Effects of High Hydrostatic Pressure on the Solubilities and Structures of Alaska Pollock Protein

Alaska pollock is an important protein source which is extensively used in the food industry. Pollock protein isolates(PPI) with significantly enriched protein contents could be prepared using isoelectric solubilization/precipitation(ISP) processing; however, the functional properties of this process is limited by the large amount of water-insoluble proteins. In this study, we investigated the influence of high hydrostatic pressure(HHP) treatment on the solubility and structural changes of PPI. PPI obtained using ISP is treated with hydrostatic pressures of 200, 300, 400, and 500 MPa for up to 15 min, and the HHP-treated samples were observed to exhibit significantly improved solubilities. Further biochemical assays reveal that the continuous HHP treatments reduce the contents of free sulfhydryl groups and promote the formation of macromolecules with better water solubilities, which may induce the solubility improvements of the HHP-treated PPI. Our results indicate that HHP can be utilized to effectively prepare highly water-soluble Alaska pollock protein in food processing.

酶解联合糖基化对花生蛋白结构及功能特性的影响

利用木瓜蛋白酶有限酶解花生分离蛋白,再与葡聚糖在80℃下进行湿法糖基化反应2~6 h,研究糖基化对花生分离蛋白酶解物结构及功能特性的影响。结果表明,糖基化反应后花生分离蛋白酶解物具有较高的接枝度,紫外光谱和内源荧光光谱表明其空间结构发生改变,傅里叶变换红外光谱结果证实花生分离蛋白酶解物与葡聚糖发生糖基化反应。通过对复合改性后花生分离蛋白功能特性进行评价,发现花生分离蛋白的溶解度在pH3~7内均有所改善,反应4 h的糖基化产物在pH7时溶解度达到最高,为91.56%,较相同pH值下的花生分离蛋白提高1.77倍。经过4 h的接枝反应后花生分离蛋白酶解物的乳化活性最高,达到61.08 m^(2)/g,较花生分离蛋白提高5.28倍。此外,有限酶解和糖基化反应能够明显降低花生分离蛋白的表面疏水性、提高花生分离蛋白的抗氧化活性。因此,通过酶解和糖基化复合改性能够有效改善花生蛋白的功能特性,扩大其应用范围。

Rheological properties and fractal-rheology analysis of peanut protein isolate suspension

This study focuses on the non-linear rheological property and microstructure of peanut protein isolate(PPI)aggregation suspension.The impact of higher harmonics(I3 and I5)on fundamental stress wave during large amplitude oscillatory shear test was studied.Rheological test show that storage modulus G′and loss modulus G″increased with increasing PPI concentration.The non-linear viscoelastic properties of PPI suspension with different concentration were investigated.Using confocal laser-scanning microscopy method,this research explored the microstructure of PPI suspension as well as the fractal dimensions.The new critical strain indirect method combined with Wu-Morbidelli model to calculate the fractal dimension(2.9225)is very close to the actual fractal dimension(2.9206).Fourier Transform Rheology was adopted to get the new critical strain for fractal dimension calculation,which was proved to be feasible.

Rheological properties of peanut protein isolate aggregation suspension and acid-induced gel

The dynamic rheological properties of peanut protein isolate(PPI)suspension and acid-induced PPI gels were studied.In frequency sweep test,the storage modulus(G′)and the loss modulus(G″)of PPI aggregation suspensions at different concentrations increased with the increase of frequency.The steady state shear flow test showed that PPI aggregation suspension had a thinning behavior of the shear,and the image of steady shear curve fitted the Carreau model.After gel formation,acid-induced PPI gels showed a typical Type I behavior(strain thinning)in strain sweep test,meaning that PPI gel got easily broken down,and there was a very small opportunity for the protein molecules to re-establish the network.Compared with the strain sweep of PPI aggregation suspensions and gels,the range of the storage modulus existed a dramatic difference,which could get about tenfold.As the frequency increased,both elasticity and viscosity increased in frequency sweep test,which indicated that the frequency dependence of the storage modulus increased with the increase of concentration.

