硫酸钙诱导热变性大豆蛋白凝胶的影响因素及应用研究

发布时间：2019-09-29 03:11

【摘要】：豆腐作为中国的传统食品,对人体的健康大有裨益,在东亚和东南亚国家也一直备受消费者的青睐。由于近年来有关豆腐等大豆制品的功能性质和健康益处的报道日渐增多,它在世界范围内也受到越来越广泛的关注。但国内传统豆腐制造过程中废水对环境的污染及制作工艺复杂、产品保藏性差的问题一直困扰着豆制品行业的发展。对传统豆腐制品的加工工艺和配料进行改进,提升产品的贮藏性、环境友好性及制作的方便性,一直以来是豆制品行业的研究目标之一。近年来,以大豆分离蛋白(SPI)为基本原料,利用传统凝固剂制备豆腐型凝胶成为这个领域的研究热点。因此,本论文利用SPI为主要原料,通过研究良好品质的豆腐型凝胶所需要的SPI性质,SPI与低聚糖、多糖、油脂的相互作用,试图为SPI为原料新型豆腐型凝胶的生产提供一定的理论依据,解决豆腐生产中存在的实际问题。论文首先对市面上常见的内酯(GDL)、盐卤(MgCl2)和石膏(CaSO4)豆腐的主要成分(水分、蛋白质、脂肪和总糖)的含量和质构性质进行了分析。结果显示,盐卤豆腐的蛋白质、脂肪和总糖含量最高,石膏豆腐次之,内酯豆腐最低；而它们的水分含量正好与之相反；对它们的硬度值而言,石膏豆腐和盐卤豆腐分别是内酯豆腐的2倍和3倍左右。上述差异与它们的加工工艺(料液比、破脑、压制)的不同有关。另外,不同豆腐的凝胶结构也有很大差异,盐卤豆腐结构较为粗糙、孔隙较大；这是由于点浆过程中盐卤凝固剂的释放速度过快导致的；而内酯和石膏凝固剂作用速度相对缓慢,诱导形成的豆腐网络结构比盐卤豆腐均匀、致密,点浆过程相对容易操作。综合考量,选择CaSO4作为凝固剂进行后续的研究。其次,通过控制加热温度和时间制备7S、11S不同变性程度和不同粒径大小的SPI聚集体,并对其性质进行表征。结果表明65℃和75℃条件下加热可以获得以7S变性为主体、11S轻微变性的数量平均直径在43.58～53.77 nm的聚集体,而在85℃和90℃加热则能获得11S大部分至完全变性、数量平均粒径在64.85～77.60 nm的SPI聚集体。推测平均粒径的增大可能源于大的可溶性聚集体(MW≥1000kDa)的生成,而11S的变性对于SPI聚集程度的增加和大的聚集体的形成至关重要。随后对CaS04诱导不同聚集体形成凝胶的性质进行了测定,发现凝胶的硬度和持水性与11S的变性程度和蛋白颗粒的平均粒径呈现显著正相关性(P0.05),但与7S的变性程度没有相关性；11S完全变性的SPI聚集体形成的凝胶结构最为均匀致密。通过对不同缓冲液中凝胶的溶解度的测定发现,疏水相互作用对于维系11S低变性程度的SPI所形成的凝胶结构最为重要；对于11S变性程度高的SPI所形成的凝胶而言,二硫键对其结构的维持作用更为关键。选择90℃、15 min的作为后续研究的热变性条件。接下来研究了大豆低聚糖和SSPS分别在不同浓度下对CaSO4诱导的大豆蛋白凝胶的流变性质和质构的影响。凝胶终点G’、频率扫描、蠕变实验以及大形变断裂测试结果表明,上述糖类作为共溶质不同程度地增加了凝胶的刚性(弹性模量),尤其以水苏糖的作用最为显著；SSPS在较低浓度(0.3%和0.5%,w/v)下也显著增强了凝胶的强度(P0.05)。此外,共溶质的加入也显著改善了凝胶的硬度、持水性和微观结构,CaSO4诱导SPI形成的凝胶在5%(w/v)水苏糖浓度下形成的结构最为致密,硬度最强,与空白相比,该值增加了29.9%。体积排除效应可能在共溶质存在的体系中扮演了重要的角色,它具有依数性,促使蛋白-蛋白相互作用的增强进而引起聚集程度的增加,最终导致了凝胶结构的加强。论文还研究了不同的油脂含量(1%、3%和5%)和处理方式(Ⅰ.天然SPI→加油乳化→变性；Ⅱ.热变性SPI→加油乳化)对形成的乳状液及CaSO4诱导凝胶的性质的影响。结果显示：在相同油脂含量条件下,热变性引起了SPI乳化性增强,导致方式Ⅱ形成的乳状液的体积平均粒径小于方式Ⅰ,而且由于较多的油滴数量与蛋白之间作用几率增大致使Ⅱ比Ⅰ形成的乳状液粘度高。对于凝胶性质而言,凝胶终点的G’、硬度和持水性随着油脂含量的增加而增大,表明大豆油起到了活性填充颗粒的作用。基于上述原因,CaSO4诱导Ⅱ乳状液形成的凝胶强度大于Ⅰ。另外,CLSM分析的结果表明油脂的填充作用改善了凝胶的微观结构,尤其是Ⅱ乳状液凝胶的结构更为均匀、致密；随着油脂体积分数的增加,被蛋白分子所包裹的较大的油滴在Ⅰ乳状液凝胶结构中逐渐出现,暗示着Ⅰ乳状液在热处理条件下可能发生了絮凝现象。基于SSPS较低浓度(0.3%和0.5%)下对凝胶性质的改进作用,论文最后研究了具有潜在的保健功能的魔芋胶、结冷胶和可得然胶在0.1%～0.5%浓度下与SPI的复合作用对CaSO4诱导其凝胶过程中的流变性质及凝胶质构特性的影响。结果表明,三种多糖的加入明显降低了成胶的起始温度,对于魔芋胶和可得然胶而言,它们使凝胶起始温度分别降低16℃～29℃、17℃～39℃；它们的添加还显著增加了凝胶过程及凝胶终点的G,,魔芋胶、结冷胶和可得然胶使终点G’分别提升了4%～22%、16%～90%和61%～131%。此外,与空白(未加多糖)蛋白凝胶相比,大豆蛋白-多糖复合凝胶的硬度、持水性和微观结构都有了不同程度的改善。
【图文】：

