大豆蛋白-多糖复合物结构与性能及其稳定性研究

以大豆分离蛋白（SPI）、阿拉伯树胶（GA）及卡拉胶（CA）为原料,经物理混合成功制备不同多糖与SPI复合物,考察不同添加量（SPI与GA/CA质量比为20、15、10、5）对蛋白-多糖复合物结构、性能变化趋势及其乳液稳定性的影响规律,最终探明蛋白与不同多糖复合物的相互作用机制;运用红外光谱、荧光光谱及电子显微镜解析不同复合物的结构特征,采用乳化特性、粒径、Zeta电位、表面疏水性等指标明确不同复合物的理化特性,并通过探讨不同复合物乳液的乳化活性、乳化稳定性、表观粘度及乳析指数明晰其稳定特性。结果表明,两种多糖在酸性条件下可与SPI生成复合物,并且当SPI与CA质量比为20时,复合物的Zeta电位最高,为（20.47±0.82）mV,平均粒径最小,为（1.37±0.01）μm,分布均匀,乳化活性指数最高,为（106.46±4.75）m2/g,乳化稳定性指数为（145.33±8.53）min,此时复合乳液的稳定性较好,CA的加入显著降低SPI内源荧光强度并改变SPI的二级结构,SPI与CA结合形成了稳定的复合物。     

大豆蛋白-多糖复合物结构与性能及其稳定性研究

以大豆分离蛋白（SPI）、阿拉伯树胶（GA）及卡拉胶（CA）为原料,经物理混合成功制备不同多糖与SPI复合物,考察不同添加量（SPI与GA/CA质量比为20、15、10、5）对蛋白-多糖复合物结构、性能变化趋势及其乳液稳定性的影响规律,最终探明蛋白与不同多糖复合物的相互作用机制;运用红外光谱、荧光光谱及电子显微镜解析不同复合物的结构特征,采用乳化特性、粒径、Zeta-电位、表面疏水性等指标明确不同复合物的理化特性,并通过探讨不同复合物乳液的乳化活性、乳化稳定性、表观粘度及乳析指数明晰其稳定特性。结果表明,两种多糖在酸性条件下可与SPI生成复合物,并且当SPI与CA质量比为20时,复合物的Zeta-电位最高,为（20.47±0.82） mV,平均粒径最小,为（1.37±0.01）μm,分布均匀,乳化活性指数最高,为（106.46±4.75） m²/g,乳化稳定性指数为（145.33±8.53） min,此时复合乳液的稳定性较好,CA的加入显著降低SPI内源荧光强度并改变SPI的二级结构,SPI与CA结合形成了稳定的复合物。     

不同空化射流条件下大豆蛋白-白藜芦醇互作结合机制与抗氧化活性研究

为探究空化射流预处理对大豆分离蛋白-白藜芦醇（SPI-RES）复合物的影响,对SPI进行空化射流预处理（0、2、4、6、8、10min）后,与RES非共价结合形成复合物。通过荷载量和包埋率研究了SPI对RES的结合情况,采用内源荧光光谱、傅里叶红外光谱及分子对接技术研究了SPI和RES之间的相互作用机制,通过粒径、ζ-电位、表面疏水性、抗氧化活性等考察了复合物的物理化学性质和功能特性。结果表明：经过一定时间的空化射流处理后,SPI对RES包埋率和荷载量显著增加,复合物粒径和ζ-电位分别减小和增大。内源荧光光谱表明RES对SPI的淬灭为静态淬灭,反应是自发进行的。傅里叶红外光谱表明适当的空化射流预处理促进了SPI从有序结构转变为无序结构,从而结合更多的RES。热力学参数和分子对接结果表明疏水相互作用是主要作用力,还涉及氢键。此外,适当的空化射流预处理后,SPI-RES复合物表面疏水性及抗氧化活性均有所增加。本研究为空化射流预处理大豆分离蛋白应用领域的开拓和脂溶性活性物质保健食品的开发提供了前期理论基础。     

