机械-干燥方式对SPC功能性和结构的影响(上)

摘 要：通过研究不同干燥方法（冷冻干燥和喷雾干燥）对ＳＰＣ（大豆浓缩蛋白）的ＮＳＩ（氮溶指数）、起泡性和乳化性的影响，并利用凝胶电泳和傅立叶红外光谱方法研究不同干燥方法对ＳＰＣ结构的影响；探讨ＳＰＣ功能性质改进的机理。 关键词：大豆浓缩蛋白，冷冻干燥，喷雾干燥，功能性，红外光谱 大豆中含有丰富的蛋白质，含量高达４４％（干基计）１，大豆蛋白不但具有高营养性，还具有良好的功能性质。ＳＰＩ（大豆分离蛋白）蛋白含量高，功能性好，已广泛利用于食品工业中２３。但ＳＰＩ得率低、本钱高，存在豆腥味和胀气因子，制约其在食品工业中的利用，同时在法院审理期间可以强拆吗，在生产ＳＰＩ进程中会腐蚀设备和污染环境。醇法ＳＰＣ（大豆浓缩蛋白）色泽淡、风味好，不存在胀气因子和豆腥味；制备的有机溶剂能循环利用，制备本钱低，得率高，价格低；更重要的是制备进程中对设备腐蚀低和对环境污染小４。但醇法ＳＰＣ在制备进程中，受乙醇的作用，变性剧烈，溶解性差４５，导致其它功能性质，如起泡性、乳化性也很差，难以广泛利用。提高ＳＰＣ的溶解性和改进其功能特性对大豆浓缩蛋白在食品工业中的利用有重大的意义。１ 材料与方法１．１ 材料与仪器大豆浓缩蛋白 荷兰进口；氢氧化钠、盐酸、浓硫酸、硫酸钾、丙烯酰氨、甲叉丙烯酰氨、过硫酸铵 分析纯试剂；考马斯亮蓝Ｒ２５０、考马斯亮蓝Ｇ２５０、巯基乙醇 进口分装。凯氏定氮仪 Ｋ－４２４，瑞士ＢüＣＨＩ；喷雾干燥仪 Ｂ－２９０，瑞士ＢüＣＨＩ；精密酸度计 ＰＨＳ－２５，上海；微波炉 ＰＪ２１Ｆ－Ｂ，美的；ＵＶＰ凝胶成像系统 美国；傅立叶红外光谱仪 ＮＥＸＵＳ ＵＥＲＯ Ｔｈｅｒｍｏ Ｎｉｃｏｌｅｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ． ＵＳＡ；高速离心机 ＣＲＧ２Ｇ，ＨＩＴＡＣＨＩ ＪＡＰＡＮ；冷冻干燥仪 ＡＬＰＨＡ１－４型，德国；真空浓缩仪 Ｆ－７０，托普有限公司；电泳仪。１．２ 实验方法１．２．１ ＳＰＣ改性 醇法大豆浓缩蛋白经过醇洗以后，变性剧烈，功能性质差。经过改性以后，改变蛋白质的结构，提高蛋白质的功能性质。表１为ＳＰＣ的改性方法。１．２．２ 大豆蛋白溶解性测定 参见文献６。１．２．３ 起泡性测定 参见文献７。１．２．４ 乳化性测定 参见文献８。１．２．５ ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳分析 参见文献９。１．２．６ 红外光谱分析 取少量ＳＰＣ样品同ＫＢｒ混合，磨碎，压片，于ＮＥＸＵＳ ＵＥＲＯ型红外光谱仪中扫描，每个样品红外图为扫描３２次的叠加图。２ 结果与分析２．１ 改性样品外观性质从表２中可看出，改性ＳＰＣⅠ较黄，从色泽上来说比不上改性样品Ⅱ和Ⅲ。在同1浓度和ｐＨ条件下拆迁屋里的家具怎么处理，喷雾干燥样品色泽较冷冻干燥样品的淡，颗粒也较均匀。从气味上来看，改性ＳＰＣⅠ几近无味，这多是由于过滤进程中将原ＳＰＣ中的1些呈味物质去除；喷雾干燥样品香味比冷冻干燥的平淡，更容易令人接受。综合色泽、气味和颗粒3方面来看，改性ＳＰＣ Ⅲ最好。２．２ 溶解性醇法浓缩蛋白经过1定浓度的乙醇溶液洗脱以后，变性剧烈。乙醇极性较水的低，介电常数也较低，使蛋白分子之间的排挤力降落，蛋白分子容易产生沉聚；醇的存在，也会同蛋白分子争取水分子，降落蛋白的溶解性。