芸豆蛋白功能特性及改性的研究进展

芸豆是中国传统豆类资源的一种,芸豆的营养组成较为全面,芸豆蛋白所含的氨基酸种类齐全,必需氨基酸含量较高。芸豆蛋白的功能特性在植物蛋白中具有优势,但相关研究和综述尚且较少。该文对芸豆蛋白的提取方法、功能特性和改性研究进行了综述,着重阐述了芸豆蛋白的各种功能特性以及不同改性方法对其功能特性的影响。针对芸豆蛋白的利用率较低、高附加值产品稀缺的技术难题提出展望,为提高芸豆蛋白的加工实用性及扩大其应用范围提供理论支撑。

芸豆蛋白的营养价值和功能特性研究

以芸豆蛋白(KBP)为研究对象,采用比值系数法和模糊识别法全面评价其营养价值。结果表明,芸豆蛋白的必需氨基酸组成符合FAO/WHO标准模式,其氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)、必需氨基酸指数(EAAI)、生物价(BV)、营养指数(NI)和氨基酸比值系数分(SRCAA)分别为91.25、67.59、78.07、43.54、74.55和62.38。对芸豆蛋白的溶解性、乳化性、乳化稳定性、起泡性和起泡稳定性等功能特性进行初步测定,结果表明其功能特性良好。SDS-PAGE分析表明蛋白组分的相对分子质量主要集中在8条带上,分别对应为90.5、81.3、65.8、43.9、41.5、33.7、30.2、17.5kDa。

芸豆蛋白与糖基化芸豆蛋白结构与功能特性研究

方法:将芸豆蛋白与氨基葡萄糖进行糖基化反应,通过糖基化和辅助糖基化对芸豆蛋白结构修饰,研究其对功能性质的影响。目的:探讨糖基化蛋白功能性质与结构之间的关系。结果:糖基化改性使芸豆蛋白的溶解性、乳化性、起泡性均有明显改善,利用超声辅助糖基化芸豆蛋白和糖基化芸豆蛋白的溶解性、乳化性、起泡性分别提高了17.30%,10.10%,20.89%,12.59%,2.5%,1.25%;而泡沫稳定性、表面疏水性和热变性温度均有所降低,分别下降了14.23%,9.73%,280Ho,110Ho与3.1,1.95℃。与芸豆蛋白相比较,其二级结构上α-螺旋和β-折叠呈增加趋势,β-转角结构和无规则卷曲呈下降趋势。经糖基化处理的芸豆蛋白分子呈易结合状态,更易暴露蛋白质分子结构内部的结合位点。结论:通过对芸豆蛋白和改性芸豆蛋白的功能性质与空间构象的比较分析,明确糖基化处理可使蛋白质分子链内部外露,糖基化改性对芸豆蛋白二级结构主链有影响。这为制备芸豆蛋白特定产品以及分子设计和重组提供了依据。

超滤对芸豆蛋白酶解物抗氧化活性的影响

采用超滤法从芸豆蛋白酶解物中初步分离纯化抗氧化活性肽。研究超滤系统主要参数对膜通量的影响,确定最优的超滤条件和膜清洗方法,并对超滤前后酶解物的相对分子质量分布、氨基酸组成及抗氧化活性进行比较。结果表明:采用改性聚醚砜平板超滤膜在室温,酶解液质量分数2.5%,pH6.5和压力0.25MPa条件下的分离纯化效果较好;超滤能有效去除酶解液中相对分子质量较大的组分,相对分子质量2000～1000D及1000D以下的组分分别从11.38%和12.64%提高到32.83%和45.91%,其抗氧化活性也得到明显提高。

绿原酸改性黑芸豆蛋白抗氧化活性与乳化性能研究

为解析黑芸豆分离蛋白(Black kidney bean protein isolate,BKPI)绿原酸(Chlorogenic acid,CA)复合体系中CA对BKPI功能性质的影响,研究了不同CA添加量(0.05、0.15、0.25 g/(100 mL))与BKPI相互作用后对BKPI结构及抗氧化特性和乳化特性的影响。采用动态光散射、荧光光谱和红外光谱等技术,研究流体动力学半径、内部结构特性及蛋白空间结构的变化。结果表明,随着CA添加量增加,复合物中多酚结合量与浊度增加,游离氨基含量减少,其溶液液滴粒径分布更加均匀。CA与BKPI的相互作用可以改变BKPI的空间结构,二级结构中α-螺旋与无规则卷曲的相对含量降低,β-转角的相对含量增加。随着CA添加量的提高,复合物乳化性及抗氧化性显著提高(P<0.05),当CA添加量为0.25 g/(100 mL)时,复合物的乳化性和抗氧化性最优。这表明在乳液食品体系中,CA-BKPI复合物可被用作有效的抗氧化剂和潜在的乳化剂。

