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物理预处理—蛋白酶控制水解联合改性对大豆分离蛋白功能特性的影响研究

陈林  
【摘要】:大豆蛋白由于产量高、营养丰富、价格便宜而受到了广泛的关注,但其功能特性较差,严重限制了其在食品中的应用。本论文研究了双螺杆挤压和超声波两种物理预处理手段对SPI酶解过程和酶解产物功能特性的影响,然后进一步研究改性产物的理化性质、界面性质和结构,着眼于形成大豆蛋白质改性的新方法,期望发现“加工方法—结构变化—功能特性”之间的关系,为功能性大豆蛋白系列产品的开发提供理论和方法的指导。 研究了不同温度的挤压预处理对SPI酶解过程和酶解产物功能特性的影响。结果发现与SPI相比,ESPIH-120?160℃对Pan和Pap的酶解敏感性都增强了,其中ESPI-140℃的酶解敏感性最好。挤压预处理-蛋白酶水解联合改性可以显著改善SPI的PR,效果比单纯酶解改性好。ESPIH-140℃-Pan的PR在一定DH范围内(DH=8.0–10.0%)达到90%左右,且其NSI值在pH=3?11范围内具有较好的稳定性。ESPIH-140℃-Pap的最大PR值为80.6%,但NSI值在等电点(pH=4.5)附近明显下降。挤压预处理-蛋白酶水解联合改性不能改善SPI的热诱导凝胶性能。在本论文中,制备乳状液(20% v/v葵花籽油,pH=7.0)的乳化剂浓度为1.6%(w/v),在此条件下SPI形成的乳状液具有较大的平均粒径(d43≈30.9μm)。挤压预处理-Pan酶解联合改性能够显著改善SPI的乳化能力,效果比单纯Pan酶解改性好。其中ESPIH-140℃-Pan在DH=8.0?9.1%时制备的乳状液的平均粒径(d43=2.0μm)为所有样品中最小。而挤压预处理-Pap酶解联合改性不能改善SPI的乳化能力。 ESPI-140℃对Pan的敏感性提高,酶解变得强烈而广泛,使酶解产物的水解度(DH)、氮溶指数(NSI)、分子量分布、表面疏水性(H0)和二级结构都发生了显著的变化。在本论文所采用的条件下,SPI和SPIH-Pan制备的乳状液在均质过程中发生了桥联絮凝,在21天的静置贮存期间内出现了乳析;而ESPIH-140℃-Pan-9.1%能够制备出粒径细小的乳状液,该乳状液在贮存期间具有良好的对抗乳析和液滴聚集的稳定性。与对照SPI和SPIH-Pan-1.0%相比,ESPIH-140℃-Pan-9.1%界面活性较低;但具有较高的Fad(s67.6%)和较小的Гsat(2.8 mg/m2)。SPIH-Pan乳状液和ESPIH-140℃-Pan乳状液的|ζ|-电势都大于25 mV,具有良好的静电排斥效果。蛋白溶解性显著提高和分子柔性的增大是ESPIH-140℃-Pan-9.1%乳化能力改善的主要原因。 研究了不同功率的超声预处理对SPI酶解过程和酶解产物功能特性的影响。结果发现超声预处理能够使分散液中蛋白颗粒粒径减小。与SPI相比,USPI-200?600W对Pan和Pap的酶解敏感性都增强了,其中USPI-400W和USPI-600W的酶解敏感性较好。超声预处理-蛋白酶水解联合改性可以显著改善SPI的PR,效果比单纯酶解改性好。USPIH-400W-Pan-11.8%和USPIH-400W-Pap-2.9%的PR值分别为84.7%和86.1%,在中性和碱性条件下具有较高的NSI值;在酸性条件下,NSI值会显著下降。USPIH-400W-Pap-2.9%的等电点向酸性方向偏移,位于pH 3?4。超声预处理-蛋白酶水解联合改性对SPI热诱导凝胶性能的改善效果与单纯酶解改性效果相当。超声预处理-蛋白酶水解联合改性可以显著改善SPI的乳化能力,效果比单纯酶解改性好。USPIH-400W-Pap-1.3%制备的乳状液的平均粒径(d43=7.2μm)为所有USPIH乳状液中最小。 SPIH-Pap制备的乳状液在均质过程中发生了桥联絮凝,在21天的静置贮存期间内出现了乳析。而USPIH-400W-Pap乳化能力和乳析稳定性明显改善。与SPI和SPIH-Pap-0.6%相比,USPIH-400W-Pap-1.3%能够在较低的浓度下(3.0% w/v)制备出粒径细小且稳定的乳状液(d43 = 1.8μm)。SPIH-Pap乳状液和USPIH-400W-Pap乳状液的|ζ|-电势都大于25 mV,具有良好的静电排斥效果。超声预处理(400W)后,α-7S和A-11S的酶解敏感性提高,大豆蛋白中不同亚基的酶解变的迅速而协调,使USPIH-400W-Pap在一定DH范围内既具有良好的溶解性,又具有较高的H0,说明生成了许多具有界面活性的可溶性蛋白或肽,因此具有良好的乳化性能。


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