超声处理对大豆分离蛋白热致凝胶功能性质的影响

研究了大豆分离蛋白(SPI)热致凝胶形成条件和超声对大豆分离蛋白凝胶性质的影响。实验结果表明:离子强度为0.6 mol/L,pH值8.0,采用10 g/dL SPI质量浓度为SPI最佳热致凝胶形成条件。延长超声处理时间和增加功率显著提高凝胶破裂强度,与对照样相比经25 kHz,400W超声处理10 min,凝胶破裂强度由32.0 g增加到41.0 g;超声处理对SPI凝胶质构分析性质(TPA性质)有显著影响,延长超声处理时间和增加功率可升高凝胶的硬度值、弹性值和回弹性值,但均对SPI凝胶的脆性有降低作用。

大豆分离蛋白制备过程中热处理及干燥方式对其热聚集行为和凝胶性能的影响

该研究以低温脱脂豆粕为原料,采用“碱溶酸沉”法收集大豆蛋白沉淀,对其进行分散、热处理和喷雾干燥或冷冻干燥制备获得大豆分离蛋白(SPI)。通过观察该产品的热聚集行为及其所成热致凝胶机械性能,考察热处理和干燥方式对所得产品凝胶性能的影响。结果表明,热处理使制得大豆分离蛋白多以聚集体的形式存在,导致其溶解性(pH值7.0)分别从79.9%和69.8%下降至35.2%和42.0%。相对于经过热处理制得的大豆分离蛋白,未经过热处理制得的大豆分离蛋白其差示扫描量热仪分析图存在78℃和98℃吸热峰;其分散液再次经历热处理后,分散液中蛋白的体积分数约从30%下降至20%,展现出进一步聚集并形成有序结构的趋势;对于质量分数为16%的喷雾干燥大豆分离蛋白(SD-SPI)和冷冻干燥大豆分离蛋白(FD-SPI)样品分散液所制备的凝胶,其断裂应力分别为10.80 kPa和12.50 kPa,显著高于对应HSD-SPI(经热处理)凝胶的3.69 kPa和HFD-SPI(经热处理)的4.36 kPa,但后两者硬度高于前两者。另一方面,干燥方式没有对所得大豆分离蛋白的凝胶性质产生显著的影响。可见,大豆分离蛋白制备过程中对大豆蛋白分散液进行升温热处理是影响所得蛋白产品溶解性、聚集行为和凝胶性能的关键步骤。寻找相应的替代工艺有望提高大豆分离蛋白的品质和功能特性,拓展其在食品工业尤其是植物基食品中的应用。

大豆分离蛋白与黄原胶复合对胡麻油乳液及其模板油凝胶物理性质的影响

为了研究大豆分离蛋白与黄原胶复合制备胡麻油基油凝胶的潜力,采用乳液模板法,在大豆分离蛋白(质量分数5%)与黄原胶(质量分数0.5%)体积比为1∶1、2∶1、3∶1、5∶1、10∶1的条件下制备了胡麻油基油凝胶,考察黄原胶添加比例对乳液稳定性、凝胶强度、油损失率和二级结构的影响。结果表明:随着黄原胶添加比例的增加,乳液的物理稳定性和黏弹性增大,乳液粒径明显减小,最小为(2.99+0.29)μm,乳化稳定性比对照组增加了1.5倍,表现出类似固体的性质。当大豆分离蛋白与黄原胶的体积比为1∶1时,油凝胶的油损失率比纯大豆分离蛋白油凝胶减少了26.87%。当大豆分离蛋白与黄原胶的体积比为3∶1时,凝胶强度G′>11000Pa,明显大于未添加黄原胶的油凝胶(1900Pa)。通过对油凝胶二级结构进行分析,发现聚合物链内的氢键是聚合物油凝胶形成的重要驱动力。本研究为食品用聚合物制备油凝胶提供了参考,并为其替代固体脂肪的潜在应用提供了理论基础。