不同温度处理对红芸豆蛋白热稳定性及结构的影响

为探究加热过程中红芸豆分离蛋白(Red Kidney Bean Protein Isolate,KPI)溶解特性和结构特性变化及评估不同温度(50~95℃)处理对KPI溶液热聚集特性的影响,该研究以不同温度处理KPI溶液为研究对象,采用热力学和光谱学对其热聚集特性进行分析。结果表明:随处理温度升高,红芸豆蛋白溶解度呈先升后降趋势,70℃时蛋白溶解度达到最高值82.68%,温度升高至95℃时,溶解度下降至65.63%;电泳结果显示,90℃处理蛋白上清液电泳图谱中出现一条分子量约为135 kDa的新条带。随温度升高,总巯基数量则呈下降趋势,游离巯基呈先升后降趋势。随温度上升,加热造成蛋白α-螺旋结构占比呈下降趋势,不规则结构占比呈上升趋势,β-折叠和β-转角变化幅度不大,而KPI内源荧光的最大发射波长呈红移趋势。研究结果为红芸豆食品热加工工艺优化和质量控制提供了理论基础。

反胶束法提取红芸豆蛋白的前萃工艺优化

采用二-(2-乙基已基)琥珀酸酯磺酸钠(AOT)-异辛烷-氯化钾组成的反胶束体系萃取红芸豆蛋白(RKBP)。采用电导法考察AOT浓度对AOT-异辛烷-水反胶束体系含水量和临界增溶水量的影响,确定反胶束体系稳定的AOT浓度范围。采用单因素实验分别研究了AOT浓度、缓冲液pH、KCI浓度和萃取时间等因素对RKBP前萃率的影响,通过正交实验优化前萃条件。结果表明,不同AOT浓度对应的反胶束体系的临界含水量值(Wc)基本一致,反胶束体系能够增溶的水的体积随AOT浓度的增加而明显增大,反胶束体系稳定的AOT浓度上限值为2mol/L。正交优化获得反胶束法萃取RKBP的最佳前萃条件为:AOT浓度1.25mol/L,缓冲溶液pH7.5,KCl浓度0.05mol/L,萃取时间90min。在该最优工艺条件下,RKBP前萃率达到43.57%。

芸豆蛋白淀粉样纤维聚集后属性的变化研究

研究探讨了芸豆蛋白的淀粉样纤维聚集后的溶液和形成凝胶属性的变化。一定浓度的蛋白质溶液在低pH和低离子强度的条件下,加热可以形成线性聚集。蛋白质分子热聚集,导致了溶液和形成的凝胶性质上发生了较大的改变。淀粉样纤维蛋白质的形成可以通过刚果红的波长扫描来确定,流变仪测定蛋白溶液的粘度和形成凝胶的强度,扫描电镜观察蛋白质构象变化后的微观形态。

反胶束法提取红芸豆蛋白后萃工艺的优化

以二-(2-乙基已基)琥珀酸酯磺酸钠(AOT)-异辛烷-氯化钾组成的反胶束溶液为前萃体系,对从前萃体系中提取红芸豆蛋白(RKBP)的后萃工艺条件进行了研究。采用单因素试验分别研究了缓冲液pH值、KCl浓度和后萃时间等因素对RKBP后萃率的影响,通过正交试验优化后萃条件。结果表明:反胶束法萃取RKBP的最佳后萃条件为缓冲溶液pH值9.0、KCl浓度1.2mol/L和后萃时间60min。在该最佳工艺条件下,RKBP后萃率达到90.45%。

芸豆蛋白的营养评价和体外消化研究

以芸豆蛋白(KBP)为研究对象,采用比值系数法和模糊识别法全面评价其营养价值。结果表明,芸豆蛋白的必需氨基酸组成符合FAO/WHO标准模式,其氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)、必需氨基酸指数(EAAI)、生物价(BV)、营养指数(NI)和氨基酸比值系数分(SRCAA)分别为91.25,67.59,78.07,43.54,74.55和62.38。胃蛋白酶和胰蛋白酶体系模拟消化研究发现,KBP、11S和7S组分的氮释放量分别为73.11%、79.88%和84.56%,说明芸豆蛋白是一种营养价值丰富、容易消化的优质蛋白资源。

