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大豆分離蛋白的組成與功能性質(zhì)
作者:謝良? 王璋? 蔡寶玉? 無錫輕工大學(xué)食品學(xué)院
關(guān)鍵詞 大豆分離蛋白 成分 功能性質(zhì)
前言
大豆分離蛋白是重要的植物蛋白產(chǎn)品,除了營養(yǎng)價值外?,它還具有許多重要的功能性質(zhì)?,這些功能性質(zhì)對于大豆蛋白在食品中的應(yīng)用具有重要的價值〔1〕。
大豆蛋白的功能性質(zhì)可歸為三類〔1〕,?一是蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)(取決于蛋白質(zhì)-?水相互作用)?,二是與蛋白質(zhì)?-?蛋白質(zhì)相互作用有關(guān)的性質(zhì)?,三是表面性質(zhì)。水合性質(zhì)包括?:?水吸收及保留能力、濕潤性、腫脹性、粘著性、分散性、溶解度和粘度。而蛋白分子間的相互作用在大豆蛋白發(fā)生沉淀作用、凝膠作用和形成各種其它結(jié)構(gòu)(例如面筋)?時才有實際的意義。表面性質(zhì)主要是指乳化性能和起泡性能。
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1.?1?????材料
國產(chǎn)大豆分離蛋白:市售 ,食品級進口大豆分離蛋白:美國?,火腿生產(chǎn)用的大豆分離蛋白
1.?2?????方法
1.?2.?1??????水分測定〔6〕:?真空干燥法?(?680mm汞柱70 ℃)
1.?2.?2?????灰分測定〔7〕:高溫爐?600℃灰化
1.?2.?3?????鉀、鈉和鈣含量(ppm或μg/g)?測定〔8〕:原子吸收分光光度法
1.?2.?4?????磷酸鹽含量(以?PO43?-?計?,mg/g)測定〔9〕:鉬藍比色法
1.?2.?5?????蛋白質(zhì)含量(N×6.?25)測定〔10〕:凱氏定氮法
1.?2.?6?????脂肪含量測定〔11〕:索氏抽提法
1.?2.?7?????纖維含量測定〔12〕:酸性洗滌劑法
? 1.?2.?8?????碳水化合物含量測定〔13〕:?費林氏容量法(?以轉(zhuǎn)化糖計)
? 1.?2.?9????蛋白質(zhì)溶液的粘度測定〔14〕:?用哈克粘度計(Haake?RV12?,MVST)?測定蛋白質(zhì)水溶液的粘度(剪切速率為10s21?,mPas)?。
? 1.?2.?10??水合能力(?WHC)?測定〔15〕:?測定蛋白質(zhì)的水合能力分兩步進行?,首先確定水合能力的近似值:稱5.?0g樣品?,置于預(yù)先稱重過的離心管中?,逐步加水?,?每加一次水?,就用玻棒將樣品攪勻?,加至樣品呈漿狀但無水析出為止?,?在管壁上擦干玻棒?,?于2000r/min?離心?10min?,倒去上層清液?,稱重。若沒有上清液?,則應(yīng)再加水?dāng)噭蛟匐x心?,至離心后有少量上清液止。
水合能力(WHC)?近似值?= [?(離心管重?+?沉淀物重)?-?(離心管重?+?樣品重)?]/?樣品重(g?水/ g 樣品)
在4?支稱重過的離心管中放入待測樣品?,樣品量按下式計算出:
試樣重 = 15/?(WHC近似值 + 1)
加入試樣后?,向離心管中加水?,加水量分別比由公式?(?15?為待測樣品重)?計算出的水量多?1.?5ml?,?0.?5ml和少?0.?5ml?,1.?5ml?,用玻棒用力攪?2min?,然后用前述的條件離心?,相鄰兩離心管?,一支有清液而另一支沒有清液出現(xiàn)?,此兩管的加水量差即為?WHC?的偏差范圍。
1.?2.?11?????氮可溶解指數(shù)(NSI)?測定〔16〕