Hofmeister效应对大豆分离蛋白凝胶特性和流变学特性的影响

选取不同浓度(0.02、0.04、0.06 mol/L)的4种盐(KCl、NaCl、CaCl_(2)、MgCl_(2)),研究Hofmeister效应对大豆分离蛋白凝胶特性和流变学特性的影响。结果表明:添加盐离子能提高大豆分离蛋白的凝胶强度,但0.04、0.06 mol/L的CaCl_(2)、MgCl_(2)会降低样品的凝胶黏性;在动态流变学测试中,各种盐离子都可以在不同程度上提高样品储能模量G′、损耗模量G″,较高浓度的CaCl_(2)、MgCl_(2)会导致大豆蛋白分子过度聚集,反而使之降低;在温度扫描过程中,CaCl_(2)、MgCl_(2)的添加改变了样品G′、G″的变化趋势,KCl、NaCl则只使G′、G″提高而未改变其趋势;在静态流变学测试中,较高浓度的CaCl_(2)、MgCl_(2)降低了样品的表观黏度和剪切应力,其他样品使二者提高,较高浓度盐离子对表观黏度和剪切应力的影响与Hofmeister序列一致。综上,在本实验中,在特定盐离子浓度(0.04、0.06 mol/L)条件下,大豆分离蛋白样品凝胶特性和流变学特性的变化符合Hofmeister效应。

超高压处理对谷氨酰胺转氨酶诱导的大豆分离蛋白凝胶冻融稳定性影响研究

为探索提高谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TG酶)诱导的大豆分离蛋白凝胶冻融稳定性的方法,分析超高压处理对其作用效果,采用粒径、内源性荧光光谱、傅里叶红外变换光谱分析大豆分离蛋白的结构变化,并分析冻融循环过程中的可溶性蛋白含量、水分分布状态、持水性、质构特性、微观结构、流变特性,探讨作用机理。结果表明:未经超高压处理的TG酶诱导大豆分离蛋白凝胶,随着冻融次数增加,可溶性蛋白含量和凝胶持水性呈降低趋势,凝胶硬度呈上升趋势,凝胶微观结构孔缝较大,说明凝胶品质发生劣变;经过超高压处理的TG酶诱导大豆分离蛋白凝胶与未经过超高压处理凝胶相比,持水性、硬度呈先增加后下降趋势。当压力处理为400 MPa时,经5次冻融循环后SPI凝胶硬度和结合水含量较未冻融样品分别增高了140.43 g和30.019,持水性和可溶性蛋白含量分别降低了38.67%和7.87%。由此证明超高压处理是提高TG酶诱导的大豆分离蛋白凝胶冻融稳定性的有效方法。

大豆分离蛋白基高分子凝胶构建及性能研究

目的:通过对天然高分子的改性,制备多重敏感性的凝胶,以制备可用于药物缓释的载体材料。方法:以大豆分离蛋白(SPI)为原料,添加壳聚糖(CS)与丙烯酰胺(AM),以过硫酸铵(APS)为引发剂,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,原位引发聚合,制备SPI/AGC凝胶,并对SPI/AGC水凝胶进行敏感性和体外释放性能测试。结果:SPI/AGC凝胶具备pH敏感性和较好的溶胀性能,溶液pH值越大其溶胀能力越好。对模型药物5-氟尿嘧啶(5-FU)的负载和体外释放研究表明,在人工肠液中释放84 h,SPI/AGC对5-FU的累积释放率达到最大值(67.27%),具有较好的缓释性能。结论:本文制备的SPI/AGC凝胶在生物医药领域具有广泛的应用前景。

