豆渣纤维和蛋白的理化性质及改性研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luke_lemon
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随着绿色发展观念深入人心,人们对农副产品的再利用越来越感兴趣。豆渣(Okara)作为大豆生产加工过程中的主要副产物,产量巨大且含有丰富的膳食纤维及蛋白质,是一类来源广泛、价格低廉且具有优秀健康效应的农产品加工废弃物。然而,当前对豆渣的利用大多局限于饲料;在食品领域开发利用的广度与深度较浅,产品附加值较低。本论文旨在研究豆渣纤维及蛋白的高值化利用,并利用球磨、水力空化、酶解等技术手段改善其持水、持油及溶解性等理化性质,以期拓展豆渣在食品领域的利用。主要研究内容及结论如下:(1)研究了球磨、水力空化及植物水解酶酶解等技术对豆渣理化性质的影响。结果表明,球磨技术可显著降低豆渣粒径、改善豆渣色泽,并提升可溶性膳食纤维(SDF)含量,且改性效果与球磨速率呈正相关。水力空化技术通过空泡溃灭释放的热能与高机械强度可使豆渣结构更为松散,暴露出更多亲水、亲油基团,显著提升其持水性和持油性并降低溶液黏度。但随着水力空化时间的不断延长(>10min),豆渣的结构可能被进一步破坏而导致其持水性和持油性下降。以纤维素酶、果胶酶和木质素酶复配的植物水解酶也能专一性切断豆渣纤维中的糖苷键,从而释放出更多SDF,降低豆渣体系黏度。酶法辅助空化处理可在空化和酶解单一处理的基础上进一步提升SDF含量,改善豆渣的持水持油能力,并显著降低表观黏度,这可能有利于豆渣应用于液态食品。(2)本研究在碱性(p H 12.0)条件下提取豆渣蛋白(OP),并采用盐酸、柠檬酸、磷酸三种不同的酸沉淀蛋白。相较于大豆分离蛋白(SPI),OP除了残存部分β-伴球蛋白(7S)、大豆球蛋白(11S)外,还含有碱性7S和少量油体蛋白。此外,OP中二硫键含量更丰富,疏水性更强且更易被消化。疏水相互作用、氢键、二硫键均参与OP高级结构的形成与稳定,且疏水相互作用占主导地位。不同酸酸沉及高压微射流处理均对OP的结构与功能性质存在重要影响。柠檬酸作为一种较强的三元有机酸,可在酸沉过程中持续电离出H+,回收更高纯度的OP。SDS-PAGE图谱显示OP(HCl)中大分子聚集体含量丰富,因而表现出更差的溶解性。此外,OP(H3PO4)中二硫键含量也较OP(HCl)和OP(CA)高。高压微射流处理可有效减小OP粒径与浊度,使蛋白结构充分展开表现出较好的溶解性。且高压微射流可诱导OP中的游离巯基发生巯基-二硫键互换反应,生成新的二硫键。(3)以豆渣蛋白为原料,利用反溶剂技术结合高压微射流处理制备了性质稳定的豆渣蛋白-植物甾醇纳米颗粒(OP-PS)。高压微射流处理可显著降低OP-PS颗粒粒径,明显提升PS的包埋率。在120 MPa高压微射流循环处理3次后,OP-PS的粒径最低可降至133.15 nm,植物甾醇(PS)包埋率高达98.63%,水溶重分散性良好。对OP-PS颗粒进行稳定性评估,发现常温贮藏50天后,甾醇保留率仍能保持在66.90%左右,且热稳定性明显优于同等条件下制备的大豆分离蛋白-植物甾醇颗粒(SPI-PS)。可能的原因是,OP的游离巯基及二硫键明显高于SPI,高压微射流能诱导蛋白分子内或分子间二硫键的形成与交联,有效提高纳米颗粒的稳定性。
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