不同超声条件下结冷胶酸性凝胶的凝胶特性研究

利用高能超声波处理低酰基结冷胶（Low acyl gellan gum,LA）水溶液,并以葡萄糖酸-δ-内酯（Glucono-δ-lactone,GDL）为酸诱导剂制备了结冷胶酸性凝胶,以不透明指数、断裂应力、断裂应变、杨氏模量、保水性指数为指标,考察了超声作用对结冷胶酸性凝胶凝胶特性的影响。结果表明,结冷胶浓度越高,断裂应力、杨氏模量、不透明指数和保水性越大,断裂应变则越小。超声时间越长,超声功率越大,凝胶的断裂应变越大,但断裂应力、杨氏模量则越小。断裂应力、杨氏模量随着GDL/LA质量比的增大出现了先增加后降低的变化趋势,当GDL/LA质量比为1时取得最大值。GDL/LA质量比增大,酸性凝胶的断裂应变和保水性减小,而不透明指数增大。保水性随着超声功率的增大而降低,但随着超声时间的延长,保水性出现了小幅提高,当超声时间为30min时,保水性最大。超声处理使结冷胶分子链断链,凝胶三维网络结构中形成了悬挂链,凝胶强度降低。结冷胶浓度越大,凝胶的微观结构越致密。超声处理可用于结冷胶改性以改善其凝胶特性。     

不同改性大豆分离蛋白凝胶性比较研究

利用氮气水浴加热、微生物谷氨酰转氨酶(MTG)以及二者复合改性大豆分离蛋白(SPI),氮气复合改性SPI的常温黏度、高温黏度、耐热性、凝胶性显著增加,分别比对照提高了754%、2869%、709%、224%,但是氮气复合改性SPI的耐热性、凝胶性却低于MTG改性40%、9%,并经电镜观察改性SPI微观结构,探讨了SPI改性机理。     

超声联合酶处理下TG酶交联大豆分离蛋白凝胶特性研究

为研究超声联合酶处理对大豆分离蛋白(SPI)结构和对谷氨酰胺转氨酶(TG)交联的SPI凝胶性能的影响,采用内源性荧光光谱、傅里叶红外变换光谱解析超声联合酶处理对SPI结构的影响,并以粒径、游离巯基含量、表面疏水性、凝胶强度、持水性及微观结构为指标,探究SPI结构改变与功能特性之间的关系。红外及荧光光谱表明,与未经处理SPI和经单一改性处理的SPI相比,超声联合酶处理使蛋白α-螺旋和β-转角相对含量降低,β-折叠和无规则卷曲相对含量上升,蛋白结构伸展,促使游离巯基和疏水基团暴露,提高了SPI游离巯基含量和表面疏水性。与未处理SPI相比,经超声联合酶处理的SPI凝胶效果最佳,形成了均匀致密的凝胶网络,其凝胶强度和持水率分别提升了(278.04±18.81)%和(89.51±2.78)%,超声联合酶处理可以改善SPI结构以及TG交联的SPI凝胶特性。     

SPI凝胶颗粒制备及其Pickering高内相乳液特性研究

制备了大豆分离蛋白（Soy protein isolate,SPI）凝胶颗粒,并使用该颗粒制备了稳定的Pickering高内相乳液。通过粒径和ζ 电位测定、冷冻扫描电镜和光学显微镜观察以及外观分析,以流变特性为指标,对SPI凝胶颗粒和Pickering高内相乳液特性进行研究。结果表明,SPI凝胶颗粒的粒径和ζ 电位随pH值的变化而变化,当SPI凝胶颗粒pH值为4.0～5.0时,临近SPI等电点,ζ 电位的绝对值最小,此时凝胶颗粒相互聚集,不能成功制备稳定的高内相乳液。在pH值为 9.0时,大豆分离蛋白凝胶颗粒紧密结合在一起,呈凝胶网络状结构。在碱性条件下,蛋白质质量分数为1.00%、内相体积分数为78%～82%时,可以制备稳定的Pickering高内相乳液。通过增加内相体积分数,使大豆分离蛋白凝胶颗粒稳定的Pickering乳液体系分布更加均匀,不易发生聚集,形成更加致密稳定的多孔结构,且具有更强的弹性凝胶乳液特性。     

