本技术属于食品化学技术领域,揭示了果胶、黄原胶或结冷胶在血红蛋白脱色中的创新应用,并提出了一种新型的食源性多糖脱色方法。该方法以高效、环保为特点,不仅能够保持蛋白质的完整结构和功能特性,而且使用的食品级多糖作为脱色剂,避免了有机试剂的使用,降低了原料成本且确保了天然无害。本发明的脱色工艺流程简便、环保,生产效率高,无需特殊设备,适合工业化大规模生产。脱色后蛋白溶液的蛋白质脱色率可达94.95%,蛋白回收率高达90.55%,为食品行业提供了优质的蛋白资源。
背景技术
我国是畜禽养殖大国,产量稳居世界前列,2022年主要牲畜超过11.2亿头,禽类超过118.3亿只。血液大约占畜禽体重的6%-8%,去除大约80%的水分后,剩余物质中绝大部分是蛋白质,所以是一种丰富的蛋白质来源,其中以血红蛋白为主,占血液干重的约65%。因此,我国畜禽血液年产量估计为1120万吨,每年可产生157万吨血红蛋白。除了高产,血红蛋白还具有氨基酸比例均衡的优点,被认为是一种高质量的蛋白质资源。然而,除了血豆腐和黑布丁等菜肴外,大部分血液并不被人类食用,而是用作动物饲料或肥料,甚至被大规模丢弃,浪费资源,处理不当还会污染环境。面对全球蛋白质短缺的问题,将血红蛋白用于食品应用具有重要意义。
血红蛋白在食品应用中面临两大挑战。其中一个是颜色过深的问题,这主要是血红蛋白中血红素基团导致。颜色是食品的重要感官指标,目前用血液制成的食品充分利用了血红蛋白的深红色,但是,反过来也限制了其在食品中的添加量和应用场景。第二个限制是血红素的摄入量。血红蛋白是有四条多肽链的四聚体,每条链上连接着一个血红素基团。因此,血红蛋白的摄入量受血红素摄入上限的约束。尽管血红素具有广泛的生物学功能,包括氧气运输、铁储存和电子传递,但过量摄入会生成活性氧(ROS),导致细胞和组织损伤,这意味着需要严格控制血红素的摄入。如果血红素和脱色血红蛋白可以分离并按需使用,上述问题就可以得到解决。
目前已开发的脱色方法,包括有机试剂提取、羧甲基纤维素吸附、过氧化氢氧化和酶解,都有不足之处,具体表现为:
1.有机试剂提取是基于酸化有机试剂(如丙酮)中血红素和蛋白质的溶解度差异,可能会在提取的蛋白质中留下有机试剂残留物,并且蛋白质回收率相对较低。
2.羧甲基纤维素吸附则是根据羧甲基纤维素对血红素和蛋白质的吸附特异性差别实现分离。该方法涉及加热处理,可能会改变蛋白质的活性和结构。
3.过氧化氢氧化是利用氧化剂裂解卟啉环以达到降解血红素的目的,但可能同时伴随着含硫氨基酸的氧化,影响蛋白质的功能性。因此,过氧化氢处理条件苛刻。
4.酶解通过蛋白酶分解血红蛋白,使血红素暴露并脱离多肽链,从而分离血红素与蛋白质。但是,得到的脱色血红蛋白是不同分子量的多肽混合物,不是完整结构的蛋白质,以至于起泡性、凝胶性等原本的蛋白质功能特性丧失。
综上所述,为避免现有工艺存在的问题,需要开发一种高效、绿色且保留蛋白完整结构与功能特性的血红蛋白脱色方法。
实现思路