热诱导大豆分离蛋白聚集对谷氨酰胺转氨酶交联乳液凝胶性质的影响

大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)基乳液凝胶在食品工业中应用广泛。在商品化SPI生产过程中,不可避免会发生一定程度的热变性和聚集,对谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,TGase)交联蛋白产生影响。为探究不同热变性程度的SPI对TGase诱导SPI乳液凝胶的影响,制备了不同热处理温度的SPI,研究其乳化性、凝胶强度、持水/油性、凝胶形态,以及SPI浓度、油浓度对SPI乳液凝胶性质的影响。结果表明:随着热处理温度的增加,SPI稳定乳液的乳化活性和乳化稳定性呈显著增加趋势。95℃热处理显著增强了乳液凝胶的凝胶性能,其凝胶硬度是天然蛋白乳液凝胶的2.2倍。对于95℃热处理的SPI乳液凝胶,随着蛋白浓度或油浓度的增大,凝胶强度显著增加,气孔逐渐增大;所有样品均具有优异的持水性和持油性。SPI在经过热变性(95℃)处理后有利于经TGase诱导形成SPI乳液凝胶。

热变性程度对谷氨酰胺转氨酶诱导大豆分离蛋白凝胶性质的影响

大豆分离蛋白(soybean protein isolated,SPI)由于在实际生产过程中工艺不同导致其结构和性质不一,会影响最终谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG酶)诱导形成的凝胶类产品。为探索不同结构SPI对酶诱导蛋白凝胶的影响,制备了不同热变性程度的SPI,研究其蛋白组成、表面疏水性、溶解性、粒径分布以及凝胶强度、持水性和凝胶形态。结果表明,热处理加剧SPI亚基的解离与聚集,并导致SPI的表面疏水性增强、溶解性下降,同时,粒径随温度的升高而增大,但升至95℃后减小。SPI凝胶强度在85℃时最低,而在95℃时最高。对于95℃热处理SPI的凝胶,随着蛋白浓度的增大,凝胶强度增大,气孔增多;随着TG酶浓度的增加,凝胶强度增大,而持水性在TG酶浓度为1.80 U/g时达到最低,同时气孔较多;50℃培养的SPI凝胶强度高于4℃培养样品。结果表明,大豆蛋白一定程度的热变性(尤其95℃热处理)有利于经TG酶诱导形成蛋白凝胶,这为工业生产提供了一定的理论依据。

酸性偏移结合热诱导对大豆分离蛋白微凝胶结构及其特性的影响

以大豆分离蛋白为原料,通过酸性偏移结合热诱导对其进行大豆分离蛋白微凝胶(soy protein isolate microgel,SPIM)化改性,利用荧光光谱、红外色谱、原子力学显微镜等探究蛋白质的结构变化、分子间相互作用、凝胶的微观形态、凝胶特性,考察热诱导温度(25、45、55、65、75、85℃)对SPIM结构和特性的影响。结果表明:SPIM形成过程中二级结构β-折叠相对含量增多,静电相互作用、疏水相互作用、氢键作用参与了微凝胶的自组装;随着热诱导温度的升高,SPIM表面疏水性指数先增加后减小,热稳定性逐渐增强。与单独酸性偏移相比,酸性偏移结合75℃热诱导形成的微凝胶比表面积显著增大(P<0.05),乳化活性、乳化稳定性和持水性显著升高(P<0.05)。酸性偏移结合热诱导是一种有效调控蛋白质微凝胶结构和特性的方法,通过精准控温可以提升微凝胶的质量。

亲水胶体调控肌原纤维蛋白热诱导凝胶形成机制的研究进展

肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,MP)是肌肉中非常重要的蛋白质,其在热诱导过程中能够形成三维凝胶网络结构,从而最终影响肉制品的品质特性。在肉类工业中,添加不同来源的亲水胶体能够显著增强MP凝胶强度、持水性及相关的功能特性,从而获得具有最佳品质的终产品。然而,在MP热诱导凝胶的形成过程中,有很多因素直接影响亲水胶体与MP之间的相互作用,最终对MP凝胶特性产生显著影响。本文系统综述了MP的凝胶机理,探讨了不同亲水胶体与MP之间的互作机制,梳理了亲水胶体调控MP热诱导凝胶形成的关键因素及其对最终MP凝胶特性的影响,为亲水胶体调控肉制品品质关键技术体系奠定理论基础,并为下一步实际应用提供技术指导。

