花生浓缩蛋白的制备_凝胶形成机理及其应用研究_吴海文.pdf

摘 要 冷榨制油同步制取的花生蛋白粉虽然变性程度低，但是蛋白质含量相对较低（含量为 50-55% ），溶解度有限，凝胶性质不好，添加于肉制品中成型性很差，极易散开。针对以上问 题，本论文以脱脂花生粉为原料，通过醇提技术、改性技术制备了功能性的花生浓缩蛋白，同 时研究了它们的胶凝性和凝胶形成机理，初步探讨了它们在肉制品中的应用，旨在为进一步探 讨改性蛋白结构与功能特性之间的关系奠定理论基础，为功能性花生浓缩蛋白在肉制品中的应 用提供理论依据。 比较了不同制备方法对花生浓缩蛋白（PPC ）功能性质的影响，确定出了一种蛋白含量高、 功能性质好的浓缩蛋白制备方法-乙醇浸提方法。通过醇提单因素实验和二次正交旋转组合实验 对醇提工艺参数进行优化，确定醇提工艺为：料液比为 1:9.3，乙醇浓度为 67.35%，浸提温度 为 36.85 ℃。 验证实验结果表明，在此工艺参数下可以生产出蛋白含量% 70% 的PPC 。 以自制PPC 为原料，采用热处理、高速搅拌处理、超声处理、微波处理和添加还原剂-1 和 还原剂-2 等方法改善原始 PPC 的速凝性质。在物理改性中，热处理、高速搅拌处理和超声辐射 处理对蛋白中的游离巯基和二硫键含量影响极显著（P ＜0.01 ），其中又以超声辐射处理的影响 最大。在超声辐射处理下，蛋白中的游离巯基含量达到 11.44μmol/g ，二硫键含量降为 21.06μmol/g ，此时表面疏水性指数 So 为 12.14。在化学改性中，还原剂-1 的处理效果要优于还 原剂-2 的，还原剂-1 处理后的蛋白游离巯基含量达到 15.25μmol/g ，So 值也达到最大，为 15.34。 通过研究改性、原始 PPC 在不同 pH 和离子强度条件下的动态流变学性质、质构性质和热 变性温度等变化，确定了在 pH7.0 时，PPC 、超声处理PPC 和还原剂-1 处理 PPC 的最低凝胶点 为 16%，14-16%和 12% （ gpro./ml ）；当溶剂为 0.1mol/LNaCl 溶液时，原始 PPC 的最低凝胶点 在自然 pH6.73 和 7.0 时为 14%， pH3.0 时为 12%；揭示了改性、原始PPC 溶解过程的复杂性 及流变学性质与质构特性之间具有相关性，即在 pH3.0 时，盐离子的加入有利于蛋白形成强的 凝胶，而 pH7.0 时，盐离子的加入不利于蛋白形成凝胶，但随Na 盐离子浓度的增加,蛋白的热 变性温度和吸收焓显著增加；蛋白的复合模量（G* ）、贮能模量（G’ ）与蛋白的凝胶硬度呈极 显著正相关，且流变性质中的 G* 和 G’及质构性质中的粘结力值是六个指标中最具代表样品胶 凝性的指标，它们累计贡献率达到 90.9023% 。 通过分析不同溶剂溶解改性、原始 PPC 分子间的作用力、采用红外光谱分析改性、原始 PPC 二级结构、氨基酸组成分析和显微结构观察等方法，初步推测原始 PPC 蛋白中主要是以二 硫键、非共价键、分子间次级键和共价键为主要分子间作用键；经超声处理后，蛋白中的疏水 键以及疏水区域内的静电和氢键作用成为分子间主要的作用键；经还原剂-1 处理后，蛋白中以 二硫键结合的蛋白含量很低，但是仍存在很多分子间次级键和非共价键等。蛋白经改性处理后， 蛋白依旧是由大分子蛋白结构，虽然变松散，但仍是有序的结构而不是随意伸展的肽链。 采用荧光光谱扫描、荧光淬灭和紫外光谱扫描等方法测定改性、原始 PPC 三级结构结果 可知，改性处理后有更多的 Trp 暴露于蛋白质分子表面；采用流变仪测定蛋白溶液的表观粘度 变化结果可知，改性后蛋白的低剪切粘度要大于原始蛋白的表观粘度，且对剪切速率的依赖性 也较低。改性、原始 PPC 受 NaCl 浓度影响不相同，由此推断在溶液中，原始 PPC 蛋白分子间 的相互作用力是除静电相互作用外的其他共价键和次级键作用力，改性蛋白分子间的相互作用 力是由静电相互作用占主导的，且蛋白质中含有较高比例的非极性区域。二价盐离子（Ca2+ ） 充当了“盐桥”的作用，使蛋白质-盐-蛋白质形成了大分子的聚集体，蛋白分子间发生交联， 促进了胶凝作用。 研究了改性、原始 PPC 的乳化能力，乳化油稳定性和乳化型碎肉制品（ECMP ）稳定性及 不同的添加量对 ECMP 得率、质构特性和感官评价的影响，结果表明：原始 PPC 的乳化能力较 差，而改性处理 PPC 与大豆分离蛋白的乳化能力相当；不同蛋白 ECM