括以下步骤：

1)将多糖与加水润湿后的蛋白质混合均匀，得到水化的蛋白质和多糖预混料；

2)将无水乙醇加入到预混料中，搅拌混匀，静置，移除上清液，即可得到调整至目标水分活度的沉积物；

3)再将沉积物密封后加热，进行美拉德反应，反应后产物经自然晾干或加热干燥，即得到蛋白质-多糖美拉德反应接枝物。

步骤1)中加水润湿后蛋白质是指：将蛋白质加水润湿，以调整其水分含量；蛋白质湿润所加的水为使用0.1mol/L醋酸(食品级)或0.1mol/L碳酸钠(食品级)调整至pH 5.0-10.0的水溶液，加水后与蛋白质混合10-15min。美拉德反应的最佳pH通常在5.0-10.0的范围。使用的醋酸或碳酸钠为食品级，使用食品级酸碱试剂调整水的pH，以满足食品工业对安全性的需求。

步骤1)中蛋白质和多糖质量比1:1～1:6；此质量比中所述的蛋白质是指润湿之前的蛋白质的质量。