碱提酸沉法制取花生分离蛋白的优化条件

采用碱提酸沉法研究了制取花生分离蛋白的优化条件。结果显示 ,当花生粕的匀浆料液比为 1∶8(m/V)、碱浸提液pH为 8 2、浸提温度为 6 0℃ ,重复浸提两次 ,每次浸提 2h ,酸沉pH为4 5时 ,制取的花生分离蛋白纯度可达 90 2 1% ,蛋白质回收利用率可达 75 74 %。研究结果可为花生蛋白的合理有效利用奠定基础。

低温花生粕蛋白制备及其饮料稳定性分析

以低温花生粕为原料,利用碱溶酸沉法提取花生分离蛋白,继而制备花生蛋白饮料,考察自制花生蛋白饮料的稳定性,并研究其氮溶指数、乳化活性及乳化稳定性等功能特性。结果表明,最佳工艺条件为pH 9.5、碱提温度55℃、料液比1∶11(g/mL)、提取时间2.5 h,此条件下花生分离蛋白提取率可达90.25%。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析显示,其中包含花生蛋白所有特征条带。花生蛋白饮料的平均粒径(D[4,3])为4.31μm,稳定性分析仪测出粒子动态变化斜率(Slope)值为26.66%/h。低温花生粕制备的花生蛋白饮料具有良好的稳定性,这为花生粕高值化利用提供了新方向。

花生分离蛋白提取工艺优化研究

采用碱提酸沉方法从脱脂花生蛋白粉中提取花生分离蛋白,在单因素试验的基础上,应用响应面法优化花生分离蛋白的提取条件。结果表明:浸提时间和碱液pH值对提取的花生分离蛋白纯度都有显著影响,且呈非线性关系,最佳提取工艺参数为浸提时间131min、浸提温度50℃、碱液pH10、料液比1:12(g/mL)。在此条件下,花生分离蛋白的纯度为95.05%、提取率71%。响应面法对花生分离蛋白提取条件的优化是可行的。

高静压处理对花生蛋白的改性研究

研究高静压(300 MPa～600 MPa)处理对花生分离蛋白、花生球蛋白的溶解性、乳化性(EAI)、乳化稳定性(ESI)、表面疏水性、巯基含量等性质的影响,并对各功能性质的相互关联性进行了分析。结果表明:高静压处理可有效的改善花生分离蛋白和花生球蛋白的溶解性和乳化性,但是会降低其乳化稳定性。在400 MPa,花生分离蛋白具有最大的乳化性和表面疏水性,花生球蛋白具有最大的溶解性。在500 MPa,花生球蛋白具有最大的乳化性和表面疏水性,花生分离蛋白具有最大的溶解性;随着压力的升高,花生球蛋白和花生分离蛋白的游离巯基含量呈下降趋势。表面疏水性与乳化性存在一定的正相关。结果表明,高静压处理可以有效改善花生蛋白的功能性质。

中性蛋白酶分步酶解花生分离蛋白制备花生短肽的研究

【目的】为了充分利用花生榨油之后的副产物,提高产品附加值,建立花生短肽制备工艺,研发功能性花生短肽产品。【方法】通过比较酶种类、底物浓度、酶解温度、酶解时间对水解度与短肽得率的影响,采用二次回归正交旋转组合设计优化分步酶解制备花生短肽的最佳工艺。【结果】中性蛋白酶分步酶解花生分离蛋白制备短肽的最佳工艺参数为:Neutrase水解花生分离蛋白2.04 h后加入Protamex继续酶解1.96 h,Neutrase添加量为5 200 U·g-1底物,Protamex添加量为422.32 U·g-1底物,水解温度44.83℃,底物浓度8%,在此条件下,短肽得率为83.93%,水解度为38.25%,花生短肽纯度为93.85%±0.44%。经高效液相色谱测定,分子量小于1 000 D的水解产物占98.88%。【结论】采用Neutrase与Protamex分步酶解花生分离蛋白制备花生短肽,与现有碱性蛋白酶酶解制备花生短肽方法相比,避免了后续脱盐步骤,简化了工艺,且具有制备条件温和,DH和TCA-NSI高,纯度高,分子量集中分布于1 000 D以下等特点。

