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大【豆分离蛋白的组成与功能性质
作者:谢良? 王璋? 蔡宝玉? 无锡轻工大△学食品学院
关键词 大豆分离蛋白 成分 功能性质
前言
大豆分离蛋白是重要的植物蛋白产品,除了营养价值外?,它还具有许多重要的功能性质?,这些功能性质对于大豆蛋白在食品中的应用具有重要的价值〔1〕。
大豆蛋白的功能性质可归为三类〔1〕,?一是蛋白质的水合性质(取决于蛋白质◤-?水相互作∴用)?,二是与蛋白质?-?蛋白质相互作用有关的性质?,三是表面性质。水合性质包括?:?水吸收及保留能力、湿润性、肿胀性、粘着性、分散性、溶解度和粘度。而蛋白分子间的相互作用在大豆蛋白发生沉淀作用、凝胶作用和形成各种其它结构(例如面筋)?时才有实际的意义。表面性质主要是指乳化性能和起泡性能。
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1.?1?????材料
国产大豆分离蛋白:市售 ,食品级进口大∑豆分离蛋白:美国?,火腿生产用的大豆分离蛋白
1.?2?????方法
1.?2.?1??????水分测定〔6〕:?真空干燥法?(?680mm汞柱70 ℃)
1.?2.?2?????灰分测定〔7〕:高温炉?600℃灰化
1.?2.?3?????钾、钠和』钙含量(ppm或μg/g)?测定〔8〕:原子吸收分光光度法
1.?2.?4?????磷酸盐含量(以?PO43?-?计?,mg/g)测定〔9〕:钼蓝比色法
1.?2.?5?????蛋白质含量(N×6.?25)测定〔10〕:凯氏○定氮法
1.?2.?6?????脂肪含量测定〔11〕:索氏抽提法
1.?2.?7?????纤维含量测定〔12〕:酸性洗涤剂法
? 1.?2.?8?????碳水化合物含量测定〔13〕:?费林氏容量法(?以转化糖计)
? 1.?2.?9????蛋白质溶液的粘度测定〔14〕:?用哈︾克粘度计(Haake?RV12?,MVST)?测定蛋白质水溶液的粘度(剪切速率为10s21?,mPas)?。
? 1.?2.?10??水合能力(?WHC)?测定〔15〕:?测定蛋白质的水合能力分两步进行?,首先确定水合能力的近似值:称5.?0g样品?,置于预先称重过的离心管中?,逐步加水?,?每加一次水?,就用玻棒将样品搅匀?,加至样品呈浆状但无水析出为止?,?在管壁上←擦干玻棒?,?于2000r/min?离心?10min?,倒去上层清液?,称重。若没有上清液?,则应再加水搅匀再离心?,至离心后有少◣量上清液止。
水合能力(WHC)?近似值?= [?(离心管重?+?沉淀物重)?-?(离心管重?+?样品重)?]/?样品重(g?水/ g 样品)
在4?支称重过的离心管中放入待测样品?,样品量按下式计算出:
试样重 = 15/?(WHC近似值 + 1)
加入试样∩后?,向离心管中加水?,加水量分别比由公式?(?15?为待测样品重)?计算↓出的水量多?1.?5ml?,?0.?5ml和少?0.?5ml?,1.?5ml?,用玻棒用力搅?2min?,然后用前述的条件离心?,相邻两离心∩管?,一支有清液而另一支没有清液出现?,此两管的加ㄨ水量差即为?WHC?的偏差范围。
1.?2.?11?????氮可溶解指数(NSI)?测定〔16〕
1.?2.?12?????蛋白质分散指数(?PDI)?测定〔17〕
1.?2.?13?????大豆分离蛋白的DSC分析〔18〕
用差示扫描量热分析仪(?PE公司?,DSC7)?分析所测样品 ,?扫描速率为?10?℃/?min?,?扫描区间为?0?℃~?180 ℃,装样量为?5mg?左右。
1.?2.?14?????凝胶性质的分析〔2〕
凝胶的制∏备:将蛋白质溶于去离子水中?,浓度为12?%?(?w/?v)?,?搅拌均匀?,?用分散器?(?Ultra?-?TURRAX?T25)分散?1min?(12500r/?min)?,均质?20mpa?,将此蛋白质溶液装于?100ml?的烧杯中?,盖以铝箔?,将此烧杯置于90?℃的水浴中加热保温?30min?,然后用冰浴冷却至室温?,在?4?℃的冰箱中保存24h?,从冰箱中取出立即测定其凝胶强度。