从图１中看出，未改性ＳＰＣ溶解性很差，而经过改性以后，ＳＰＣ的溶解性提高镇政府可以强制拆除吗。样品２的ＮＳＩ接近１００，远高于其它样品。样品４的溶解性比样品３好，说明喷雾干燥样品的溶解性比冷冻干燥样品的好。样品２在改性后，离心分离ＳＰＣ中的不溶物质（碳水化合物、粗纤维和不溶性蛋白等），经真空浓缩和冷冻干燥得到粉状样品，具有良好的溶解性。样品３和４溶解性远低于样品２是由于ｐＨ较样品２的低，表面负电荷较少，导致蛋白质分子之间排挤力较小；同时，分散液浓度较高，蛋白分子间作用力强，蛋白分子与水作用力小；并且，样品３和样品４中还含有大量不溶的糖、粗纤维等，这些物质的存在可能会降落蛋白质的溶解性，所以溶解性较样品２的差。喷雾干燥样品溶解性比冷冻干燥的好，这可能跟ＳＰＣ的醇变性的特殊性有关，ＳＰＣ中残余的乙醇可能在喷雾干燥的进程中得以挥发，降落ＳＰＣ中残余乙醇的含量，提高了介电常数，改变ＳＰＣ致密的次级键；同时，喷雾干燥进程中产生的高温也能使ＳＰＣ的致密结构能够进1步的打开，降落蛋白质分子之间的作用力，从而提高溶解性。２．３ 起泡性与起泡稳定性从图２ａ中看出，未改性ＳＰＣ起泡性较差，起泡能力不到５０％，ＳＰＣ经过改性后，起泡能力得到1定程度的提高。样品２起泡性提高幅度最大，其起泡能力高达２３０％，远高于其它样品；样品３和样品４的起泡性及其稳定性与样品１相比，有1定程度的提高。这多是由于改性进程中，微波处理使ＳＰＣ部分疏水性基团暴露出来，同时提高了ＳＰＣ的亲水性和亲油性，降落了气液两相的界面张力，使蛋白质更容易将气体分散于水中，提高蛋白质的起泡性。从图１和图２ａ来看，ＳＰＣ的起泡能力和溶解性成正相干，溶解性越好，起泡性也就越好。起泡性和起泡稳定性对蛋白质结构要求其实不同，起泡性好的蛋白质其泡沫稳定性其实不1定好。虽然样品２具有很好的起泡性，但起泡稳定性较差，３０ｍｉｎ后，其泡沫体积急剧降落，２ｈ后，泡沫几近完全消失。样品３和样品４起泡性较样品２差，但其稳定性要好过样品２；样品４的起泡性略比样品３好，但稳定性较样品３差。样品２的稳定性较差多是由于干燥之前去除ＳＰＣ中不溶解的物质，而这些物质有益于泡沫的稳定。干燥方式对改性ＳＰＣ的起泡性及其稳定性有1定程度的影响。２．４ 乳化性和乳化稳定性从图２ｂ中看出，未改性ＳＰＣ的乳化性差，ＳＰＣ经过改性以后，其乳化性得到很大的提高。样品２的ＥＡＩ（乳化活力指数）较样品３和样品４的好，样品３和样品４的ＥＡＩ差别不大。虽然样品２的乳化性较高，但其ＥＳＩ（乳化稳定性）不如样品３和样品４。多是由于样品２经过离心分离去除不溶物以后，其疏水性有所降落，而蛋白质疏水性愈强，在界面的蛋白质浓度愈高，界面张力越低，乳状液愈稳定。通过调ｐＨ和微波处理后，ＳＰＣ的结构产生了变化，ｐＨ的升高使－ＣＯＯ－增多，增加了分子间的静电斥力，使离散双电层加厚，溶液界面膜增厚，同时也有益于胶束的构成，因此乳化性得到提高。微波的热处理使ＳＰＣ致密结构变得疏松，疏水基团暴露，提高表面疏水度，也会提高ＳＰＣ的乳化性。从图２ｂ中看出，ＳＰＣ经过改性以后，ＥＳＩ有所降落，原ＳＰＣ具有较高的ＥＳＩ是由于原ＳＰＣ的乳化性差，ＥＡＩ值很低，乳化能力随着时间的延长改变程度小。样品３和样品４的ＥＡＩ和ＥＳＩ几近1样，说明干燥方式对ＳＰＣ的ＥＡＩ和ＥＳＩ影响不大。