豆腐,分子模型,豆腐生产

逑－油滴的复合物结合在一起形成一种稳定的乳状液凝胶结构。相关的过程被按照从左往逡逑右的顺序呈现在图１－１中。逡逑Ｘ邋Ａ邋Ｉ逦？逦Ｍ＇！逡逑ｔｏｔｅｍｓ邋Ｂ娜赛嗦奶矜；逡逑片＂５。护O啠痯海粶W靡逡逑（８０邋ｎｍ）邋（２００－４００邋ｎｍ）逦？逦，管来逡逑Ｓｏｙｍｉｌｋ逦Ｃａ２’，Ｍｇ４逦Ａｇｇｒｅｇａｔｅ逦Ｔｏｆｕ－ｃｕｒｄ逡逑Ａｄｄｉｔｉｏｎ逡逑图１－１豆腐形成过程中的分子模型［４６］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋ＰｏｓＵｉｌａ化ｄ邋ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｍｏｄｅｌｓ邋ｏｆ邋化ｅ邋ｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋化扣．逡逑１．４立体背景及意义逡逑在世界范围内随着大豆产量的持续增长及对大豆营养保健功能研究的逐渐深入，消逡逑费者对大豆及其制品的消费需求与日俱增，研究者也一直致力于研究大豆中的营养成分逡逑（尤其是大豆蛋白）的功能性质及其在食品中的应用。逡逑豆腐是中国的传统豆制品。２０００多年来，盐烺和石膏豆腐一直备受人们青睐。传逡逑统的石膏和盐面豆腐生产大多采用磨浆、煮浆、点商、破乳、压棒成型等工序，生产过逡逑程不仅产生大量废渣、而且产生大量的黄浆水，基于现有豆腐生产厂商大多规模较小，逡逑很难对废水废渣进行处理或者回收综合利用

构架图,构架图,章节,论文

逑－油滴的复合物结合在一起形成一种稳定的乳状液凝胶结构。相关的过程被按照从左往逡逑右的顺序呈现在图１－１中。逡逑Ｘ邋Ａ邋Ｉ逦？逦Ｍ＇！逡逑ｔｏｔｅｍｓ邋Ｂ娜赛嗦奶矜；逡逑片＂５。护O啠痯海粶W靡逡逑（８０邋ｎｍ）邋（２００－４００邋ｎｍ）逦？逦，管来逡逑Ｓｏｙｍｉｌｋ逦Ｃａ２’，Ｍｇ４逦Ａｇｇｒｅｇａｔｅ逦Ｔｏｆｕ－ｃｕｒｄ逡逑Ａｄｄｉｔｉｏｎ逡逑图１－１豆腐形成过程中的分子模型［４６］逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋ＰｏｓＵｉｌａ化ｄ邋ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｍｏｄｅｌｓ邋ｏｆ邋化ｅ邋ｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋化扣．逡逑１．４立体背景及意义逡逑在世界范围内随着大豆产量的持续增长及对大豆营养保健功能研究的逐渐深入，消逡逑费者对大豆及其制品的消费需求与日俱增，，研究者也一直致力于研究大豆中的营养成分逡逑（尤其是大豆蛋白）的功能性质及其在食品中的应用。逡逑豆腐是中国的传统豆制品。２０００多年来，盐烺和石膏豆腐一直备受人们青睐。传逡逑统的石膏和盐面豆腐生产大多采用磨浆、煮浆、点商、破乳、压棒成型等工序，生产过逡逑程不仅产生大量废渣、而且产生大量的黄浆水，基于现有豆腐生产厂商大多规模较小，逡逑很难对废水废渣进行处理或者回收综合利用
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS201.21

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