凝胶强度的测定:用材料仪(LLOYD ,1000S)测定凝胶◇的强度 , 选用直径为 7. 94mm 的圆柱状平头冲头 ,冲压速度为 30cm/ min ,冲压深度为 20mm。
1.?2.?15?????大豆蛋白质乳化能力的测定〔3〕
配制1?%的蛋白质溶液?,?搅拌?60min?,?量取50ml?此蛋白质溶液?,先加入20ml大豆色拉油?,开动匀浆机(RS?-1?,江阴周庄)?,转速为?10000r/?min?,边搅边加入大豆色拉油?,测体系的电导率的变化,电导率急剧下降的点即为加油的终点。重复4?次?,取平均值?,并计算标准偏差?,乳化能力的计算如下式:
乳化能力(EA)??=总加油量/蛋白质量??(ml油/g蛋白质)
1.?2.?16?????大Ψ 豆蛋白质乳化稳定性测定〔4〕
配制?0.?5?%的大豆分离蛋白溶液?,于室温下搅拌2h使其充分溶解?,将大豆分离蛋白溶液与大豆色拉油以65∶35的比例混合?,?用分散器(Ultra?-?TURRAXT25)?分散?1min(9500r/min)?,?取样测定其水份(?105℃ 恒重法)?,取上述︾乳状液?10ml置于?15×150nm的试管中?,于室温下静置?30min?,用移液管小心移去底部的5ml 样品 , 测定余下的样品的水份(?105 ℃恒重法)?。重复 4 次 ,取平均值 ,并计算标准偏差 ,乳化稳定性的计算如下式:
乳化稳定性(?ES)?=?(100 - 静置 30min 的样品的水份)?/?(100- 初始样品的水分)
ES值越大,表示乳化稳定性越差
1.2.17???? 分々子量分布测定〔19〕
采用凝胶过滤层析法测定大豆分离蛋白质的分子量分布?,柱长?150cm?,直径?1.?6cm?,凝材料为?Sepa2?cryl200?。样品的提取方法为?:将?1g?样品分散于?20ml?的磷酸缓冲液中(0.?1M?,p?H7.?5)?,搅拌?30min?,离心?,用滤纸过滤?,滤液即为待分析样品。标准样品如下表所示:
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2、试验结果与讨论
2.1? ?理化指标
本文测定了进口的火腿生产用大豆分离蛋白和国产的大豆分离蛋白的理化性质?,结果见表?2?。
从表?2?可以看出?,在化学组成上?,进口样品的蛋白质含量明显高于国产样品?,然而两者都没有达到90?% ;进口样品的灰份含量明显低于国产样品?,但总脂含量明显高于国产样品。从产品的成分可以知道:两种大豆分离蛋白的制备工艺是不同的?,溶解试验发现进口样品的分散◤性明显优于国产大豆分离蛋白?,表明进口产品的粗脂肪含量较高是因为采用了表面喷涂工艺?,而不是脱脂不彻底。
用粘度计测定大豆分离蛋白溶液的粘度?,结果见表?4?。从粘度数据可以看出?,在相同浓度下?,进口样品的粘度较低。根据流变学的研究可以知道〔20〕,?体系的粘度与浓度和分子的结构(?分子量和分子构象等)?有关?,浓度越高?,分子量越大的体√系粘度较大。从后面的测定结果可以发现?,进口大豆分离蛋白分子量较大的组分含量较高(表?9)?,这对赋予体系高粘度是有利的,但进口大豆分离蛋白的溶解度明显低于国产的产品(表?5)?,而对溶液粘度的贡献主要是由溶解部分提供≡的,因测定粘度的试样的浓度为分散体系的总浓度?,故实际测定粘度的样品?,进口大豆分离蛋白的溶解部分的浓度远低于∏国产样品?,致使进口样品的粘度偏低。由于进口样品是专用于火腿生产的产品有关?,粘度低对使用是有利的。
2. 3. 2 大豆分离蛋白的水化▲性质水合能力(WHC) 和溶解性是大豆分离蛋白重要的水合性质,两种大豆分离蛋白样品的水合性质见表5。
用DSC 对大豆◥分离蛋白样品进行分析,可以测得大豆分离蛋白的变性温度和变性热焓,从中可以了解大豆分离蛋白在加工过程中已发生变性的程度。DSC 分析结果如表6 所示。
根据图中的结果分析,得到两种大豆分离蛋白样品不同分子量组分■的相对含量,如表9 所示。从两种样品的分子量分布来看,进口样品中高分子量部份所占的比例明显高于国产样品,而国产样品中低分子量部分占有很高的比例。
