大豆皂苷—大豆7S/11S蛋白复合体系的油—水界面行为及其乳液稳定性研究
发布时间：2021-11-22 16:44
作为大豆加工过程中产生的两种主要副产物,大豆中的皂苷与蛋白以及二者形成的复合体系具有替代半合成、人工合成表面活性剂的发展潜力。本文以大豆皂苷（soyasaponin,Ssa）和大豆球蛋白（11S球蛋白）、大豆β-伴大豆球蛋白（7S球蛋白）为研究对象,通过动态界面张力、界面扩张流变学性质的研究,对7S/11S-Ssa复合体系在油-水界面的吸附行为进行表征;对复合体系形成乳液的粒径分布,界面蛋白吸附量,ζ-电位和乳液稳定性等进行了研究,探讨了油-水界面行为与乳液长期稳定性的内在联系;考察了pH值、温度两种环境因素对复合乳液稳定性的影响。主要研究结果如下:1.采用动态滴形分析法、多重光散射技术等研究了7S-Ssa复合体系的油-水界面行为、乳液特征及稳定性。结果发现,在较低Ssa浓度下（0.05%）,7S-Ssa复合体系界面吸附、扩张流变学行为主要由7S主导,但Ssa的加入使复合体系的乳化能力显著提高。Ssa浓度为（0.1%-0.75%）时,7S与Ssa在降低界面张力上表现出协同作用。添加高Ssa浓度（0.75%）时乳液粒径最小、分布均匀,此时的体系表现出比单独7S明显提升的乳化能力,混合吸附...
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
11S球蛋白分子的结构模型[11]
渤海大学硕士学位论文3酸性氨基酸含量丰富，在碱性结构中疏水性氨基酸较多[15]。11S球蛋白分子中的二硫键以及疏水相互作用对维持其三维结构起重要作用，这使得11S球蛋白具有十分紧实的折叠结构（如图1-1）。11S球蛋白在碱性条件下会发生解离使得二硫键被破坏后随即展开，粘性增加进而形成凝胶，含硫氨基酸含量丰富使其具有相对较好的凝胶特性[16]。7S球蛋白（分子量为180-210kDa）是一种糖蛋白，由α（分子量为68kDa）、α（分子量为72kDa）、β（分子量为52kDa）三种亚基组成，三者由氢键、疏水相互作连接，可以组成七种不同的分子结构，图1-2为7S球蛋白分子结构模型。三种亚基都含有核心区，特别的，α和α亚基除了包含核心区外在其N-端还存在延展区，然而β亚基却只含核心区[17]。环境因素的变化会导致亚基的解离及聚合。有研究发现在7S球蛋白的亚基中决定表面疏水性及热稳定性的是亚基的核心区，而在抑制蛋白聚集以及溶解性方面起重要的作用的是亚基的延展区[18]。7S球蛋白分子的高级结构折叠十分致密，其包含较少的二硫键、巯基，但是疏水性氨基酸以及赖氨酸含量相对较多，使其具有很强的溶解性、表面活性以及乳化稳定性[19]。与11S球蛋白相比，在pH2-10范围内7S球蛋白的乳化能力和溶解度较好；7S球蛋白形成凝胶能力及硬度较差主要是其所含二硫键相对较少且结构致密性相对较差造成的[20]。图1-2.7S球蛋白分子的结构模型[11]Figure1-2.Thestructuremodelofβ-conglycinin大豆蛋白因其典型的两亲性结构在食品工业中被作为乳化剂而广泛应用，但是大豆蛋白的分子质量、尺度较大且表面疏水性能较低导致其在油-水界面上的吸附较为缓慢，其乳化能力远低于牛奶中的酪蛋白以及乳清蛋白。
渤海大学硕士学位论文5螺旋甾烷类或三萜类化合物的糖苷。是食品、化妆品行业应用最为广泛的植物类生物表面活性剂。三萜类皂苷主要存在于甘草、人参、豆科类等双子叶植物中，而常见的甾体类皂苷（如燕麦皂苷、薯蓣皂苷）主要存在于芦笋、葱等单子叶植物中[26]。在分子结构上，皂苷分子由三萜或固醇苷元的疏水性支架在C3、C28位置的羟基上通过糖苷键与亲水性的糖基相连接，其糖链通常含有一个或几个单糖基，其中以葡萄糖醛酸、D型葡萄糖和L型阿拉伯糖最为常见[27-28]。由于亲水性的糖基以及疏水性的皂苷元的存在，皂苷表现出良好的两亲特性，使其在水相、固-液界面、气-水界面以及油-水界面上都表现出良好的表面活性。在如微胶囊、脂质体、乳液、泡沫等食品胶体体系的稳定态构建中发挥了巨大作用，天然的功能优势使得皂苷在食品、化妆品等行业领域得到了广泛应用，目前在食品工业中主要被用作高效的起泡剂和乳化稳定剂[29]。除此之外，部分皂苷还具有降胆固醇、降血糖以及免疫调节等对多种有益于人体健康的生物活性功能[30-31]。