菊粉在酸性条件下的凝胶特性

为了得出菊粉在酸性条件下的成胶规律、凝胶稳定性和质构特性,考察了pH值对不同菊粉含量形成的凝胶性能的影响。试验发现,随pH值降低,菊粉成胶能力减弱,成胶时间延长,而凝胶指数随菊粉含量的增加而增大,随pH值的降低而减小;当pH值为1时,60%的菊粉溶液也不能形成凝胶。随菊粉含量的升高,其凝胶持水力增加,其增加幅度随pH值的降低而减弱,pH值分别为7、5和3时,60%的菊粉凝胶持水力较40%的凝胶分别增加了9.4%、5.75%和5.47%;菊粉含量越高,凝胶对酸的稳定性越强,当pH值为3和水解时间为24 h时,40%菊粉凝胶的水解速率分别是50%和60%的1.35倍和2.97倍。质构仪分析发现,pH值高低与菊粉凝胶的硬度、强度、黏着性、凝聚性、咀嚼性等呈正相关。差示扫描量热仪分析发现,当pH值由7下降到3时,50%菊粉凝胶的可冻结水含量增加程度最大,达到26.0%。     

不同酶解条件下大豆分离蛋白结构特性及起泡性研究

以大豆分离蛋白（SPI）为原料,采用碱性蛋白酶（Alcalase）进行酶解（0~180min）,通过凝胶电泳、傅里叶红外光谱（FT-IR）和内源荧光光谱等方法探究酶解产物的结构变化;通过表面张力、界面蛋白吸附量等指标说明酶解产物的界面行为,并分析结构变化和界面行为对泡沫性质的影响。经酶解后,蛋白中7S和11S典型条带消失并有新条带产生（约24ku）;与SPI相比,水解物中α 螺旋含量减少,β转角和无规则卷曲含量增加;荧光波长发生红移。以上结果说明蛋白结构展开,进而促进蛋白功能性的改变。结果发现,酶解90min时样品起泡性最好（起泡性指数143.20%）,可能由于此时水解物平均粒径最低（208.10nm）,溶解度较高（90.44%）,表面张力最低,有利于提升水解物在空气-水界面的吸附速率,但由于酶解作用产生较小的肽段失去了蛋白质网络结构的能力,因而对泡沫稳定性有负面的影响。此外,酶解作用大大提高了蛋白抗氧化性。通过酶解可以有效地改善SPI的起泡性,拓宽了酶解后的SPI作为一种有效的起泡剂在食品中的应用范围。     

射流空化对大豆蛋白美拉德反应及产物乳化特性的影响

为改善美拉德反应改性大豆分离蛋白效率低、反应时间长、能耗高等缺陷,研究了不同射流空化压力对大豆分离蛋白-葡聚糖美拉德反应进程的影响,并进一步研究射流空化压力对产物结构及乳化特性的影响。结果显示:当射流空化压力为1. 5 MPa时,SPI与葡聚糖美拉德反应进程最大,A420达到0. 55,褐变程度提高了17. 02%,增加了中间产物含量(P 0. 05),接枝度从32. 54%增加到57. 89%; SDS-PAGE验证了射流空化促进大豆分离蛋白-葡聚糖美拉德反应;射流空化处理后,SPI的荧光强度和紫外吸收峰升高,表明空化处理改变了蛋白分子空间,表面疏水性增强,但SPI-葡聚糖反应产物的荧光强度和紫外吸收峰降低,说明葡聚糖共价结合到处理后的SPI表面,其亲水基团增多,疏水性降低; SPI-葡聚糖美拉德反应产物的乳化活性、乳化稳定性分别提高了40. 61%和48. 46%。     

