蛋清粉是蛋清液经过处理后脱水干燥制成的蛋白质粉,含有与新鲜鸡蛋清中种类相同的蛋白质,蛋白质含量高,固体粉末含水量较低,便于运输和储藏,因此在食品行业中应用广泛,既可以用于制作高蛋白营养品,也常用于食品加工中改善食品质构,提高食品风味,是一种常见的功能性配料。由于蛋清中蛋白质呈紧密聚集的胶状,蛋白质之间易形成大分子的聚集,因此直接喷雾干燥后制得的蛋清粉的速溶性能不佳,易结块成团,这阻碍了蛋清粉在食品加工过程中的应用和推广。本实验围绕蛋清粉的速溶性能,优化超声预处理蛋清液的工艺,研究超声对蛋清粉蛋白质结构的影响,同时研究储藏期间蛋清粉的速溶性能和蛋白质结构的变化,主要的研究结果如下:(1)以新鲜蛋清液为原料,采用超声处理对其进行改性后喷雾干燥制成蛋清粉,以期改善蛋清粉的溶解性,制备速溶性蛋清粉。研究选择超声时间、超声功率、超声时蛋清液浓度三个条件为实验因子,以分散时间、溶解度和稳定系数作为速溶性评价指标,通过单因素和正交实验对超声处理条件进行了优化,得出最优的超声处理条件为:超声时间10 min,超声功率120 W,超声时蛋清液浓度50%,在此条件下制备的蛋清粉的平均分散时间为56.67 s,比未超声组减少近一倍,平均溶解度为93.56 g/100g,平均稳定系数为97.29%,具有较好的速溶性。(2)研究了超声处理和喷雾干燥两种方式组合对蛋清粉蛋白质结构的影响,对比分析喷雾干燥和超声在整个制备速溶蛋清粉的过程中发挥的作用。结果显示超声和喷雾干燥不会使蛋白质的一级结构发生变化,但是超声的空化作用可以破坏一些分子量大于100 kDa的大的蛋白质聚集体。超声蛋清液后喷雾干燥形成的带孔颗粒更有利于吸水溶解,颗粒更均匀且偏小,易于分散。蛋清粉溶液粒径分布显示与原蛋清冻干粉相比较,超声处理和喷雾干燥都会使溶液的粒径减小,对比蛋清冻干粉可以看到超声组冻干粉的溶液中粒径大于1000 nm的比例从39.16%降到13.64%;喷雾干燥蛋清粉中超声组样品向更小的粒径范围分布,小于10 nm的占42.26%,35.13%的粒径分布在140-530 nm之间,未超声组溶液中小于10 nm的仅占33%,35.29%分布在340-1000 nm之间。从圆二色光谱、表面疏水性和巯基结果可以看出超声可以破坏蛋白质聚集,使蛋白质分子结构展开,有助于可溶性蛋白聚集的形成。喷雾干燥使粉体颗粒更易被水润湿分散,超声可以有效的提高蛋白质自身的溶解性,两种工艺的组合提高了蛋清粉的速溶性能。(3)设定不同时间超声处理蛋清液后喷雾干燥制备蛋清粉来研究蛋清粉的速溶性质和结构变化。结果显示超声10 min时蛋清粉速溶性能最佳,SDS-PAGE结果表明适当时间的超声会使大分子蛋白质聚集裂解并形成可溶性聚集;扫描电镜图显示随着超声时间增加,蛋清粉的颗粒粒径先减小后增大,在10 min时最小;溶液中的粒径分布也表明超声10-15 min时粒径分布更小。Zeta电位结果显示超过20 min超声后电位绝对值降低,溶液稳定性也降低;随着超声时间的延长,蛋清粉的表面疏水性相对指数先增加后减小,在10 min和15 min时达到最大,分别为1.17和1.18,在25 min超声时仅有0.86。圆二色光谱结果显示超声时间的延长使蛋白质结构趋于无序,在25 min超声时α-螺旋增加,β-转角和无规卷曲也增加,表明蛋白质同时发生解折叠与聚集。(4)研究在不同储藏条件下未超声和超声蛋清液后制备的两组蛋清粉的品质变化。结果表明储藏过程中,两种蛋清粉的速溶特性都在衰减。在4°C下储藏60天,超声组蛋清粉的分散时间增加了84.14%,未超声组增加23.64%;在25°C下储藏60天超声组蛋清粉增加了58.66%,未超声组蛋清粉分散时间增加20.91%;蛋清粉在37°C下储藏时,超声组分散时间增加了70.20%,未超声组分散时间增加25.73%。蛋清粉的溶解度整体呈下降趋势,超声组蛋清粉储藏60天后溶解度均下降到约88g/100g,未超声组溶解度仍保持在90 g/100g以上。电镜结果展示了不同温度中储藏前后的粉体变化,未超声组粉体发生聚集,颗粒膨胀,表面凹陷变浅;超声组在低温4°C储藏时聚集严重,温度较高时粉体颗粒变形甚至破裂。储藏过程中两种蛋清粉的溶液中平均粒径都有不同程度的增加,4°C储藏时超声组和未超声组蛋清粉的溶液平均粒径先增加后减小,在40天时达到最大,分别增加了561 nm和470 nm;超声组25°C储藏20天时溶液平均粒径达到最大,增加了429 nm;37°C储藏时超声组溶液平均粒径先增大后减小,20天时增幅高达382 nm;整体看未超声组在较高温度储藏时溶液粒径波动明显。蛋清粉在储藏温度较高时褐变明显,37°C时超声组和未超声组蛋清粉b*值分别增加了3.29和2.83,L~*值降低,较其他组亮度变暗。游离巯基和内源性荧光光谱的结果证明了储藏过程中蛋清粉蛋白质内部构象不断发生着变化,超声会使蛋白质结构的相对稳定性遭到破坏,储藏期间蛋白质分子内和分子间的共同作用导致了溶解性能和粉体形态的改变。