脱溶菌酶蛋清的凝胶性质及发酵蛋白干的工艺研究

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蛋清营养价值丰富、富含多种人体必需氨基酸与矿物质,是天然食物中最理想的优质蛋白质来源。溶菌酶(Lysozyme,LYS)作为蛋清中唯一已实现工业化生产的活性蛋白,具有抑菌、防腐等作用,在食品、医药、生物等行业应用广泛。工业上常采用离子交换法从蛋清中提取LYS,但提取LYS后剩余蛋清液却未能得到高效利用。鸡蛋干营养丰富、口感细腻、方便速食,具有广阔的发展前景。本文以脱溶菌酶蛋清(Lysozyme-free egg white,LFEW)为研究对象,探究脱LYS及乳酸菌发酵对蛋清的理化及凝胶性质的影响,在此基础上开发了一种乳酸菌发酵营养蛋白干,为LFEW的应用提供了新思路。主要研究内容及结果如下:首先,探究了LFEW与蛋清的理化及凝胶性质差异。通过正交实验优化了阳离子交换树脂吸附提取LYS的工艺,得到最优提取条件:树脂添加量为25%(w/w),p H7.0,吸附时间为90 min。树脂吸附后的LFEW蛋白浓度降低9.01%,LYS脱除率达96.62%,乳酸菌发酵脱糖率提高25.70%。相较于蛋清,LFEW的平均粒径减小,表面疏水性提高,热变性温度降低;LFEW凝胶的硬度降低,弹性和保水性增加,具有更加致密的三维网状结构。低场核磁结果显示,脱去LYS可以提高蛋清凝胶的固定化水含量,降低自由水含量,减小p H对凝胶水分活度的影响。傅里叶变换红外光谱分析发现,LFEW凝胶蛋白的β-折叠结构含量增加,α-螺旋结构含量减少。其次,探究了不同乳酸菌(植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌)发酵对LFEW的理化、凝胶性质与风味物质的影响。蛋白组分、粒径、电位和疏水性等结果表明乳酸菌发酵导致LFEW中部分蛋白质发生变性和降解,使得蛋白表面疏水性提高,部分蛋白发生疏水性聚集。且随着乳酸菌添加量的增加,蛋白凝胶硬度降低,弹性增加,形成具有致密细小孔隙的凝胶结构。通过比较不同蛋白干的凝胶性质、外观色泽和风味特征,发现以植物乳杆菌LP90为发酵剂,添加量为6×10~8 CFU/m L,37℃发酵6h后,脱糖率达90%以上,制得的蛋白干凝胶性质最佳,外观洁白、风味良好。GC-MS鉴定结果显示,植物乳杆菌发酵后蛋白凝胶的芳香族物质下降了24.37%,而醇类与醛类物质增加了10.29%和10.89%,其主要挥发性物质为苯甲醛、壬醛和辛醛。最后,应用LFEW制备一种高附加值的发酵蛋白干产品,探究了p H、固形物含量对灭菌前后蛋白干品质的影响,结果得到以LFEW为原料,最佳的蛋白干制备工艺为:LFEW浓缩到固形物含量为18%,添加6×10~8 CFU/m L的植物乳杆菌发酵6 h,然后在p H 9.0、温度90℃条件下加热30 min,所得蛋白干品质与风味最佳。最终蛋白干产品中蛋白含量为14.23%,水分含量为82.32%,糖含量几乎为零,蛋白消化率为73.25%,每g产品可消化蛋白含量为100.70 mg,感官评定得分最高。
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