花生多肽的提取、分离及纯化研究

研究了从冷榨花生饼中提取、分离和纯化花生多肽。用碱溶酸沉法从冷榨花生饼中提取花生蛋白,用AS1.398中性蛋白酶水解花生蛋白得到花生多肽粗品,超滤截取相对分子量小于5kD和3 kD的两部分,冷冻干燥后用Sephadex G-25柱层析分析分别得到2个和1个活性峰,在三甲基甘氨酸SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳上显示单一条带的纯品,用5 kD超滤得到的2个峰的相对分子量在6.5 kD和2 kD左右,而用3 kD超滤得到的1个峰的分子量在2 kD左右,Sephadex G-25结合超滤的方法可以获得较纯的花生多肽。

双酶分步水解制备花生多肽工艺优化

为了开发和利用花生蛋白资源,生产高附加值蛋白产品,以花生分离蛋白为原料,采用Alcalase和Flavourzyme分步水解法制备花生多肽。通过单因素试验和响应面中心组合设计试验,研究Flavourzyme水解花生分离蛋白过程中加酶量、底物质量分数、酶解温度、酶解时间和酶液pH值等因素对水解的影响。建立水解液中可溶性氮质量浓度与各种影响因素的回归模型;确定Flavourzyme酶解反应的最佳工艺参数为pH7.0、加酶量1714U/g底物、底物质量分数5%、酶解温度55℃、酶解时间90min。在此条件下,酶解产物中可溶性氮质量浓度为19.44mg/mL。

花生分离蛋白磷酸化改性研究

采用响应面优化法对花生分离蛋白进行磷酸化改性,以氮溶解指数(NSI)为指标得出花生分离蛋白磷酸化改性的最佳条件为三聚磷酸钠添加量7.77%、花生分离蛋白质量分数6.38%、反应温度44.85℃、反应体系pH8.24、反应时间5.68h。得到的花生改性蛋白NSI最大值为77.74%。改性后,花生分离蛋白的吸油性、吸水性、持水性、乳化性、乳化稳定性、泡沫稳定性都有不同程度的提高。

花生湿热处理对其分离蛋白的结构和功能特性的影响

本文通过还原/非还原电泳、热差示扫描、表面疏水性及等电点测定等手段,表征了花生湿热处理对其分离蛋白结构和功能特性的影响。结果表明:在105℃随着湿热处理时间延长其分离蛋白中伴球蛋白所占比例逐渐减少,球蛋白在加热75 min后产生热聚集,此外通过美拉德反应生成的糖蛋白含量逐渐增加,分离蛋白等电点向酸性偏移,表面疏水性先逐渐升高,并在75 min后显著降低;热处理后的花生分离蛋白溶解性在碱性范围内逐渐增大,起泡能力先升高后降低,泡沫稳定性则先降低后升高,乳化活性及稳定性先降低,加热至75 min后又升高。

不同品种花生分离蛋白凝胶性评价方法的研究

选取我国有代表性的45个花生品种,利用碱溶酸沉法制备花生分离蛋白,分别制成热凝胶,采用物性仪对形成凝胶的特性进行测定,同时测定花生分离蛋白吸水性和吸油性。通过相关性分析确定硬度、弹性、内聚力作为花生蛋白凝胶性的评价指标,通过归一化的方法将这3个指标化为1个综合指标,用来评价花生蛋白的凝胶性,并建立方程。采用综合指标对43个品种花生蛋白凝胶性进行评价发现,排在前3位的是鲁花11、花育22和双纪2号。

