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高蛋白高糖中间水分食品储藏稳定性的研究

张轩  
【摘要】:高蛋白中间水分食品具有良好的营养性和功能性,因而被广泛应用于军事、航空、运动营养等食品领域的研制开发中。但是,这类食品在储藏过程中的品质极易发生变化,严重限制了此类食品的货架期。因此,研究该类食品储藏过程中品质劣化的影响因素及其作用机理,对于该类食品的产品开发和市场拓展具有重要的实际意义。 本课题选用高蛋白中间水分食品中最常用的三种原料蛋白质(酪蛋白酸钠、大豆蛋白和乳清蛋白)构建高蛋白中间水分食品模型体系,以研究不同蛋白质类型对模型体系储藏过程中品质的影响。同时,我们分别在上述蛋白体系中加入还原性的果糖和非还原性的山梨醇,以探讨美拉德反应在其品质劣变过程中的作用。 本研究在乳清蛋白、大豆蛋白和酪蛋白酸钠这三种蛋白粉中加入水、甘油,以及果糖或山梨醇,分别搅拌均匀后制成高蛋白中间水分食品模型体系。各体系样品在45℃下储藏48天,通过多种手段监测样品在储藏过程中的品质变化,其中包括:①使用水分活度仪监测样品水分活度的变化情况;②使用色差计、质构仪和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分别监测样品在储藏过程中颜色、硬度以及风味物质的变化情况;③使用OPA法监测有效赖氨酸含量的变化,以评估美拉德反应引起的营养损失;④使用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜观察各体系样品的微结构,并比较其差异;⑤使用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析可溶性蛋白(样品在SDS溶液中溶解后的上清液)的组成。 研究结果表明,上述体系的大部分样品在储藏过程中均发生了质构变硬、颜色加深以及有效赖氨酸损失;其中,加入果糖的模型体系品质劣化程度明显高于加入山梨醇的模型体系。加入果糖的样品在储藏过程中其色泽变化和有效赖氨酸损失的剧烈程度为:乳清蛋白>酪蛋白酸钠>大豆蛋白,与储藏后期的质构变化程度一致。三种蛋白体系样品的微观结构存在很大差异,乳清蛋白体系为均一状态,并且在储藏过程中保持稳定;酪蛋白体系中蛋白交联形成网络状结构;而大豆蛋白体系在储藏过程中始终保持颗粒状结构。此外,所有样品的蛋白质溶解度均随储藏时间延长而逐渐降低,三种蛋白体系的山梨醇组的溶解度均大于相应的果糖组;由此推测,美拉德反应的发生可能是导致果糖组样品的蛋白质溶解度降低的重要因素。蛋白电泳的结果表明:①在大部分样品中存在二硫键结合(或氧化聚集)的大分子可溶性蛋白;②果糖组样品在储藏后期,部分蛋白条带模糊融合(蛋白分子聚集导致)或消失(蛋白分子聚集后不溶,主要出现在大豆蛋白组),部分蛋白条带上移(糖基化导致);③果糖组样品在储藏后期,存在无法用β-巯基乙醇解聚的大分子蛋白(推测为美拉德反应产物)。 本文通过对比分析山梨醇和果糖两组模型体系在储藏过程中品质的变化,揭示了美拉德反应在高蛋白中间水分食品品质变化过程中所起的作用,并研究了不同蛋白组成对模型体系品质的影响。研究结果对于高蛋白中间水分食品的研制开发具有重要的理论和实际意义。


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