热诱导聚集对大豆蛋白凝胶流变特性及稳定性影响

【摘要】凝胶是植物蛋白最重要的性质之一,本文研究了不同环境因素对大豆蛋白凝胶特性的影响,并通过控制温度和时间(90℃-30min和70℃-24h)调控大豆蛋白形成不同性质的聚集体,系统研究了大豆蛋白聚集体的性质及聚集体性质对其凝胶流变特性和热稳定性的影响。采用小变形振荡(动态)流变测试研究不同环境因素下大豆分离蛋白(SPI)凝胶网络结构形成。结果表明：在加热阶段,储能模量(G’)和耗能模量(G”)都低于1Pa,G’<G”且基本保持恒定直到达到凝胶点。TanS值随着加热的进行逐渐减少,然后急剧下降,冷却阶段时降至最低且保持恒定,说明形成强而稳定的凝胶网络结构。当加热和冷却速率增大时(从0.5-4℃/min)G’值逐渐下降,表明最终形成凝胶强度下降；慢的加热(冷却)速率时(0.5、1、2℃/min)tanδ较小,说明相对于快的加热速率(4℃/min)形成了更好三维网络结构的凝胶；凝胶点和加热速率有关而不受冷却速率的影响。随着蛋白质浓度的增大,其凝胶G’值增大、tanδ值减少、凝胶点下降。增大蛋白质浓度可以提高凝胶强度,而tanδ值和凝胶点随着蛋白质浓度的增大而减少；pH值(中性到碱性条件)增大,G’值不断增大。盐离子浓度显著影响大豆蛋白凝胶特性,在0.1和0.2mol/L浓度时其凝胶G’值最大,然后随着NaCl浓度的增大,G’逐渐减小,tanδ值在低盐(0～1.0mol/L)情况下表现一致,而在2.0mol/L时显著变大且未形成凝胶,凝胶点则随着盐离子的增大慢慢增大。为探讨大豆蛋白溶液聚集体性质对其热致凝胶流变特性的影响,通过热诱导不同浓度(4%和9%w/v)大豆蛋白溶液形成聚集体,并考察高浓度下(14%w/v,高于临界凝胶浓度)聚集体溶液(聚集体浓溶液)的剪切黏度和热致凝胶流变学性质。发现蛋白质分子浓度是聚集体性质的关键因素,且随着初始热诱导蛋白浓度的增大,聚集体平均粒径、暴露巯基含量、特性黏度增大。流变特性分析发现：初始热诱导蛋白浓度越高,聚集体浓溶液的剪切黏度越大,而天然大豆蛋白溶液剪切黏度最小；在重新加热后,聚集体浓溶液产生了较弱的凝胶,而天然大豆蛋白溶液产生的凝胶强度最强。研究了聚集体特性和二硫键对大豆蛋白酸诱导冷凝胶流变特性的影响,发现70℃-24h下聚集体冷凝胶的强度和浊度要低于90℃-30min下聚集体形成的冷凝胶；通过添加巯基抑制剂(NEM)可以显著影响聚集体之间二硫键的形成,从而影响最终蛋白质聚集体冷凝胶的强度。研究了聚集体溶液在盐离子存在下的热稳定性,发现可溶性聚集体能够提高稳定性,因为可溶性聚集体有更高的电位,热处理后聚集体相比较于天然蛋白粒径更小,导致产生的黏度和浊度更小。
【作者】武肖；
【导师】傅玉颖；
【作者基本信息】浙江工商大学，食品科学与工程，2013，硕士
【关键词】大豆蛋白；聚集体；凝胶；流变特性；热稳定性；

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