脂肪氧合酶催化亚油酸氧化对花生蛋白结构的影响

利用脂肪氧合酶催化亚油酸氧化的反应体系对花生分离蛋白进行不同程度的氧化修饰,通过研究不同亚油酸含量下花生分离蛋白的羰基值、游离巯基含量、粒径分布、表面疏水性、溶解度以及荧光光谱的变化规律,从而探讨氧化对花生分离蛋白结构的影响。结果表明:随着反应体系中底物亚油酸含量的增加,花生分离蛋白的羰基值先增加后略微下降,游离巯基含量下降,表面疏水性先增加后减小,说明氧化后花生分离蛋白的结构已经发生了改变。其粒径分布和溶解度的变化规律可以表征花生分离蛋白氧化聚集体的状态,同时其荧光峰位λmax的变化规律可反映花生分离蛋白三级结构的具体变化,表明脂肪氧合酶催化亚油酸氧化可以诱导花生分离蛋白分子发生聚集,使其结构发生显著变化。

从高温粕和低温粕中提取的分离蛋白的性质比较

对高温花生粕和低温花生粕中提取的分离蛋白的结构和性质进行了比较研究。采用碱溶酸沉法从高温花生粕和低温花生粕中制备分离蛋白,分别测定它们的疏水性、氮溶解性、乳化活性、乳化稳定性和分子量分布。结果发现,与低温粕中提取的分离蛋白相比,高温粕中提取的花生分离蛋白的疏水性高,氮溶解性低,乳化活性和乳化稳定性好。电泳结果显示,蛋白分子量分布发生明显改变。结果表明,蛋白质结构与功能之间有着显著的关系。

烘烤对花生分离蛋白结构及功能特性的影响

研究了干热烘烤对花生种子分离蛋白的结构和功能特性的影响。结果表明:烘烤会使花生分离蛋白中伴球蛋白含量大量减少,球蛋白相对伴球蛋白更加耐热,但烘烤30min后,会有部分球蛋白发生聚集或分解;会使花生脱脂粉中蛋白提取率降低,但会改善分离蛋白在碱性条件下的溶解性;会使花生分离蛋白乳化性呈现先降低后升高的趋势;不论花生是否经过烘烤处理,其分离蛋白都只能形成较弱的凝胶体系。

喷射蒸煮辅助提取对花生分离蛋白结构和功能的影响

以高温粕为原料,研究了胶体磨、微射流、喷射蒸煮和酶预处理等技术对提取花生高温粕中花生蛋白的提取率的影响,并对不同方法提取的蛋白进行了得率、纯度、氮溶指数进行了比较,并对其结构和功能性质进行了分析。研究发现通过喷射蒸煮提取的花生分离蛋白的得率为37.56%,氮溶指数可达82.5%,溶解度、乳化性也明显提高。花生分离蛋白经喷射蒸煮处理后完全变性,产生可溶性聚集体,粒径变大,表面疏水性明显增大。

从花生蛋白粉中提取花生分离蛋白的条件优化

采用碱提酸沉法从脱脂花生蛋白粉中提取花生分离蛋白,通过单因素试验和正交试验优化了提取工艺条件,确定最佳工艺条件为:浸提温度60℃,料液比1∶9,pH9.0,浸提时间90 min,酸沉pH4.5。在此条件下,蛋白质提取率达42.5%,产品纯度为95.65%。所得花生分离蛋白具有良好的功能特性。

转谷氨酰胺酶改性花生分离蛋白工艺的研究

为了改善花生分离蛋白的凝胶特性,研究了利用转谷氨酰胺酶交联改性花生分离蛋白的工艺。在进行了酶添加量、花生分离蛋白浓度和酶作用时间单因素试验基础上,利用响应面试验设计优化了酶交联改性的最佳条件。并分别测定了酶改性前后花生分离蛋白的功能性,包括:溶解性、吸油性、持水性、乳化性和乳化稳定性、起泡性和起泡稳定性。通过响应面分析得到酶改性的最佳条件:酶添加量、花生分离蛋白质量浓度和酶作用时间分别为17.75 U/g、29.60 g/mL和376 min,在此条件下,凝胶的硬度可达到333.49 g。经转谷氨酰胺酶改性后,花生分离蛋白的吸油性和持水性均有不同程度的提高,分别提高了27.41%和61.24%。