不同硬脂酸添加量下大豆分离蛋白/海藻酸钠膜特性研究

为改善大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的耐水性,通过添加不同添加量（0、2%、4%、6%、8%、10%）硬脂酸制备大豆分离蛋白/海藻酸钠/硬脂酸三元复合膜,探究硬脂酸对大豆分离蛋白/海藻酸钠复合膜的机械性能、阻水性能和微观结构的影响,最终明确不同硬脂酸添加量对耐水性变化的影响规律。结果表明：与大豆分离蛋白/海藻酸钠二元复合膜相比,添加6%和8%硬脂酸后,复合膜的断裂伸长率、水蒸气透过率显著下降,并且对其含水率及水溶性也有显著影响。当硬脂酸添加量为8%时,三元复合膜的水蒸气渗透性最低,水蒸气透过系数为（2.95±0.49） g·mm/（m²·h·kPa）,接触角最大,为91.68°±9.02°。通过傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜分析可知,大豆分离蛋白和海藻酸钠通过共价交联形成网络结构,加入的硬脂酸则分布在网络结构的缝隙中,当硬脂酸添加量为8%时,膜的表面较为光滑平整,内部结构致密,能够形成良好的网络结构,键与键之间结合较强,能有效提高复合膜的阻水性能。     

物理改性对大豆蛋白柔性与乳化性的影响及其相关性分析

通过不同物理改性方法(热处理、超声处理、高压均质处理、微波处理)分别得到不同柔性的大豆分离蛋白(SPI),并利用SPI对胰蛋白酶的敏感性表征柔性,研究物理改性对SPI柔性与乳化性的影响并分析两者之间的相关性。结果表明,各改性方式对SPI柔性和乳化性产生不同的影响且乳化性随柔性的上升而上升。与其他处理条件相比,121℃热处理10 min得到最高的柔性和乳化活性,高压均质处理对SPI柔性影响小但对乳化活性影响大。相关性分析结果表明:热处理、超声处理条件下SPI柔性与乳化活性、乳化稳定性呈极显著正相关,相关系数分别为0.969、0.950和0.942、0.954。超高压均质处理条件下SPI柔性与乳化活性、乳化稳定性呈正相关,相关系数分别为0.771、0.720。微波处理条件下SPI柔性与乳化活性呈极显著正相关,与乳化稳定性呈显著正相关,相关系数分别为0.976、0.862。     

高温豆粕大豆分离蛋白射流空化辅助提取

为高效提取高温豆粕中大豆分离蛋白,利用射流空化辅助提取高温豆粕中大豆分离蛋白,并进一步研究射流空化压力(0～2. 0 MPa)对大豆分离蛋白提取率、二级结构、持油性及持水性、溶解度、起泡性及乳化性等性质的影响。结果表明,射流空化处理样品的游离巯基含量、蛋白质表面疏水性均显著高于未经处理的样品(P 0. 05),而二硫键含量显著降低(P 0. 05)。当射流空化压力1. 5 MPa时,大豆分离蛋白提取率为58. 97%,比未处理样品提高了34. 42%;大豆分离蛋白的持油性及持水性、溶解度、起泡性和乳化性均得到显著改善,表明射流空化处理使蛋白质分子解折叠,结构展开,暴露出更多的游离巯基,蛋白颗粒粒径减小,比表面积增加,有利于改善大豆分离蛋白的功能特性。当射流空化压力增加到2. 0 MPa时,高压作用及极端热导致大豆分离蛋白的功能特性下降。将提取大豆分离蛋白与商品大豆分离蛋白的功能性质进行比较,表明射流空化处理工艺可提高高温豆粕中蛋白质的利用价值。     

