热处理对水媒法制备的亚麻籽分离蛋白挥发性风味成分和功能性质的影响
发布时间：2021-08-13 17:29
以脱壳亚麻籽为原料,采用水媒法制备亚麻籽分离蛋白（FPI）。研究了热处理对FPI亚基组成、挥发性物质种类和含量及其功能性质的影响。结果表明:随着热处理时间的延长,FPI亚基的聚集与解离加剧,当95℃加热10 min时,FPI的亚基组成即可发生较大的变化,35～50 kDa的亚基能够迅速解离;热处理后FPI中挥发性物质从32种增加至42种,主要种类仍为醛类、醇类和酮类,但呈现树叶味、青草味的风味物质减少,而呈现油脂味、烧焦味、烤香味的风味物质增加;在pH 7.0时,经热处理的FPI的溶解性从30%降至25%,而大豆分离蛋白（SPI）的溶解性从95%降至35%。热处理后,FPI的乳化活性从17.43 m2/g升高至26.03 m2/g,乳化稳定性由43.28 min降至37.45min,而持水性与持油性均无明显变化。
【文章来源】：中国油脂. 2020,45(10)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
FPI与SPI的非还原SDS-PAGE图谱及条带定量分析
利用GC-MS分别对未加热与加热的FPI中的挥发性物质进行分析，总离子流图如图2所示。由图2可见，加热后，FPI出峰数量明显增多，对两个样品的挥发性组分进行详细分析，结果如表1所示。由表1可见，未经热处理的FPI中检出32种挥发性物质，主要包含4种类型的挥发性物质，即醛类(相对含量为75.07%)、醇类(相对含量为12.27%)、酮类(相对含量为9.99%)和其他类(相对含量为2.68%)。加热后两种醇类物质(2-戊烯-1-醇和1-环己基-2-烯-1-醇)消失，产生了12种新的挥发性物质，共检出42种挥发性风味物质，包括醛类(相对含量为54.30%)、醇类(相对含量为18.74%)、酮类(相对含量为11.09%)以及其他类(相对含量为15.89%)。在其他类中，加热后不愉快的风味物质增加，如甲氧基苯基肟相对含量从1.17%增加至7.78%;呈现油脂味的2-乙基呋喃和2-正戊基呋喃分别从0.42%和0.06%增加至3.52%和0.40%。未经热处理的FPI最主要的挥发性风味物质为反式-2-己烯醛(相对含量为35.08%)、己醛(相对含量为34.22%)、正己醇(相对含量为7.94%)、2-丁酮(相对含量为6.05%)、(3E,5E)-3,5-辛二烯-2-酮(相对含量为3.94%)和庚二烯醛(相对含量为2.63%)。在大豆蛋白制品中，己醛和反式-2-己烯醛的产生机制主要为脂肪氧化酶LOX催化亚油酸或亚麻酸的加氧反应，生成具有共轭双键的脂肪酸氢过氧化物，进而在裂解酶的作用下分解生成，这两种物质是豆腥味最主要的来源[14]。其中，反式-2-己烯醛呈现树叶味，己醛和正己醇呈现青草味，庚二烯醛呈现油炸、油脂味[15]。加热处理后反式-2-己烯醛、己醛和2-丁酮这些主要的挥发性物质的相对含量有所降低，但仍是主要的挥发性物质。此外，加热处理后，甲氧基苯基肟、2-乙基呋喃、烯丙基正戊基甲醇这3种物质的相对含量也较高，分别为7.78%、3.51%和4.90%。经热处理后，FPI中主要的挥发性风味物质含量发生明显变化，己醛(相对含量为19.67%)和反式-2-己烯醛(相对含量为17.54%)含量最高，其次依次为正己醇(相对含量为8.52%)、庚二烯醛(相对含量为7.63%)、(3E,5E)-3,5-辛二烯-2-酮(相对含量为6.86%)和2-丁酮(相对含量为2.50%)。可见，加热之后FPI释放出了更多的风味物质，呈现树叶味、青草味的风味物质相对减少，呈现油脂味、烧焦味、烤香味的风味物质增加，如新产生的糠醛类呈现浓郁的烤香味，而含量增加明显的呋喃类呈现烧焦味[16]。有研究表明，呋喃类物质主要由亚油酸等游离态的多不饱和脂肪酸被氧化而生成[17]，加热能够抑制酶活，同时，加热过程中可能混入更多空气，反而对脂质氧化反应具有促进作用。FPI溶液是一种混合的体系，除了蛋白质以外，还存在干基含量为5.78%的脂类物质和少量的糖类物质，可能适当的热处理能够促进这些物质发生化学作用而产生更多的风味物质，具体机制仍待进一步研究。