1.?2.?12?????蛋白質(zhì)分散指數(shù)(?PDI)?測定〔17〕
1.?2.?13?????大豆分離蛋白的DSC分析〔18〕
用差示掃描量熱分析儀(?PE公司?,DSC7)?分析所測樣品 ,?掃描速率為?10?℃/?min?,?掃描區(qū)間為?0?℃~?180 ℃,裝樣量為?5mg?左右。
1.?2.?14?????凝膠性質(zhì)的分析〔2〕
凝膠的制備:將蛋白質(zhì)溶于去離子水中?,濃度為12?%?(?w/?v)?,?攪拌均勻?,?用分散器?(?Ultra?-?TURRAX?T25)分散?1min?(12500r/?min)?,均質(zhì)?20mpa?,將此蛋白質(zhì)溶液裝于?100ml?的燒杯中?,蓋以鋁箔?,將此燒杯置于90?℃的水浴中加熱保溫?30min?,然后用冰浴冷卻至室溫?,在?4?℃的冰箱中保存24h?,從冰箱中取出立即測定其凝膠強度。
凝膠強度的測定:用材料儀(LLOYD ,1000S)測定凝膠的強度 , 選用直徑為 7. 94mm 的圓柱狀平頭沖頭 ,沖壓速度為 30cm/ min ,沖壓深度為 20mm。
1.?2.?15?????大豆蛋白質(zhì)乳化能力的測定〔3〕
配制1?%的蛋白質(zhì)溶液?,?攪拌?60min?,?量取50ml?此蛋白質(zhì)溶液?,先加入20ml大豆色拉油?,開動勻漿機(RS?-1?,江陰周莊)?,轉(zhuǎn)速為?10000r/?min?,邊攪邊加入大豆色拉油?,測體系的電導(dǎo)率的變化,電導(dǎo)率急劇下降的點即為加油的終點。重復(fù)4?次?,取平均值?,并計算標(biāo)準(zhǔn)偏差?,乳化能力的計算如下式:
乳化能力(EA)??=總加油量/蛋白質(zhì)量??(ml油/g蛋白質(zhì))
1.?2.?16?????大豆蛋白質(zhì)乳化穩(wěn)定性測定〔4〕
配制?0.?5?%的大豆分離蛋白溶液?,于室溫下攪拌2h使其充分溶解?,將大豆分離蛋白溶液與大豆色拉油以65∶35的比例混合?,?用分散器(Ultra?-?TURRAXT25)?分散?1min(9500r/min)?,?取樣測定其水份(?105℃ 恒重法)?,取上述乳狀液?10ml置于?15×150nm的試管中?,于室溫下靜置?30min?,用移液管小心移去底部的5ml 樣品 , 測定余下的樣品的水份(?105 ℃恒重法)?。重復(fù) 4 次 ,取平均值 ,并計算標(biāo)準(zhǔn)偏差 ,乳化穩(wěn)定性的計算如下式:
乳化穩(wěn)定性(?ES)?=?(100 - 靜置 30min 的樣品的水份)?/?(100- 初始樣品的水分)
ES值越大,表示乳化穩(wěn)定性越差
1.2.17???? 分子量分布測定〔19〕
采用凝膠過濾層析法測定大豆分離蛋白質(zhì)的分子量分布?,柱長?150cm?,直徑?1.?6cm?,凝材料為?Sepa2?cryl200?。樣品的提取方法為?:將?1g?樣品分散于?20ml?的磷酸緩沖液中(0.?1M?,p?H7.?5)?,攪拌?30min?,離心?,用濾紙過濾?,濾液即為待分析樣品。標(biāo)準(zhǔn)樣品如下表所示:
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2、試驗結(jié)果與討論
2.1? ?理化指標(biāo)
本文測定了進口的火腿生產(chǎn)用大豆分離蛋白和國產(chǎn)的大豆分離蛋白的理化性質(zhì)?,結(jié)果見表?2?。