热处理对糖基化大豆蛋白乳液冻融稳定性的影响

以大豆分离蛋白(Soy protein isolate,SPI)、大豆分离蛋白水解物(Soy protein isolate hydrolysate,SPH)和葡聚糖(Dextran,D)为原料,采用湿热法制备SPI-D和SPH-D糖基化产物,研究不同温度(30、50、70、90℃)处理对糖基化大豆蛋白乳液冻融稳定性的影响。试验采用SDS-PAGE鉴定大豆分离蛋白糖基化产物,并以粒径、聚结程度、出油率、乳析指数和乳液的微观结构作为乳液稳定性的评价指标。SDS-PAGE表明,SPI和葡聚糖发生了美拉德反应,并形成共价复合物。研究发现,所有热处理样品的冻融稳定性均有所提高。与对照相比,热处理后的乳液在3次冻融循环后粒径减小,聚结程度和出油率也降低,SPI的聚结程度从未处理的3 403.90%降低到90℃处理的348.75%,SPI-D从1 181.49%降低到191.59%,SPH-D从806.17%降低到138.73%,出油率也分别降低了62.53%、43.26%和42.62%。随着温度(30～90℃)的升高,SPI的乳析指数呈下降的趋势,当温度达到90℃时,乳析指数降低了22.46%,而SPI-D和SPH-D在热处理(30～90℃)后乳析指数也呈现总体下降的趋势。通过显微镜观察发现,热处理乳液经过3次冻融循环后仍具有较小的油滴尺寸。     

高压均质对大豆蛋白柔性和乳化性的影响及相关性分析

以大豆分离蛋白(Soy protein isolate,SPI)对胰蛋酶的敏感性表征其柔性,研究不同均质压力(0~200 MPa)对SPI柔性和乳化性的影响,并探索SPI结构变化及其柔性与乳化性之间的相关性。结果表明,当均质压力为0~160 MPa时,SPI柔性随着均质压力的增加而增加,160~180 MPa时柔性变化不明显,当均质压力为180~200 MPa时,SPI柔性又呈现下降的趋势。表面疏水性随着均质压力的增大而增大,而浊度则随之减小,柔性随均质压力的变化趋势与乳化性随均质压力的变化趋势一致。相关性分析结果表明:SPI柔性与乳化活性和乳化稳定性呈线性正相关关系,相关系数分别为0.893和0.938。紫外扫描、内源性色氨酸荧光光谱研究发现,随着SPI柔性的增加,其结构变得更加舒展。     

聚乙二醇对大豆分离蛋白美拉德反应和功能特性的影响

利用聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)使大豆分离蛋白(Soy protein isolate,SPI)与葡聚糖(Dextran,D)在拥挤液体系下进行美拉德结合反应,通过提高PEG质量浓度改变溶液中的溶质拥挤程度,探究不同拥挤程度对SPI-D美拉德反应的影响,并研究SPI-D复合物结构的变化。利用接枝度和十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)研究不同PEG质量浓度下SPI-D复合物的结合情况,通过红外光谱、表面疏水性、游离巯基含量、溶解度及乳化性能等分析不同糖化程度对SPI的结构变化及功能性质表达的构效关系。结果表明:随着PEG质量浓度的增加,复合物结合程度不断加深,蛋白结构发生改变,α-螺旋等结构减少,无规则卷曲增加,表面疏水性不断降低,乳化性能持续改善。当PEG质量浓度在0.06 g/mL以上时,SPI-D复合物糖化增速放缓。     

不同杀菌处理方式对SPI冻藏过程中理化特性的影响

为了研究不同杀菌条件对SPI理化特性的影响及相应SPI溶液冷冻条件下的物化性质变化,通过65℃、90℃和UHT不同杀菌处理所得SPI(分别记为65SPI、90SPI和USPI)制备相应蛋白溶液,经-18℃冻藏后,对其理化特性进行分析研究。试验结果表明:3种杀菌处理均造成了SPI一定程度的变性,与冻前未处理SPI相比,90SPI和65SPI溶液的可溶蛋白含量和表面巯基显著降低,粘度、粒径大幅增加,USPI则未有明显变化。此外,90SPI和USPI的疏水基团暴露程度较高,非还原电泳显示其AB亚基发生解离;不同杀菌处理SPI其溶液在冻藏期间内,随冻藏时间延长,蛋白溶解度、粘度、表面巯基和总巯基数量呈下降趋势,粒径和疏水基团暴露程度增加。冻藏后蛋白电泳图谱显示,65SPI和90SPI通过二硫键形成了分子量较大的可溶性聚集体。