2.4.1 热处理对FPI溶解性的影响(见图3)由图3可知，FPI与SPI的溶解性随p H变化的关系均呈“V”型，在等电点附近溶解性均最低，随着p H远离等电点，溶解性逐渐增大。因为等电点附近两种蛋白质所带电荷为零，溶解度最小，当p H远离等电点时，由于蛋白质表面所带电荷增加，静电斥力增大，溶解度会提高[18]。不同之处在于，SPI在p H 7.0或p H 3.0下，溶解性已经高达95%，继续增大或者减小p H，其溶解性趋于稳定甚至减小。而FPI在远离等电点时，溶解性增加较缓慢，在中性条件下，FPI的溶解性仅30%，在极端的酸碱条件下，FPI的溶解性可达到95%。经过热处理，在p H 2.0和p H 11.0下，FPI的溶解性大大降低，而在其他p H下，溶解性降低程度较小。在中性条件下，FPI的溶解性从30%降至25%，而SPI在等电点以外的p H下溶解性降低程度均较大。结合2.2的SDS-PAGE分析结果，加热能够使一些可溶性的蛋白质发生聚集而沉淀，这也是蛋白质溶解性降低的原因之一。FPI在偏中性的条件下，各蛋白组分含量变化明显，但溶解性变化较小，这可能是两方面共同作用的结果:一方面可能因为适当加热使一些难溶性的组分解聚而溶解，另一方面由于一些组分受热变性生成了不溶性的沉淀，导致溶解性降低。亦有研究表明[19]，高温作用使FPI溶解性降低，原因为蛋白质分子结构展开，非极性基团暴露，导致与水的氢键作用力减弱而降低FPI的溶解性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]HS-SPME-GC-MS-O联用分析不同加工工艺亚麻籽油特征香气成分[J]. 于文龙,郝楠,吴凯晋,桑亚新,宋春丽,王向红. 食品科学. 2019(18)
[2]两种干燥方式对亚麻籽分离蛋白功能性质的影响研究[J]. 孔慧广,田少君. 中国油脂. 2018(04)
[3]精炼过程对亚麻籽油风味物质的影响[J]. 王笑园,宋章弈,张延琦,倪元颖. 食品工业科技. 2016(18)
[4]喷雾干燥对籽瓜种子蛋白理化及功能特性的影响[J]. 邓芝串,张超,张晖,王立,钱海峰,齐希光,张春华. 现代食品科技. 2015(11)
[5]模拟体系制备豆浆及其风味研究[J]. 孙灵湘,叶挺,华欲飞,孔祥珍. 大豆科学. 2015(04)
[6]脱脂豆粕预处理对大豆球蛋白功能性质的影响[J]. 吴伟,梁盈,林亲录,邓克权,华欲飞. 中国油脂. 2015(01)
[7]从亚麻籽仁饼中提取分离蛋白的工艺条件[J]. 许光映,胡晓军,张清华,郭沛荣. 山西农业科学. 2012(08)
[8]热处理对大豆分离蛋白功能特性的影响[J]. 郭凤仙,熊幼翎,何志勇,黄小林,陈洁. 食品与机械. 2009(06)
[9]亚麻籽胶中多糖含量的测定[J]. 陈海华,许时婴. 粮油加工与食品机械. 2003(10)
[10]大豆种子脂肪氧化酶与豆制品产生豆腥味关系的研究进展[J]. 麻浩,官春云. 中国油料作物学报. 1999(02)
硕士论文
[1]星油藤蛋白的制备及其理化性质的研究[D]. 夏克东.河南工业大学 2016
[2]豆浆风味模拟体系的构建及各组分对其风味组成的影响[D]. 孙灵湘.江南大学 2015
本文编号：3340846
【文章来源】：中国油脂. 2020,45(10)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
FPI与SPI的非还原SDS-PAGE图谱及条带定量分析
利用GC-MS分别对未加热与加热的FPI中的挥发性物质进行分析，总离子流图如图2所示。由图2可见，加热后，FPI出峰数量明显增多，对两个样品的挥发性组分进行详细分析，结果如表1所示。由表1可见，未经热处理的FPI中检出32种挥发性物质，主要包含4种类型的挥发性物质，即醛类(相对含量为75.07%)、醇类(相对含量为12.27%)、酮类(相对含量为9.99%)和其他类(相对含量为2.68%)。加热后两种醇类物质(2-戊烯-1-醇和1-环己基-2-烯-1-醇)消失，产生了12种新的挥发性物质，共检出42种挥发性风味物质，包括醛类(相对含量为54.30%)、醇类(相对含量为18.74%)、酮类(相对含量为11.09%)以及其他类(相对含量为15.89%)。