1.1.4大豆皂苷大豆皂苷（soyasaponin，Ssa）是一类属于五环三萜类齐墩果烷型皂苷的小分子表面活性成分，由疏水性糖苷配基组成，即大豆皂甙元和亲水糖基部分。基于取代的糖苷配基的差异，Ssa通常分为A，B，E和DDMP四种类型[32]，具有皂苷的一般性质[33-34]，其中以A、B两类含量最高（结构见图1-3），这些亚型也可能会影响界面性质[35]。AB图1-3.典型大豆皂苷Ab（A）和Bb（B）的化学结构Figure1-3.ChemicalstructureoftypicalsoybeansaponinsAb(A)andBb(B)
【参考文献】：
期刊论文
[1]极端pH处理对大豆分离蛋白、β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白结构和功能特性的影响[J]. 杨昱,雷泽夏,白靖文,王中江,齐宝坤,江连洲. 中国食品学报. 2018(07)
[2]pH和阿拉伯胶对大豆分离蛋白/大豆蛋白酶解产物乳化性质的影响[J]. 贾聪,华欲飞,陈业明,张彩猛,孔祥珍. 食品与发酵工业. 2017(05)
[3]热处理对大豆球蛋白乳化性的影响[J]. 王中江,王妍,张雅娜,王欢,王辰,李杨,江连洲. 食品工业科技. 2013(16)
[4]大豆蛋白乳化性的研究[J]. 邓塔,李军生,阎柳娟,黄国霞,肖海波. 食品工业科技. 2013(02)
[5]生物表面活性剂磷脂及其应用[J]. 徐俊,代宇. 皮革与化工. 2012(02)
[6]大豆蛋白亚基组成对其功能特性影响的研究现状[J]. 宋鹏,周瑞宝,魏安池. 粮油食品科技. 2010(05)
[7]不同工艺条件对大豆分离蛋白7S和11S组分影响的探讨[J]. 杨涛,马传国,李庆鹏,李娜. 粮食加工. 2007(05)
博士论文
[1]大豆蛋白—甜菊糖苷相互作用及对界面主导食品体系的调控研究[D]. 万芝力.华南理工大学 2016
[2]食物蛋白与壳聚糖相互作用及其在食品体系的应用研究[D]. 袁杨.华南理工大学 2014
[3]大豆亲脂性蛋白的界面吸附、乳化及输送特性研究[D]. 高志明.华南理工大学 2014
[4]大豆蛋白热聚集行为及界面、乳化性质研究[D]. 王金梅.华南理工大学 2012
[5]大豆蛋白热聚集行为控制及其结构表征的研究[D]. 郭健.华南理工大学 2012
[6]低聚非离子表面活性剂Tyloxapol与两亲分子的相互作用[D]. 朱艳艳.山东大学 2009
硕士论文
[1]大豆皂苷/蛋白相互作用对其气-水界面性质的影响机制[D]. 谢田雨.渤海大学 2019
[2]不同比例大豆7S、11S球蛋白水分散体系性质的研究[D]. 巨倩.西北农林科技大学 2019
本文编号：3512083
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
11S球蛋白分子的结构模型[11]
渤海大学硕士学位论文3酸性氨基酸含量丰富，在碱性结构中疏水性氨基酸较多[15]。11S球蛋白分子中的二硫键以及疏水相互作用对维持其三维结构起重要作用，这使得11S球蛋白具有十分紧实的折叠结构（如图1-1）。11S球蛋白在碱性条件下会发生解离使得二硫键被破坏后随即展开，粘性增加进而形成凝胶，含硫氨基酸含量丰富使其具有相对较好的凝胶特性[16]。7S球蛋白（分子量为180-210kDa）是一种糖蛋白，由α（分子量为68kDa）、α（分子量为72kDa）、β（分子量为52kDa）三种亚基组成，三者由氢键、疏水相互作连接，可以组成七种不同的分子结构，图1-2为7S球蛋白分子结构模型。三种亚基都含有核心区，特别的，α和α亚基除了包含核心区外在其N-端还存在延展区，然而β亚基却只含核心区[17]。环境因素的变化会导致亚基的解离及聚合。有研究发现在7S球蛋白的亚基中决定表面疏水性及热稳定性的是亚基的核心区，而在抑制蛋白聚集以及溶解性方面起重要的作用的是亚基的延展区[18]。7S球蛋白分子的高级结构折叠十分致密，其包含较少的二硫键、巯基，但是疏水性氨基酸以及赖氨酸含量相对较多，使其具有很强的溶解性、表面活性以及乳化稳定性[19]。与11S球蛋白相比，在pH2-10范围内7S球蛋白的乳化能力和溶解度较好；7S球蛋白形成凝胶能力及硬度较差主要是其所含二硫键相对较少且结构致密性相对较差造成的[20]。图1-2.7S球蛋白分子的结构模型[11]Figure1-2.Thestructuremodelofβ-conglycinin大豆蛋白因其典型的两亲性结构在食品工业中被作为乳化剂而广泛应用，但是大豆蛋白的分子质量、尺度较大且表面疏水性能较低导致其在油-水界面上的吸附较为缓慢，其乳化能力远低于牛奶中的酪蛋白以及乳清蛋白。