据国内有关生产厂家介绍,国内生产厂家在加工大豆分离蛋白时,为了提高从脱脂大豆粉中提取蛋白质的得率,采用▂了较高pH 的介质进行提取,使脱脂大豆粉中的蛋白质得以充分溶出;为了增加产品的白度,在加工中添加亚硫酸盐。在高pH 的体系中,蛋白质的分子结构受到很大影响,蛋白质的聚集体会发生解聚,甚至会发生蛋白质肽键的断裂;而亚硫酸盐的存在会打开二硫键,这都会使蛋白质中分子量大的组分减少,因此,国产大豆分离蛋白的分」子量明显低于进口产品。
国产大豆蛋白的生产工艺制得的产品,其低分子的组分含量较高,变性程度较高,产品具有较好的溶解〖性和较高的乳化能力;但蛋白质与其它组分发生相互作用的能力较弱。虽然本研究中测得的两种大豆分◥离蛋白质凝胶强度值相近,但在肉制品▆加工中,添加进口大豆分离蛋白所得的体系胶凝能力㊣较强。蛋白质与其它组分的相互作用不仅与蛋白质的分子量大小有关,还与进口产品中较高的钙盐含♀量有关。因此可以针对不同的用途,制备不同性能的大豆分离蛋白产品,使产品适用于多种食品体◇系。
参 考 文 献
〔1〕A. M. Pearson ,Soy protein ,Developmcnts in Food Protiens - 2 ,Edited by B. J . F Hudson ,Chapter 2 ,1983 ,67 - 108
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〔3〕C.M. Amundson and J . G. Sebrauk ,Factors Affecting EmulsionCapacity as a Measore of Protein Functionality for Nonmeat Pro2teins. J . Food Sci. ,1990. Vol 55. 1
〔4〕H auki. O. janeyama , N. Orimo and I. Kltagaw. Effect ofLipophilizationof Soy Protein on its emulsion Siabilizing Proper2ties , J . Food Sci. 1981 ,Vol. 46 ;1192
〔5〕O. R. ,Fennema《, 食品化学》.第二版 ,王璋等译.北京:轻工出版◣社,1991 ,282 - 313
〔6〕黄伟坤等◆编.《食品分析与检验》. 北京:轻工出版〒社,1989 ,8 - 9
〔7〕黄伟○坤等编.《食品分析与检验》. 北京:轻工出版社,1989.18
〔8〕武汉大学等五校合编.《分析化学》. 北京:人民教育出版╱社,1978. 429 - 433
〔9〕黄伟坤等编.《食品分析与检验》. 北京:轻工出版社,1989 ,185 - 187
〔10〕黄伟坤等编.《食品分析与检验》. 北京: 轻工出版社,1989 ,52 - 52
〔11〕黄伟坤等编.《食品分析与检验》. 北京: 轻工出版社,1989 ,24 - 25
〔12〕黄伟坤等编.《食品分析与检验》. 北京: 轻工出版社,1989 ,45
〔13〕黄伟坤等编.《食品分析与检验》. 北京: 轻工出版社,1989 ,36 - 37
〔14〕陈克复,卢晓红. 金醇哲等编.《食品↘流变学及其测量》. 北京:轻工出版社,1989 ,130 - 133
〔15〕AACC Method 88 - 04 ,First approval 9 - 26 - 78 ,revised 10 -27 - 82
〔16〕AACC Method 46 - 23 ,First approval 4 - 25 - 65 ,revised 10 -30 - 75 and 10 - 27 - 82
〔17〕AACC Method 46 - 24 ,First approval 4 - 25 - 65 ,revised 10 -30 - 75 ;reviewed
〔18〕蔡正千编.《热分析》. 北京:高等教育出版社,1993
〔19〕张龙翔. 张庭芳. 李令媛等编.《生化实验方法和技术》. 北京:人民教育出版社,1981. 124 - 132
〔20〕陈克复. 卢晓红. 金醇哲等编.《食品流变学及其测量》. 北京:化工出卐版社,1991 ,87 - 93
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