氧化绿原酸对芸豆蛋白水解物制备乳状液稳定性的影响

以乳状液质量为基准,添加0.5%、1.0%、2.0%的氧化绿原酸(oxidized chlorogenic acid,OCA)到芸豆蛋白水解物(kidney bean protein hydrolysate,KBPH)稳定的水包油乳状液中,测定了乳状液的粒径、ζ-电位、絮凝指数、凝结指数以及硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reaction substances,TBARS)值。结果表明:质量分数10%KBPH乳状液的稳定性要低于质量分数5%KBPH的乳状液。OCA能够增加乳状液的氧化稳定性,当OCA的添加量为1.0%时,乳状液的ζ-电位值最高、粒径最小且絮凝稳定性最优,但当OCA的添加量超过1.0%后,乳状液的稳定性出现降低。

芸豆蛋白酶解物不同脱盐工艺的比较研究

分别将离子交换树脂法和大孔吸附树脂法用于对芸豆蛋白酶解物(KBPHs)的脱盐工艺,并对其进行比较研究,分析脱盐前后KBPHs的理化成分和DPPH.清除活性。结果表明,大孔吸附树脂对KBPHs的脱盐效果优于离子交换树脂。静态吸附和解吸实验表明,H103树脂的吸附性能优于其他3种树脂。动态脱盐的最佳条件为:pH4.5、浓度45.5mg/mL的KBPHs液以1BV/h的流速上样、1BV/h的流速水洗、2mL/min的80%乙醇解吸。该条件下,H103大孔树脂对KBPHs的脱盐率为87.31%,回收率达82.37%。脱盐后KBPHs中灰分含量仅为1.81%,DPPH.清除活性的HSC50值为0.53mg/mL。

英国红芸豆蛋白抗氧化肽酶解工艺的研究

以英国红芸豆为原料,研究芸豆蛋白质抗氧化活性肽的酶解工艺。首先以水解度和总抗氧化能力为评价指标进行酶的筛选,并采用单因素及正交实验设计优化酶解工艺。结果表明,碱性蛋白酶对芸豆蛋白水解能力最强,酶解产物的抗氧化能力最高;最佳酶解条件为底物浓度5.0%,温度55℃,加酶量4000 u/m L,p H10,时间2 h,该条件下总抗氧化能力高达186.97 U/mg pro,英国红芸豆活性肽显示出较强的抗氧化活性。

四种芸豆蛋白的理化与功能特性分析

以紫花芸豆、白芸豆、黑芸豆、红芸豆等4种芸豆为研究对象,分别提取4种云豆的蛋白质,从研究4种杂豆蛋白的理化性质和功能特性(乳化性、凝胶性、持水性、持油性)入手,四种芸豆蛋白的理化与功能特性分析。四种芸豆在相同的提取条件下,所得到的蛋白纯度存在差异,其中黑芸豆的蛋白纯度最高,达到了77.54%。四种芸豆蛋白均为全价蛋白,其中8种必需氨基酸的比例均显著高于大豆蛋白及国家标准。四种芸豆蛋白的吸油性、吸水性、乳化性、发泡性等都具有一定的差异,其中乳化性、吸水、吸油性和凝胶性等性能比较突出。

糖基化反应改善芸豆蛋白乳化特性的研究

芸豆蛋白与果胶在不同的质量比例、反应天数和果胶水解时间等条件下进行糖基化反应,利用乳化活性及其稳定性等指标衡量糖基化对芸豆蛋白乳化特性的影响,并用红外光谱分析糖基化共聚物的结构特征。研究表明,当蛋白与果胶比例1:5,反应天数5d,果胶水解时间60min时,糖基化反应能显著改善芸豆蛋白的乳化特性。在酸或热处理等条件下,糖基化后蛋白的乳化活性及其稳定性均优于单甘酯,证明改性后的芸豆蛋白具有良好的乳化特性。

