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本研究是吉林省科技厅科技发展计划项目(20190301015NY)的课题研究内容之一。蛋清粉(Egg White Powder,EWP)是由新鲜蛋清经脱糖和脱水干燥制成,具有方便储存运输、保质期长等优点。作为鲜蛋清最理想的替代品,近年来被广泛应用于食品加工。而起泡性作为蛋清蛋白的优良功能特性之一,在很大程度上决定了泡沫型食品(如面包、冰淇淋、奶油等)的口感与质量。为了提高蛋清粉的应用价值和经济效益,研究起泡专用型的蛋清粉具有重要意义。应用生物酶解技术开发起泡专用型的蛋清粉产品不仅可以在泡沫型食品的制作生产中发挥更高的效用,还可以提高蛋品应用的附加值,开拓应用前景,同时为今后功能专用型蛋清粉的开发提供理论指导。本文以蛋清粉为研究对象,先后分别研究了水解程度、蛋白酶类型对蛋清蛋白起泡特性及蛋白结构、理化性质的影响。最后,确定好最佳的酶解参数,研究比较了不同的干燥工艺对制备的蛋清粉起泡特性的变化,并以原蛋清粉作为对照,探究了改性前后蛋白理化结构等性质的差异,为起泡专用型蛋清粉的制备提供了基础研究。主要归纳为以下结论:(1)为考察不同水解程度下的蛋清粉及其水解物的起泡特性及理化结构性质的影响,以蛋清粉为原料,利用中性蛋白酶分别对蛋清粉进行了0、5、15、30、60、120、180 min的酶解处理。结果表明,15 min-30 min的适度酶解可以部分展开蛋白质的结构,暴露内部疏水基团,有效提高蛋清粉35-40%的起泡性能,对应于此时15 min组样品具有最高的表面疏水性和游离巯基含量。通过泡沫微观图像也可看出,15 min和30 min组样品具有最致密均一的泡沫形态。表明该阶段蛋白质的结构表现出最高的构象灵活性,促进了蛋白分子快速迁移到气-水界面吸附和重排的速率以形成更致密的蛋白质层。红外、游离巯基和凝胶过滤色谱分析表明,较长时间的水解将促进暴露的疏水残基的疏水相互作用,并伴随SH-SS的互换反应,导致进一步聚集和交联,从而提高发泡稳定性,同时降低其起泡能力。(2)为考察不同蛋白酶的类型对蛋清粉及其水解物的起泡特性及理化结构性质的影响,分别选取了碱性蛋白酶、中性蛋白酶、菠萝蛋白酶和胰蛋白酶等四种典型的蛋白酶。首先对蛋清粉进行0-180 min的酶解处理,并以起泡性和泡沫稳定性为指标,选取了综合起泡性能最高的30 min组进行后续的结构、理化性质、游离氨基酸含量的测定。结果表明,中性蛋白酶具有最佳的水解能力,且同时具有最高的表面疏水性、疏水性游离氨基酸的比例和游离巯基含量,对于提高酶解产物的起泡特性起到了积极的影响。这是由于中性蛋白酶更倾向于催化疏水性氨基酸形成的键,在暴露大量疏水基团的同时又一定程度上避免了由于疏水相互作用导致的重聚集现象。胰蛋白酶由于酶切特异性较强,只催化赖氨酸和精氨酸羧基侧的肽键,因此水解效果最差。而碱性蛋白酶因为是内切蛋白酶,具有比较广泛的酶切特异性,可以与较多的酶切位点结合来破坏蛋白的肽键,因此酶解液具有良好的分散性和疏水性,在一定程度上提高了产物的起泡性。菠萝蛋白酶是一种半胱氨酸蛋白酶,因此它自身携带的巯基基团提高了游离巯基含量的结果,也促进了SH/SS的互换反应,这一点与红外谱图中二硫键的特征峰趋势相对应,加强了分子间的交联。(3)考察了不同的干燥方式对酶解后制备的蛋清粉的起泡特性及理化结构性质的影响。结合上一章的研究结果,确定了中性蛋白酶酶解15min的酶解条件进行样品的制备。分别将酶解溶液进行真空冷冻干燥与喷雾干燥的处理,将未经任何处理的蛋清粉作为对照,研究不同的干燥方式对蛋清粉结构、理化性质及起泡特性的影响。结果表明,两种干燥方式均可以显著提高蛋清粉的起泡性并且依旧能保持较高的泡沫稳定性。其中,经过冷冻干燥处理的粉末具有最高的起泡性和表面疏水性。而喷雾干燥由于较高的空气温度易使蛋白发生疏水相互作用和SH/SS的互换反应产生部分聚集体的现象,加剧了蛋白的变性程度。色度值的结果表明,与喷雾干燥相比,冷冻干燥的条件对于蛋粉呈色物质的破坏较小,能最大程度地保持蛋清粉原有的色泽。而二级结构含量的分析表明,冷冻干燥样品较高的α-螺旋和较低的β-折叠含量使得蛋白结构同时具有良好的灵活性和稳定性,也决定了其具有优异的起泡特性。