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改性对大豆分离蛋白组分凝胶稳定性影响的研究

于莉萍  
【摘要】:大豆分离蛋白(Soy Protein Isolate, SPI)具有丰富的营养价值和重要的功能性质,在食品工业中应用广泛。而在所有的功能性质当中,凝胶性能是大豆分离蛋白在食品工业中应用非常广泛,也是非常重要的性能之一,它不仅可用来形成固态粘弹性凝胶,而且还能增稠,提高吸水性和颗粒粘结作用,改善乳状液泡沫的稳定性等。但大豆分离蛋白在贮藏、运输尤其是海洋运输时凝胶稳定性较差,给企业带来巨大损失。因此,生产出凝胶稳定性好的大豆分离蛋白是企业亟待解决的问题。 大豆分离蛋白中的7S和11S是对凝胶性产生影响的两种球蛋白。本试验分别研究了氯化镁、氯化钠、壳聚糖、黄原胶、木糖和三聚磷酸钠对7S、11S蛋白凝胶性质的影响。其中对7S的凝胶强度影响顺序为:0.2%三聚磷酸钠3%木糖0.2%壳聚糖0.02%氯化镁0.05%氯化钠0.15%黄原胶;对11S凝胶强度影响的顺序为:4.5%木糖0.3%三聚磷酸钠0.2%壳聚糖0.02%氯化镁0.05%氯化钠0.15%黄原胶。 根据不同改性对7S、11S凝胶性影响的研究结果,选取糖基化和磷酸化分别对这两种蛋白进行工艺优化。在糖基化改性试验中,利用响应面分析法优化出7S的反应条件为:糖添加量3%,反应时间40min,反应温度70℃。获得的糖基化7S的凝胶强度为139.93g/cm2,是未改性7S的2.23倍,糖基化程度为20.36%。11S的反应条件为:糖添加量4%,反应时间50min,反应温度80℃。糖基化11S的凝胶强度达到234.52g/cm2,是未改性11S的2.8倍,糖基化程度为23.82%。 在磷酸化改性试验中,利用响应面分析法优化出7S的反应条件:STP用量0.3%,加热时间4h,加热温度35℃,磷酸化7S的凝胶强度为113.67g/cm2,是未改性的1.81倍,其磷酸化程度为19.32mg/g。11S的反应条件:STP用量0.4%,加热时间4h,加热温度40℃。得出的磷酸化11S的凝胶强度213.93g/cm2,是未改性的2.54倍,其磷酸化程度为28.05mg/g。 在试验选取的两种改性方法中,糖基化改性蛋白的凝胶强度大于磷酸化改性的样品。两种改性处理的蛋白表现出了不同的凝胶网络结构。DSC分析结果表明,糖基化改性降低了蛋白的热焓值,能提高蛋白的热稳定性。选择糖基化改性的7S、11S进行不同比例的配比,随着混合蛋白中11S含量的增加,蛋白的凝胶硬度逐渐增大,在11S占90%时获得最大硬度,将此大豆分离蛋白记为7S/11S配比SPI。 对糖基化7S、11S和7S/11S配比SPI进行6个月的贮藏实验,测定了贮藏过程中蛋白的氮溶解指数(NSI)、凝胶强度、蛋白中巯基和二硫键的含量以及表面疏水性的变化。将糖基化处理的7S、11S分离蛋白与未经处理的蛋白进行比较,发现糖基化能良好地抑制不利于凝胶形成的蛋白质变化,在六个月贮藏期间凝胶强度分别下降32.65%,38.44%,和36.87%凝胶强度仍达92.52g/cm2,137.65g/cm2和156g/cm2,显著高于对照样品。糖基化改性可以提高大豆分离蛋白组分的凝胶稳定性。


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