渤海大学硕士学位论文5螺旋甾烷类或三萜类化合物的糖苷。是食品、化妆品行业应用最为广泛的植物类生物表面活性剂。三萜类皂苷主要存在于甘草、人参、豆科类等双子叶植物中，而常见的甾体类皂苷（如燕麦皂苷、薯蓣皂苷）主要存在于芦笋、葱等单子叶植物中[26]。在分子结构上，皂苷分子由三萜或固醇苷元的疏水性支架在C3、C28位置的羟基上通过糖苷键与亲水性的糖基相连接，其糖链通常含有一个或几个单糖基，其中以葡萄糖醛酸、D型葡萄糖和L型阿拉伯糖最为常见[27-28]。由于亲水性的糖基以及疏水性的皂苷元的存在，皂苷表现出良好的两亲特性，使其在水相、固-液界面、气-水界面以及油-水界面上都表现出良好的表面活性。在如微胶囊、脂质体、乳液、泡沫等食品胶体体系的稳定态构建中发挥了巨大作用，天然的功能优势使得皂苷在食品、化妆品等行业领域得到了广泛应用，目前在食品工业中主要被用作高效的起泡剂和乳化稳定剂[29]。除此之外，部分皂苷还具有降胆固醇、降血糖以及免疫调节等对多种有益于人体健康的生物活性功能[30-31]。1.1.4大豆皂苷大豆皂苷（soyasaponin，Ssa）是一类属于五环三萜类齐墩果烷型皂苷的小分子表面活性成分，由疏水性糖苷配基组成，即大豆皂甙元和亲水糖基部分。基于取代的糖苷配基的差异，Ssa通常分为A，B，E和DDMP四种类型[32]，具有皂苷的一般性质[33-34]，其中以A、B两类含量最高（结构见图1-3），这些亚型也可能会影响界面性质[35]。AB图1-3.典型大豆皂苷Ab（A）和Bb（B）的化学结构Figure1-3.ChemicalstructureoftypicalsoybeansaponinsAb(A)andBb(B)
【参考文献】：
期刊论文
[1]极端pH处理对大豆分离蛋白、β-伴大豆球蛋白、大豆球蛋白结构和功能特性的影响[J]. 杨昱,雷泽夏,白靖文,王中江,齐宝坤,江连洲. 中国食品学报. 2018(07)
[2]pH和阿拉伯胶对大豆分离蛋白/大豆蛋白酶解产物乳化性质的影响[J]. 贾聪,华欲飞,陈业明,张彩猛,孔祥珍. 食品与发酵工业. 2017(05)
[3]热处理对大豆球蛋白乳化性的影响[J]. 王中江,王妍,张雅娜,王欢,王辰,李杨,江连洲. 食品工业科技. 2013(16)
[4]大豆蛋白乳化性的研究[J]. 邓塔,李军生,阎柳娟,黄国霞,肖海波. 食品工业科技. 2013(02)
[5]生物表面活性剂磷脂及其应用[J]. 徐俊,代宇. 皮革与化工. 2012(02)
[6]大豆蛋白亚基组成对其功能特性影响的研究现状[J]. 宋鹏,周瑞宝,魏安池. 粮油食品科技. 2010(05)
[7]不同工艺条件对大豆分离蛋白7S和11S组分影响的探讨[J]. 杨涛,马传国,李庆鹏,李娜. 粮食加工. 2007(05)
博士论文
[1]大豆蛋白—甜菊糖苷相互作用及对界面主导食品体系的调控研究[D]. 万芝力.华南理工大学 2016
[2]食物蛋白与壳聚糖相互作用及其在食品体系的应用研究[D]. 袁杨.华南理工大学 2014
[3]大豆亲脂性蛋白的界面吸附、乳化及输送特性研究[D]. 高志明.华南理工大学 2014
[4]大豆蛋白热聚集行为及界面、乳化性质研究[D]. 王金梅.华南理工大学 2012
[5]大豆蛋白热聚集行为控制及其结构表征的研究[D]. 郭健.华南理工大学 2012
[6]低聚非离子表面活性剂Tyloxapol与两亲分子的相互作用[D]. 朱艳艳.山东大学 2009
硕士论文
[1]大豆皂苷/蛋白相互作用对其气-水界面性质的影响机制[D]. 谢田雨.渤海大学 2019
[2]不同比例大豆7S、11S球蛋白水分散体系性质的研究[D]. 巨倩.西北农林科技大学 2019
本文编号：3512083
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