超声对豌豆分离蛋白结构及乳化性能的调控效应

【目的】考察超声波处理对豌豆分离蛋白（pea protein isolate,PPI）结构和理化性质的影响,揭示超声处理对PPI乳化特性的调控机制,为豌豆蛋白作为天然乳剂及其相关产品在食品领域中的应用提供理论依据。【方法】选用频率为20 kHz、功率为600 W的超声波经不同时长（0、20、30、40和60 min）的预处理后制备改性豌豆蛋白（ultrasonic-pea protein isolate,U-PPI）,再经高压均质制备U-PPI乳液。通过自由氨基、总巯基、粒径、溶解度及SDS-PAGE探究超声波处理对豌豆蛋白理化性质的影响;借助圆二色谱仪分析U-PPI二级结构的变化;通过内源性色氨酸荧光测定分析U-PPI三级结构的变化;通过乳化活性指数、粒径、乳液界面蛋白分布、Zeta电位和表观黏度表征U-PPI的乳化能力和乳液稳定性;借助激光共聚焦荧光显微镜观察乳状液的微观结构。【结果】超声波处理对PPI结构具有显著修饰作用,30—40 min的短时间超声处理能够显著降低α-螺旋并提高β-折叠含量,使PPI的结构更加舒展柔韧,更多的疏水基团暴露在界面上,同时超声波的解聚效应还引起PPI的平均粒径减小、溶解度显著增大;因而在此条件下超声处理对PPI结构的修饰有利于其在油/水界面形成致密而稳定的蛋白膜,有效地提高了PPI的乳化活性和乳状液的稳定性,微观结构也显示其乳液粒径更小、分布更加均匀。然而,60 min的长时间超声处理会导致PPI的疏水重聚,溶解度降低,不利于其在油/水界面的吸附重排,降低了其乳化活性和乳液稳定性。【结论】30和40 min超声处理产生的空化效应、机械效应等对PPI具有显著的解聚作用,促使蛋白分子结构舒展,有利于其在油/水界面的吸附重排,从而显著改善了豌豆蛋白的乳化性能。