大豆分离蛋白凝胶及淀粉的高压均质工艺研究
2018-04-21 10:29:32
大豆富含蛋白质、营养价值高，广泛用于食品配方中。大豆分离蛋白在食品行业中通常作为乳化剂使用，而淀粉则常常作为填充剂，肉制品中过多地加入大豆分离蛋白和淀粉容易使结构松散，持水性降低。目前改善大豆分离蛋白功能性质的方法主要是通过酶处理、PH处理、热处理、氧化处理等生物化学手段改变蛋白分子结构，但因介入食品安全问题而不够理想。高压均质作为一种纯物理作用能很简便地修饰蛋白结构。同时加入淀粉可以改善蛋白凝胶流变、质构等特性，作为作为惰性填充物通过物理膨胀对周围蛋白产生作用力。目前通过高压均质技术处理含有大量抗性淀粉（RS）或慢消化淀粉（SDS）的变性淀粉与大豆分离蛋白，对其凝胶性质、持水性及微观结构的变化研究甚少。
本研究通过压热冷却高直链玉米淀粉、普通玉米淀粉制备糊化淀粉、老化淀粉、抗性淀粉，分别与大豆分离蛋白以15∶85，20∶80，25∶75的质量比混合，进行高压180MPa两次均质，研究含大量RS或SDS的不同淀粉对大豆分离蛋白凝胶结构、质构及水分含量的影响，旨在为改良淀粉及大豆分离蛋白在肉制品中的应用提供技术支持。
实验材料
脱脂低温豆粕；玉米淀粉；高直链玉米淀粉Hylon VII；氢氧化钠、盐酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠
实验仪器
AL-104型精密电子天平（上海梅特勒-托利多仪器设备有限公司）UT-1800型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）NanoDeBEE实验型高压均质机（美国BEE公司）DK-8B电热恒温水浴锅（上海精宏实验设备有限公司）GL-21M冷冻离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）JJ-1精密增力电动搅拌器（常州国华电器有限公司） T18匀浆机（德国 IKA 公司）
实验方法
大豆分离蛋白的制备：取脱脂低温豆粕粉200g与15倍的去离子水混合，用2mol/L Na OH调pH值至7.5～8.0，搅拌1h后，将其悬浮液在4℃条件下6000r/min离心20min，取上清液用2mol/L HCl调pH至4.5。 静置后在4℃条件下6000r/min离心10min。取蛋白沉淀分散于水中并用2mol/L Na OH调pH至7.0，冷冻干燥后置于4℃保存备用。
不同淀粉样品的制备：①糊化淀粉制备：分别称取10g普通玉米淀粉、 高直链玉米淀粉样品于三角瓶中，加入 40mL蒸馏水。将淀粉溶液置于高压灭菌锅中，121℃处理20min 进行糊化。取出后冷却至室温，烘干，粉碎，过 100目筛；②老化淀粉制备：分别称取10g普通玉米淀粉、高直链玉米淀粉样品于三角瓶中，加入40mL蒸馏水。 将淀粉溶液置于高压灭菌锅中，121℃处理20min进行糊化。取出后冷却至室温，于4℃冰箱内保存24h以充分老化。 经过2次压热循环处理，然后烘干，粉碎，过100目筛；③抗性淀粉的制备：取出烘干的老化淀粉，加入1mL1%α-淀粉酶(2700U/mL)，持续搅拌下，60℃水解24h。调节pH至4.2，加入1mL1%糖化酶 (1500U/mL)，60℃水解3h.然后样品沸水浴5min。向 其中加入95%乙 醇(体积为沉淀体积的4倍)，12h 后转至离心管中 ，4000g离心20min， 弃去上清液，再加入10mL95%乙醇反复洗涤沉淀2次。沉淀60℃烘干，粉碎，过100目筛。
高压均质制备大豆分离蛋白及淀粉复合物分别将不同淀粉与大豆分离蛋白以15∶85，20∶80，25∶75的质量比混合，溶于去离子水中制备蛋白含量(5%)的蛋白溶液，在相同条件下进行(180MPa,两次)高压均质处理，制备得到的样品冷冻干燥后置于4℃保存备用。
实验结果
可以看出与未经处理的大豆分离蛋白样品相比，经180Mpa两次高压均质处理后，大豆分离蛋白的凝胶有一定程度的增大；而以不同添加量添入的不同淀粉均对蛋白凝胶的硬度有显著增强(P<0.05)。 同时也可发现，不同添加量的不同淀粉对大豆分离蛋白凝胶硬度的影响差异不是很显著(P>0.05)。 在相同添加量时，对大豆分离蛋白凝胶硬度增强效果由强到弱：抗性淀粉、老化淀粉、糊化淀粉、原淀粉；淀粉添加量为20%条件下,各淀粉与蛋白复合物形成的凝胶硬度达到大至。淀粉对肌纤维蛋白-淀粉复合凝胶的效应也可能与淀粉-肌纤维凝胶蛋白之间的相互作用方式相关。 淀粉颗粒越大，对混合凝胶的支撑效应越好，同时凝胶温度在接近或者过淀粉的糊化温度时， 淀粉才能对凝胶体系起到支撑效应。
综上所述，高压均质处理和淀粉的添加均能够使蛋白质暴露出更多的活性基团，使得大豆分离蛋白的凝胶硬度和凝胶持水性均有一定程度的增大；同时凝胶网络内淀粉颗粒吸水膨胀而产生的“充填效应”使得凝胶硬度和持水性均有显著增强(P<0.05)。通过扫描电镜对凝胶的微观结构进行观察，进一步验证了高压均质处理及淀粉添加与凝胶硬度和持水性提高的关系。同时，色度分析发现高压均质处理及淀粉的添加能够提高凝胶亮度值L*(P<0.05)。
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高压均质处理淀粉及大豆分离蛋白凝胶性质研究_唐晓婷.pdf |
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