魔芋胶与卡拉胶复配对热诱导大豆分离蛋白乳液凝胶特性的影响

以大豆分离蛋白(SPI)、魔芋胶和卡拉胶为原料,研究了不同质量比(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1)的魔芋胶与卡拉胶复配对热诱导SPI乳液凝胶特性的影响。结果表明:不同质量比的魔芋胶与卡拉胶复配均能显著改善热诱导SPI乳液凝胶的凝胶特性,其中以魔芋胶与卡拉胶质量比为1∶2时制备的SPI乳液凝胶的凝胶性能最佳,乳液的平均粒径从56.59μm降低至36.84μm且液滴分布更均匀,与未添加复配体系的对照组相比,凝胶强度从122.76 g增强至579.40 g,增强了371.98%,形成了更为致密的凝胶网络结构,乳液凝胶的黏弹性得到很大改善,固体性质更明显。

不同浓度卡拉胶对汉麻分离蛋白凝胶性质及结构的影响

为阐明不同浓度的卡拉胶(0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%,w/w)对汉麻分离蛋白凝胶特性和结构的影响,以未添加卡拉胶的汉麻分离蛋白凝胶为对照,测定复合凝胶的持水能力、质构、流变特性,同时检测了卡拉胶的加入对复合凝胶水分分布、蛋白结构及分子间作用力的影响。结果表明:添加卡拉胶显著(P<0.05)提高了汉麻分离蛋白凝胶持水能力和凝胶强度,改变了蛋白结构。与对照组相比,0.8%卡拉胶的添加显著(P<0.05)提高凝胶的硬度、弹性模量并降低了凝胶的频率依赖性,并与水分子结合最为紧密,α-螺旋向β-折叠和无规卷曲转变,增加凝胶刚性结构;此时维持凝胶结构的主要作用力由疏水相互作用力向二硫键转变,凝胶网络更加致密,电镜结果证明了这一结论。因此,添加0.8%的卡拉胶可显著(P<0.05)提高汉麻分离蛋白的凝胶性质并改善其结构,为提高汉麻分离蛋白在食品领域的应用提供了理论和实验基础。

大豆蛋白强化羧甲基纤维素钠复合油凝胶的性能

利用气凝胶模板法可间接制备油凝胶,该方法具有制备简单、性能优异等优点而被广泛关注。本研究通过静电相互作用制备了羧甲基纤维素钠(carboxy methyl cellulose-Na,CMC-Na)/大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)复合气凝胶,探究不同蛋白含量对气凝胶平均粒径、微观结构、红外光谱、吸油动力学、吸油和持油能力的影响。并基于气凝胶模板制备油凝胶,对其质构性能、抑菌性能以及贮藏稳定性进行表征。结果表明,SPI和CMC-Na依靠静电吸附形成了稳定的复合物,平均粒径随着蛋白含量的增加而增大。复合气凝胶显示出更加致密的多孔网络结构,持油能力得到增强,但不利于吸油性能的改善。同时,蛋白的加入提高了油凝胶的强度,增加了杨氏模量,并改善了油凝胶的抑菌效果和贮藏稳定性。因此,气凝胶模板法可视为制备油凝胶的良好方法,并且基于多糖蛋白静电吸附可以制备稳定的油凝胶体系。

