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燕麦蛋白质与β-葡聚糖在不同体系中美拉德反应的研究

陈世超  
【摘要】:论文针对燕麦蛋白质与β-葡聚糖的相互作用,主要考察在不同条件下,二者基于接枝特性上的功能性质的变化,为燕麦蛋白质和β-葡聚糖的改性提供理论指导。 首先,分别制备燕麦蛋白质和β-葡聚糖,以此为原料,进行工艺研究。温度分别选择100℃和60℃,研究不同质比、反应时间和pH对反应的影响程度。以燕麦蛋白质中自由氨基的变化表示二者反应的接枝度,以颜色变化表示蛋白质和多糖反应导致的褐变程度。确定反应温度100℃时,pH 9,反应物比例为1:1(w/w),反应120 min时,为燕麦蛋白质与β-葡聚糖高温湿热反应工艺条件,此时接枝度为28.67 %。低温湿热反应时,工艺条件为60℃,pH 9,反应物比例为1:1(w/w),反应21天,此时接枝度为34.08 %。低温干热反应的工艺条件为60℃,pH 9,相对湿度79 %,反应21天,此时接枝度为29.47 %。 其次,研究各个工艺下,燕麦蛋白质和β-葡聚糖相互作用对功能性质的影响。结果表明,在最佳工艺下,各种功能性质有显著改善。高温(100℃)湿热条件下,溶解性、乳化性与乳化稳定性分别为原燕麦蛋白质的2.3倍、3倍与4倍。在低温(60℃)湿热反应时,功能性质也有不同程度的提高,但和高温相比,随时间变化缓慢。溶解度和乳化性分别为原蛋白质的2.6倍和2.9倍。低温干法条件下,溶解度和乳化性分别为原蛋白的2.0倍和3倍。 同时,研究燕麦蛋白质与β-葡聚糖的相互作用对复合物的流变性的影响。结果表明,加热后,燕麦蛋白质与β-葡聚糖复合物仍表现为假塑性流体,随着剪切速率升高而降低。同时,时间扫描显示,燕麦蛋白质与β-葡聚糖加热反应后,G′与G″几乎不随时间发生变化,产物比较稳定。频率扫描显示,在0.1 Hz~100 Hz频率范围内,样品的G′和G″均随频率的升高呈升高的趋势,复合物已形成较好的网络结构。同时,随着蛋白质浓度的增加,整个扫描区复合物的G’变大,这表明蛋白质增多,形成的网络结构更有利于抵抗破坏力。随着反应温度的提高,这种变化趋势更加显著。 论文对燕麦蛋白质和β-葡聚糖在高低温湿热状态下的接枝原理进行了初步探索。荧光发射波长扫描表明在湿热体系中,燕麦蛋白质与β-葡聚糖之间的结合为共价作用力。并且湿热反应产物的性质改善程度与反应程度密切相关。扫描电镜(SEM)研究发现,经湿热处理后,体系中的燕麦蛋白质-β-葡聚糖的复合产物均呈片状结构。并且,与高温时相比,低温长时间处理得到的复合物,结构紧密。这和性质变化相符合。氨基酸分析也表明低温长时间反应,蛋白质和多糖反应更加明显,这和接枝度变化及性质变化相吻合。


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