热稳定性大豆蛋白颗粒的制备及应用研究

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大豆蛋白是目前应用最为广泛的植物蛋白质之一,其来源丰富且价格低廉,氨基酸组成与牛奶蛋白质相似,必需氨基酸含量高。大豆蛋白是优质的蛋白质补充剂,常用于蛋白粉、蛋白质饮料等食品中。近些年,高蛋白饮品逐渐受到市场的青睐。在高蛋白饮料食品加工过程中,热杀菌是最常见的加工单元操作之一;然而,这种热处理通常会引起蛋白质的变性、聚集和凝胶化,这会严重影响食品的质构特性,特别是饮料食品的感官特性。目前,关于热处理与蛋白聚集的研究比较广泛,但是通过预热处理来调控大豆蛋白热稳定性的相关研究较少。因此,本研究聚焦热稳定性蛋白颗粒的制备和应用研究,主要内容如下:(1)首先,研究了在不同预热处理温度(85、90、95、100和120℃)和时间(15、30、60和120 min)对大豆蛋白(SP)热稳定性的影响。非还原SDS-PAGE实验结果表明,蛋白样品中的AB亚基条带的强度随着预热温度和时间的增加而逐渐降低,说明蛋白质变性率增大。预热温度越高以及预热时间越长,制备的大豆蛋白颗粒(SPP)的展开以及变性的程度越高,且结构越致密。当SPP在2%(w/v)体系中再次加热,对照组(SP)的粒径从20.43 nm增加到37.82 nm,85℃制备的蛋白颗粒粒径从50.01nm增加到80.99 nm,其他样品粒径大小无明显变化。当这些颗粒以10%(w/v)浓度分散在的缓冲液中并进行再次加热时,未观察到明显的凝胶化现象,并且再加热后的样品具有较低的粘度和较高的流动性指数,而未经预处理或在较低温度和较少时间进行预处理得到的蛋白颗粒变性程度低,容易发生凝胶化。因此,通过控制预热处理的时间和温度条件,可以成功制备出具有可调节热稳定性的大豆蛋白颗粒。(2)其次,将在上一章制备出来的热稳定的SPP与SP进行比较,分别比较SP与SPP在构象上的差异,以及两种蛋白在不同温度(80-120℃)、p H(6.15-7)、盐离子种类和盐离子浓度(Na Cl:25-200 m M,Ca Cl2:2.5-10 m M)环境中的热聚集行为的差异。结果发现:改性后的蛋白颗粒变性程度高,蛋白颗粒内部形成了更多的二硫键,内部结构较为致密;当两种蛋白在不同环境中加热时,SPP的粒径分布在加热前后变化不明显,表现出良好的抵抗聚集的能力。(3)最后,基于高蛋白饮品通常以乳液体系进行生产的考虑,研究了不同预热处理温度(80-120℃)和蛋白质浓度(0.5%-4%)以及不同蛋白组成(7S:11S=1:0、1:1、0:1,w/w)对蛋白颗粒的油水界面吸附性质和乳化性质的影响。结果表明:不同的预热处理条件改变了大豆蛋白的理化性质,经过预热处理形成的蛋白颗粒的表面疏水性和粒径都显著高于未处理大豆蛋白,当预热处理温度达到120℃,蛋白颗粒的表面疏水为153.98,粒径为108.34 nm;预处理蛋白浓度增加到4%时,SPP的表面疏水为276.94,粒径为96.41 nm。此外,与未处理的大豆蛋白相比,预热处理形成的SPP具有较低的界面储存模量和较高的界面张力。当蛋白以较低的浓度(0.5-1%,w/v)预热时,由于活性位点的密度低,聚集较慢,蛋白质分子的变性程度和变性率均较高,这些构象上的改变都对蛋白乳液的稳定性起着关键作用。
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