大豆分离蛋白可溶性热聚集行为及其超声调控研究

发布时间：2020-07-28 07:40

【摘要】：目前,基于我国大豆产业的蓬勃发展,大豆蛋白生产规模不断扩大,其营养价值及经济效价优势显著。基于此,越来越多学者对大豆分离蛋白聚集、解聚行为进行深入探讨。同时,热诱导大豆分离蛋白发生的聚集行为对其体系结构、功能影响显著,所以对大豆分离蛋白进行改性成为大豆精深加工的研究热点。针对此,本课题以大豆分离蛋白为研究对象,采用热诱导及超声改性处理技术深入解析加热温度(60℃、80℃、100℃)、超声功率(200 W、600W)对可溶性大豆分离蛋白结构及其乳液界面的作用机制,明晰超声辅助热处理对可溶性大豆分离蛋白聚集行为的调控机理,充分发挥热诱导及超声改性的技术优势,有效改善大豆分离蛋白系列产品品质特性,为我国高功能型大豆蛋白系列产品的开发应用提供理论支撑和技术支持。主要研究结果如下:(1)研究采用超声辅助热诱导方法改性可溶性大豆分离蛋白,深入解析不同温度(60℃、80℃、100℃)及超声调控(200 W、600 W)下可溶性大豆分离蛋白理化及体系稳定作用机制。随着温度升高,可溶性大豆分离蛋白粒径增大。超声处理可溶性大豆分离蛋白时,在200W的超声功率下处理时,其粒径增大,在600 W的超声功率下处理可溶性大豆分离蛋白时,粒径降低,且在1000 nm处,形成了粒径范围更大的峰。对处理温度为60℃、80℃和100℃的大豆分离蛋白可溶性聚集体进行低功率200 W和高功率600 W的超声处理,发现大豆分离蛋白可溶性热聚集体的粒径增加,且在相同功率下,随着温度的升高,可溶性聚集体粒径增大趋势更显著;大豆分离蛋白经加热处理时,随着加热温度的升高,可溶性蛋白质溶解度呈现下降趋势。在低高功率超声处理调控后,蛋白质的溶解度均增大;对可溶性大豆分离蛋白经进行热诱导时,随着加热温度升高,可溶性大豆分离蛋白的浊度呈现增大趋势。在低高功率超声处理调控后,蛋白质的浊度显著降低。(2)研究采用体积排阻色谱、傅里叶红外光谱、荧光光谱、SDS-PAGE电泳及原子力显微镜分析,深入解析超声辅助热诱导处理对可溶性大豆分离蛋白分子量及结构特征影响,明确超声联合热处理调控大豆分离蛋白可溶性聚集机制。通过体积排阻色谱发现随着加热温度升高及高超声功率调控时,可溶性聚集体含量增加。当加热温度为100℃时,小分子多肽含量增加。对不同加热温度下的可溶性大豆分离蛋白进行低高功率超声处理,发现可溶性大豆分离蛋白聚集体的含量均增加,且随着功率的增大,分子量小于1.6 KDa的产物几乎消失;经傅里叶红外光谱分析可知,热处理可促进蛋白二级结构的无序化转换。对可溶性大豆分离蛋白和热诱导后的可溶性蛋白质在不同功率下进行超声处理,发现大豆分离蛋白的β-折叠含量降低,无规则结构含量增加;大豆分离蛋白经热处理后,可溶性蛋白表面疏水性升高。低高功率超声处理不同温度加热条件下的可溶性聚集体时,可溶性聚集体的表面疏水性均增加;经SDS-PAGE电泳分析发现,在加热条件下,大豆分离蛋白中α、β亚基及B碱性亚基参与了可溶性聚集体的形成。对加热处理后的可溶性蛋白进行超声处理,发现随着超声处理强度的增加,7S蛋白α′亚基含量明显增加,β亚基含量显著降低,11S蛋白的B亚基含量降低;通过原子力显微镜观测发现,在加热条件下,随着处理温度升高,粒子高度尺寸范围增大。在加热温度为100℃时,有大量小尺寸粒子生成。超声调控时可溶性大豆分离蛋白明显发生了促聚集。(3)研究通过乳液的乳化特性、粒径、Zeta电位及光学显微镜分析方法,深入解析超声辅助热诱导处理对可溶性大豆分离蛋白在乳液界面的表征。随热处理温度升高,蛋白质的乳化性呈现上升趋势。超声辅助热处理对可溶性大豆分离蛋白的乳化性起到促进作用;对乳液的粒径分析可知,随着温度增大,乳液粒径增大,均匀性降低。超声辅助热处理对可溶性大豆分离蛋白的乳液稳定性起促进作用,乳液粒径显著降低;通过乳液的表面电位分析,热处理使油滴间静电斥力增强。在超声处理时,随超声功率增强,蛋白质静电排斥力进一步增强;经光学显微镜测定分析,乳液在自然条件下变得絮凝,大量油滴絮凝、团聚严重。在加热处理时,油滴团聚物聚结程度降低。在超声处理后,液滴分布均匀,超声处理后乳化效果明显提高。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ931
【图文】：

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结果与分析状态下，通过 SDS-PAGE 确定可溶性大豆蛋白的聚集行为和超声处理S-PAGE 图谱显示出对应于 7S、11S 的典型条带，说明加热后聚集体白类似。通过凝胶成像分析仪分析 SDS-PAGE 图谱，发现通过加热处了处理后的大豆分离蛋白的亚基组成。由图 9 可知，大豆分离蛋白经热的升高，大豆可溶性聚集体 7S 蛋白的 α′亚基含量逐渐增加，α、β 亚能是因为 β-大豆伴球蛋白的 α、β 亚基参与了可溶性聚集体的形人研究一致。随着加热温度的升高，大豆可溶性聚集体大豆球蛋白减小，这可能是由于 B 碱性亚基参与了聚集体的形成。这表明随着加豆分离蛋白可溶性聚集体含量逐渐增加，且大豆分离蛋白的 α 亚基大豆蛋白可溶性聚集体的主要组成成分。这与 Damodaran 等[110]人研的可溶性蛋白进行超声处理，发现随着超声处理强度的增加，7S 蛋白β 亚基含量显著降低，11S 蛋白的 B 亚基含量降低，说明超声处理对集体的亚基组成有所影响，这可能是因为超声处理产生的空穴效应使断开，蛋白分子的空间结构结构被破坏[112]。

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东北农业大学工程硕士学位论文加热温度过高时，分子热运动过于剧烈，使部分蛋白质颗粒碰撞发生解离，导的生成，与李向红[92]和郭凤仙等[93]研究结论一致，这也与本实验粒径分析、体论一致。在超声处理时，蛋白质表面较平滑，可溶性大豆分离蛋白发生聚集，随着超声功率增大，蛋白质粒子高度尺寸增加，同时小尺寸粒子含量降低。且到存在大颗粒的无定型聚集体。说明超声辅助热处理大豆分离蛋白，增强了可子间作用力，故超声处理进一步促进了可溶性聚集体的形成，与体积排阻色谱200 W 600 W0 W

光学显微镜,图像

乳液的光学显微镜图像

【参考文献】