從表?2?可以看出?,在化學(xué)組成上?,進口樣品的蛋白質(zhì)含量明顯高于國產(chǎn)樣品?,然而兩者都沒有達到90?% ;進口樣品的灰份含量明顯低于國產(chǎn)樣品?,但總脂含量明顯高于國產(chǎn)樣品。從產(chǎn)品的成分可以知道:兩種大豆分離蛋白的制備工藝是不同的?,溶解試驗發(fā)現(xiàn)進口樣品的分散性明顯優(yōu)于國產(chǎn)大豆分離蛋白?,表明進口產(chǎn)品的粗脂肪含量較高是因為采用了表面噴涂工藝?,而不是脫脂不徹底。
用粘度計測定大豆分離蛋白溶液的粘度?,結(jié)果見表?4?。從粘度數(shù)據(jù)可以看出?,在相同濃度下?,進口樣品的粘度較低。根據(jù)流變學(xué)的研究可以知道〔20〕,?體系的粘度與濃度和分子的結(jié)構(gòu)(?分子量和分子構(gòu)象等)?有關(guān)?,濃度越高?,分子量越大的體系粘度較大。從后面的測定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)?,進口大豆分離蛋白分子量較大的組分含量較高(表?9)?,這對賦予體系高粘度是有利的,但進口大豆分離蛋白的溶解度明顯低于國產(chǎn)的產(chǎn)品(表?5)?,而對溶液粘度的貢獻主要是由溶解部分提供的,因測定粘度的試樣的濃度為分散體系的總濃度?,故實際測定粘度的樣品?,進口大豆分離蛋白的溶解部分的濃度遠低于國產(chǎn)樣品?,致使進口樣品的粘度偏低。由于進口樣品是專用于火腿生產(chǎn)的產(chǎn)品有關(guān)?,粘度低對使用是有利的。
2. 3. 2 大豆分離蛋白的水化性質(zhì)水合能力(WHC) 和溶解性是大豆分離蛋白重要的水合性質(zhì),兩種大豆分離蛋白樣品的水合性質(zhì)見表5。
用DSC 對大豆分離蛋白樣品進行分析,可以測得大豆分離蛋白的變性溫度和變性熱焓,從中可以了解大豆分離蛋白在加工過程中已發(fā)生變性的程度。DSC 分析結(jié)果如表6 所示。
根據(jù)圖中的結(jié)果分析,得到兩種大豆分離蛋白樣品不同分子量組分的相對含量,如表9 所示。從兩種樣品的分子量分布來看,進口樣品中高分子量部份所占的比例明顯高于國產(chǎn)樣品,而國產(chǎn)樣品中低分子量部分占有很高的比例。
據(jù)國內(nèi)有關(guān)生產(chǎn)廠家介紹,國內(nèi)生產(chǎn)廠家在加工大豆分離蛋白時,為了提高從脫脂大豆粉中提取蛋白質(zhì)的得率,采用了較高pH 的介質(zhì)進行提取,使脫脂大豆粉中的蛋白質(zhì)得以充分溶出;為了增加產(chǎn)品的白度,在加工中添加亞硫酸鹽。在高pH 的體系中,蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)受到很大影響,蛋白質(zhì)的聚集體會發(fā)生解聚,甚至?xí)l(fā)生蛋白質(zhì)肽鍵的斷裂;而亞硫酸鹽的存在會打開二硫鍵,這都會使蛋白質(zhì)中分子量大的組分減少,因此,國產(chǎn)大豆分離蛋白的分子量明顯低于進口產(chǎn)品。
國產(chǎn)大豆蛋白的生產(chǎn)工藝制得的產(chǎn)品,其低分子的組分含量較高,變性程度較高,產(chǎn)品具有較好的溶解性和較高的乳化能力;但蛋白質(zhì)與其它組分發(fā)生相互作用的能力較弱。雖然本研究中測得的兩種大豆分離蛋白質(zhì)凝膠強度值相近,但在肉制品加工中,添加進口大豆分離蛋白所得的體系膠凝能力較強。蛋白質(zhì)與其它組分的相互作用不僅與蛋白質(zhì)的分子量大小有關(guān),還與進口產(chǎn)品中較高的鈣鹽含量有關(guān)。因此可以針對不同的用途,制備不同性能的大豆分離蛋白產(chǎn)品,使產(chǎn)品適用于多種食品體系。
參 考 文 獻
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