自由基法多酚共价结合对大豆蛋白基乳液凝胶特性的影响

将阿魏酸(ferulic acid,FA)与大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)通过自由基法共价结合后制备葡萄糖酸内酯(gluconolactone,GDL)诱导的乳液凝胶,探究FA自由基法共价结合对SPI结构、乳液特性、乳液凝胶特性的影响。通过大豆分离蛋白-阿魏酸(soy protein isolate-ferulic acid,SFA)乳液凝胶的分子间作用力、质构特性及持水性的分析,确定FA结合的最佳添加量为150μmol/g(相对于SPI质量)。在此条件下,光谱分析显示,FA对SPI有荧光猝灭作用,FA结合后SPI的β-折叠含量下降,α-螺旋含量、β-转角含量和无规卷曲含量上升。SFA乳液的Zeta电位绝对值、界面蛋白含量增大,平均粒径、表观黏度减小。SFA乳液凝胶的终存储模量(G’)升高,低场核磁共振测定中弛豫时间和峰比例变化表明SFA乳液凝胶水合特性更佳;SFA乳液凝胶具有更加均匀致密的多孔网络结构。结果显示,经150μmol/gFA自由基法共价结合的SPI具有制备乳液凝胶的应用价值。

大豆蛋白乳液凝胶研究进展

近年来,乳液凝胶由于其独特的三维网状结构,具有保护生物活性成分、替代固体脂肪等功能,被广泛应用于食品、医药、化妆品等行业。大豆蛋白作为一种天然的植物蛋白,其制备的乳液凝胶具有稳定性好、包封率高等优点,可作为生物活性物质包埋和缓释的载体。然而,单一大豆蛋白通过加热、酶处理等方式形成的乳液凝胶存在一定的局限性,因此需要与其他物质结合,构建更稳定致密的乳液凝胶体系。本文系统综述了近年来国内外大豆蛋白乳液凝胶的相关研究进展,分析了大豆蛋白及其复合基质的乳液凝胶形成机理,阐述了不同凝胶成分、粒径以及加热、pH等内部和外界因素对其功能特性的影响,总结了大豆蛋白乳液凝胶在食品工业上的应用,以期为大豆蛋白乳液凝胶的产业化发展提供一些参考。

超声辅助磷酸化对大豆分离蛋白分子及凝胶特性的影响

本研究采用超声辅助磷酸化手段处理大豆分离蛋白,并从微观分子特性和宏观凝胶特性两个尺度评估了联合处理影响大豆分离蛋白加工性质的机理。结果表明,500 W超声辅助磷酸化处理的大豆分离蛋白溶液的浊度最高,这表明处理后的蛋白质发生了适度聚集。其次,超声辅助磷酸化处理有助于降低大豆分离蛋白的分子柔性并导致游离巯基减少,这说明蛋白质分子构象发生了有利于提升凝胶特性的改变。通过进一步分析凝胶特性发现,500 W条件下处理的大豆分离蛋白的持水性、凝胶强度和弹性均为所有处理组中的最高值。同时,蛋白质二级结构的变化也说明超声辅助磷酸化有利于大豆分离蛋白在凝胶体系中形成更有序规则的网状结构。本研究从多尺度研究并发现了超声辅助磷酸化处理是改善大豆分离蛋白分子及凝胶特性的有效手段,为食品蛋白质改性技术的发展提供了一定科学依据。

氧化魔芋葡甘露聚糖的添加量对乳清分离蛋白凝胶性能的影响

为改善乳清分离蛋白凝胶性能并提高其营养特性,将氧化魔芋葡甘露聚糖(oxidized konjac glucomannan,OKGM)与乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)混合制备复合凝胶,研究OKGM添加量(1%、1.5%、2%、2.5%、3%)对WPI凝胶的持水性、质构、流变特性、热稳定性的影响,并对复合凝胶的形成机理进行了初步探讨。结果表明,OKGM的添加使复合凝胶的持水性(65.59%~93.42%)显著高于纯蛋白凝胶(53.58%);质构分析发现OKGM添加量为2%时凝胶的硬度、胶着性、咀嚼性达到最大值;流变分析发现复合凝胶是弱凝胶,对高频率和高温具有更高的依赖性;热重分析表明OKGM添加量≤1.5%时,OKGM-WPI复合凝胶的热稳定性均高于纯乳清分离蛋白凝胶;表面疏水性和游离巯基分析发现OKGM的添加降低了表面疏水性和游离巯基含量,说明OKGM与WPI发生交联和聚集形成复合凝胶;扫描电镜观察发现复合凝胶结构更为致密、有序。综上,可以通过添加OKGM改善WPI凝胶性能及稳定性。