超声处理对芸豆蛋白理化性质及抗氧化能力的影响

本试验以脱脂芸豆蛋白为原料,利用溶解度、乳化性以及总抗氧化能力等指标分析不同超声条件对芸豆蛋白理化性质及抗氧化能力的影响。结果表明:与未处理组相比,当超声时间20 min、功率400 W时,芸豆蛋白的水解度与溶解度达到最大值,分别由3.34%增加至20.10%,56.83%增加至79.63%;超声处理后芸豆蛋白起泡性及起泡稳定性显著增强(P<0.05),当超声时间10 min、功率400 W时分别达到最大值162.81%、72.94%;与未处理组相比,当超声时间10 min、功率400 W时乳化性最佳,增加了2.82 m^(2)/g,超声功率不变,时间延长至20 min乳化稳定性最强,增加了18.95%;超声处理使芸豆蛋白的游离巯基含量显著提高(P<0.05),二硫键含量显著减少(P<0.05);总抗氧化能力在超声时间30 min,功率160 W时抗氧化能力最好(674.63 U/mL),DPPH自由基清除能力与Fe离子还原能力在超声时间10 min、功率400 W时达到最大值,分别提高了38.96%、17.84%。综上,超声处理能够显著改善芸豆蛋白理化性质,提高其抗氧化能力。

不同功率超声波对芸豆蛋白理化和功能性质的影响

研究超声波处理对芸豆蛋白(KBP)理化和功能性质的影响。分别探讨了不同超声波功率对芸豆蛋白的紫外光谱、荧光光谱等理化性质及溶解度、吸油性、起泡性能和乳化性能等功能性质的影响。结果表明,超声波处理对芸豆蛋白的紫外光谱和荧光光谱有明显的影响;芸豆蛋白的溶解度随超声波功率增加而逐渐提高,芸豆蛋白400 W时的起泡性和起泡稳定性、500 W时的乳化性和乳化稳定性和200 W时的吸油性最高。说明适宜的超声波功率水平能够改善芸豆蛋白的理化性质和功能性质。

紫花芸豆蛋白体外消化产物的抗氧化活性及结构特征分析

为探究芸豆蛋白在体外模拟胃部消化期间抗氧化活性及结构特征,本实验以紫花芸豆蛋白为原料,采用体外模拟消化模型,并运用多种蛋白分析方法进行检测。结果表明:在消化期间因酶解作用,其水解度及溶解度明显提高,并且随着芸豆蛋白低分子质量肽段数量的增加,消化产物的抗氧化活性显著增加,其中总抗氧化能力、铁离子还原能力分别提高了296.97%、54.01%;通过傅里叶变换红外光谱分析发现,消化过程使芸豆蛋白二级结构发生显著变化,随消化时间的延长,消化产物中α-螺旋相对含量、β-转角相对含量不断提高,β-折叠相对含量不断降低;经模拟消化后的芸豆蛋白暴露巯基、总巯基含量下降幅度均较大,两者随消化时间延长均略有增加;扫描电子显微镜分析发现芸豆蛋白经胃部模拟消化后呈现颗粒状,且无序排列形成细密的网状结构。

真空搅拌及紫花芸豆蛋白添加量对香肠品质特性的影响

研究真空搅拌及紫花芸豆蛋白添加量对香肠品质特性的影响.分别制备添加0%、2%、3%、4%、5%(与瘦肉的比重)紫花芸豆蛋白的香肠,每组香肠肉馅再分为3组,分别在常压(S0)、0.04 MPa(S1)和0.08 MPa(S2)3个条件下搅拌10 min.比较香肠的出品率、pH值、色泽、质构及感官特性等指标.结果表明:搅拌真空度的增大可显著提高肉馅盐溶性蛋白的溶出量(P<0.05),与紫花芸豆蛋白的添加量无关;各添加水平香肠的出品率和水分含量与搅拌真空度和紫花芸豆蛋白的添加量呈显著正相关(P<0.05);当添加量不超过4%时,香肠的硬度、弹性、咀嚼度及回复性与添加量呈正相关(P<0.05);搅拌真空度的增加对香肠的质构特性及感官特性具有积极作用,0.08 MPa搅拌组香肠的质构指标优于常压搅拌组香肠(P<0.05);添加4%紫花芸豆蛋白的香肠的总体可接受度评分最高.

芸豆蛋白添加量对香肠品质的影响

芸豆蛋白添加到肉制品中，可保持肉汁，促进脂肪、水的吸收，在香肠加工中还起着定形和增加香肠肉质感的作用。通过在香肠中加入不同比例的芸豆蛋白，探究芸豆蛋白添加量对香肠品质的影响，最终确定芸豆蛋白添加量为2％。3％时，香肠切面坚实、口感鲜嫩、香而不腻、富有色泽，同时香肠的得率也十分可观，香肠的品质最好。