凝胶性是大豆蛋白最突出的功能性质之一,为食品体系贡献弹性、硬度、持水性、风味成分保留等功能。目前,凝胶型大豆蛋白在肉制品、千叶豆腐、鱼糜制品等产品中应用广泛。认识凝胶结构、了解凝胶结构和性质的关系,对凝胶型大豆蛋白产品的开发和应用均有理论和实际指导意义。本论文从确定大豆蛋白凝胶中网络蛋白和非网络蛋白的组成入手,通过研究非网络成分的扩散行为以及凝胶的质构、流变和微观结构特性,对凝胶网络结构进行了表征;同时通过测定蛋白质的组成、网络蛋白的浓度和网络蛋白之间相互作用力的变化,揭示了凝胶网络结构变化的原因。首先,采用扩散法对凝胶中非网络蛋白和网络蛋白进行了分离,通过不同电泳技术对两类蛋白质的组成及存在形式进行了分析。以18%(w/v)蛋白质溶液在0.1 nol/L盐离子浓度和95℃条件加热30 min形成的大豆蛋白凝胶中的非网络蛋白为代表,其主要组成是11S的A、B肽链和胰凝乳蛋白酶抑制剂(BBI),此外含有少量的7S-α’、α亚基。其中B肽链以AB和A5B3的形式存在;A肽链除了这两种形式外,还包含单体、二聚体、三聚体和聚合体等形式;BBI以单体形式存在。针对网络蛋白组成的研究,讨论中结合分析了三种蛋白凝胶中的网络蛋白。其中,7S-α、α’亚基通过形成聚集体和多聚体两种形式参与到凝胶网络结构中;7S-β亚基是以聚集体的形式参与到凝胶网络结构中。11S-A3、A肽链主要以二硫键连接的聚合体的形式参与到凝胶网络结构中,而11SB肽链可以以单体、二聚体、聚合体、聚集体等形式参与到凝胶网络中。在此基础上,继续研究了非网络蛋白的扩散行为和凝胶结构变化的关系;并通过分析非网络蛋白和网络蛋白的组成及含量的变化,揭示了凝胶网络结构变化的原因。排阻色谱分析表明非网络蛋白由三部分组成,相对分子质量分别为253.9、44.8和9.7 kDa;三种成分在起始阶段的扩散符合Fick第二定律。制备凝胶时的蛋白质浓度增加或加热时间延长可引起非网络蛋白扩散系数的降低。扩散系数与相对分子质量之间符合幂次函数关系,其中特征指数因子α值随着蛋白质浓度增加、加热时间延长而变大,说明凝胶网络结构趋于致密。电泳和蛋白质浓度分析结果表明,11S蛋白变性程度和网络蛋白含量的增加是导致凝胶网络结构致密的原因。进一步通过研究外源性分子探针的扩散考察了7S/11S比率和盐浓度对凝胶网络结构的影响;并采用扫描电子显微镜对扩散实验结果进行了验证。在同一条件下制备的蛋白质凝胶中,探针的相对分子质量越大扩散系数越小;在不同的蛋白质凝胶中,探针相对分子质量越大,其扩散对凝胶网络结构的变化越敏感。凝胶中探针的扩散系数随着盐离子浓度或总蛋白中11S比率的增加而增大;扫描电子显微镜数据结果显示,随着盐离子浓度或11S比率增加,凝胶网络结构孔隙变大、蛋白质聚集体分布不均匀,导致探针在网络结构中容易扩散。通过测定凝胶在SDS溶液或SDS和DTT混合溶液中溶解速率,对凝胶网络蛋白中分子间作用力的类型和大小进行了表征,并与凝胶破裂力的测定结果进行了比较。结果表明,疏水、氢键相互作用和二硫键均参与了大豆蛋白凝胶网络结构的形成;作用力强弱的变化与凝胶破裂力大小的变化呈正相关。随着总蛋白中11S比率增加或加热温度升高,凝胶中疏水、氢键相互作用和二硫键均加强,凝胶破裂力的值逐渐增大;随着加热时间的延长,网络蛋白分子间相互作用和凝胶破裂力均呈现先增大后减小的变化趋势。此外,对比发现加热温度对三个作用力的影响最大,加热温度变化对凝胶破裂力影响更为显著。最后研究了大豆蛋白凝胶的弹性模量与非网络蛋白、网络蛋白含量以及蛋白质聚集体大小的关系。通过扩散法去除凝胶中的非网络蛋白,对去除前后凝胶弹性模量进行了测定,发现非网络蛋白对凝胶弹性模量没有贡献。随着加热温度升高,11S蛋白变性程度增加,网络蛋白占总蛋白的比率增加,进而导致凝胶弹性模量呈指数性增加。盐离子浓度和7S/11S比率对凝胶弹性模量的影响不完全取决于网络蛋白占总蛋白比率,此时凝胶弹性模量与蛋白质聚集体的平均粒径呈正相关。