大豆种皮多糖对蛋白乳液凝胶特性及微观结构的影响

乳液凝胶可用于替代部分脂肪,降低蛋黄酱等食品中饱和脂肪酸的含量,并作为递送生物活性物质的载体。采用热处理的大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)和大豆种皮多糖(soybean hull polysaccharide,SHP)制备乳液凝胶,利用流变仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜和质构仪分析不同SHP质量分数(0、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%)对乳液凝胶结构、流变特性、凝胶性和乳化稳定性的影响。结果表明:随着SHP质量分数的增加,乳液凝胶的微观结构更加致密,储存稳定性、G′和G″值、相对回收率逐渐增加。随着SHP质量分数的增加,乳液凝胶的表观黏度增加,并在SHP质量分数为0.45%时,达到最大。红外光谱和扫描电子显微镜观察结果显示,SHP和SPI之间存在分子间相互作用和氢键作用。储藏实验结果证实,储存7 d后乳液凝胶的储藏稳定性随着SHP添加量的增加而增强,当SHP质量分数为0.45%时,乳液凝胶稳定性较高。研究旨在为SHP在食品乳液凝胶中的开发和应用提供理论依据。

大豆蛋白稳定乳液油凝胶的制备及其在肉糜中的应用

以大豆蛋白为稳定剂,葵花籽油为油相,通过高速剪切乳化技术制备乳液油凝胶,研究载油量、大豆蛋白浓度和热处理时间对乳液油凝胶的影响,并将乳液油凝胶应用于肉糜中替代动物脂肪。结果表明:大豆蛋白颗粒可以承载体积分数达70%的油相,且在大豆蛋白浓度超过1%的条件下,能形成稳定的乳液油凝胶,其粒径随着大豆蛋白浓度的增加而略微变小。乳液油凝胶经80℃热处理后,粒径大小随加热时间基本不变,显示良好的热稳定性。流变分析表明乳液油凝胶的黏度随剪切速率升高而下降,不同加热时间下的储能模量均比损耗模量高,表明乳液形成了弹性的类凝胶网络,且加热处理45 min的乳液油凝胶黏弹性最为突出。肉糜经高温蒸煮后,肉糜蒸煮得率随乳液油凝胶替代比例的升高而提高,当乳液油凝胶完全替代猪油脂时,油脂和水分的渗出率明显降低。

螺旋藻分离蛋白-透明质酸乳液凝胶的构建及其应用

蛋白-多糖乳液凝胶作为活性物的包载体系,具有载量高、生物相容性高、稳定性好等优点。该文以螺旋藻分离蛋白(Spirulina protein isolate,SPI)和透明质酸(hyaluronic acid,HA)为乳化剂和凝胶基质,制备了不同油相体积分数的SPI乳液、SPI-HA乳液和乳液凝胶,表征了乳液的微观结构和粒径,分析了不同油相体积分数对乳液凝胶形成的影响,并探究了乳液凝胶对β-胡萝卜素的高温保护效果。结果表明,SPI乳液随着HA的引入,乳液粒径明显降低;乳液凝胶结构则随着油相体积分数的增加越来越致密;当油相体积分数为60%时,乳液凝胶的屈服应力、储能模量以及表观黏度均高于SPI乳液和SPI-HA乳液;乳液凝胶对70℃,8 h下β-胡萝卜素的保留率高达(78.83±2.75)%。综上所述,SPI-HA乳液凝胶在食品领域中具有良好的应用前景。