在其他类中，加热后不愉快的风味物质增加，如甲氧基苯基肟相对含量从1.17%增加至7.78%;呈现油脂味的2-乙基呋喃和2-正戊基呋喃分别从0.42%和0.06%增加至3.52%和0.40%。未经热处理的FPI最主要的挥发性风味物质为反式-2-己烯醛(相对含量为35.08%)、己醛(相对含量为34.22%)、正己醇(相对含量为7.94%)、2-丁酮(相对含量为6.05%)、(3E,5E)-3,5-辛二烯-2-酮(相对含量为3.94%)和庚二烯醛(相对含量为2.63%)。在大豆蛋白制品中，己醛和反式-2-己烯醛的产生机制主要为脂肪氧化酶LOX催化亚油酸或亚麻酸的加氧反应，生成具有共轭双键的脂肪酸氢过氧化物，进而在裂解酶的作用下分解生成，这两种物质是豆腥味最主要的来源[14]。其中，反式-2-己烯醛呈现树叶味，己醛和正己醇呈现青草味，庚二烯醛呈现油炸、油脂味[15]。加热处理后反式-2-己烯醛、己醛和2-丁酮这些主要的挥发性物质的相对含量有所降低，但仍是主要的挥发性物质。此外，加热处理后，甲氧基苯基肟、2-乙基呋喃、烯丙基正戊基甲醇这3种物质的相对含量也较高，分别为7.78%、3.51%和4.90%。经热处理后，FPI中主要的挥发性风味物质含量发生明显变化，己醛(相对含量为19.67%)和反式-2-己烯醛(相对含量为17.54%)含量最高，其次依次为正己醇(相对含量为8.52%)、庚二烯醛(相对含量为7.63%)、(3E,5E)-3,5-辛二烯-2-酮(相对含量为6.86%)和2-丁酮(相对含量为2.50%)。可见，加热之后FPI释放出了更多的风味物质，呈现树叶味、青草味的风味物质相对减少，呈现油脂味、烧焦味、烤香味的风味物质增加，如新产生的糠醛类呈现浓郁的烤香味，而含量增加明显的呋喃类呈现烧焦味[16]。有研究表明，呋喃类物质主要由亚油酸等游离态的多不饱和脂肪酸被氧化而生成[17]，加热能够抑制酶活，同时，加热过程中可能混入更多空气，反而对脂质氧化反应具有促进作用。FPI溶液是一种混合的体系，除了蛋白质以外，还存在干基含量为5.78%的脂类物质和少量的糖类物质，可能适当的热处理能够促进这些物质发生化学作用而产生更多的风味物质，具体机制仍待进一步研究。
2.4.1 热处理对FPI溶解性的影响(见图3)由图3可知，FPI与SPI的溶解性随p H变化的关系均呈“V”型，在等电点附近溶解性均最低，随着p H远离等电点，溶解性逐渐增大。因为等电点附近两种蛋白质所带电荷为零，溶解度最小，当p H远离等电点时，由于蛋白质表面所带电荷增加，静电斥力增大，溶解度会提高[18]。不同之处在于，SPI在p H 7.0或p H 3.0下，溶解性已经高达95%，继续增大或者减小p H，其溶解性趋于稳定甚至减小。而FPI在远离等电点时，溶解性增加较缓慢，在中性条件下，FPI的溶解性仅30%，在极端的酸碱条件下，FPI的溶解性可达到95%。经过热处理，在p H 2.0和p H 11.0下，FPI的溶解性大大降低，而在其他p H下，溶解性降低程度较小。在中性条件下，FPI的溶解性从30%降至25%，而SPI在等电点以外的p H下溶解性降低程度均较大。结合2.2的SDS-PAGE分析结果，加热能够使一些可溶性的蛋白质发生聚集而沉淀，这也是蛋白质溶解性降低的原因之一。FPI在偏中性的条件下，各蛋白组分含量变化明显，但溶解性变化较小，这可能是两方面共同作用的结果:一方面可能因为适当加热使一些难溶性的组分解聚而溶解，另一方面由于一些组分受热变性生成了不溶性的沉淀，导致溶解性降低。亦有研究表明[19]，高温作用使FPI溶解性降低，原因为蛋白质分子结构展开，非极性基团暴露，导致与水的氢键作用力减弱而降低FPI的溶解性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]HS-SPME-GC-MS-O联用分析不同加工工艺亚麻籽油特征香气成分[J]. 于文龙,郝楠,吴凯晋,桑亚新,宋春丽,王向红. 食品科学. 2019(18)
[2]两种干燥方式对亚麻籽分离蛋白功能性质的影响研究[J]. 孔慧广,田少君. 中国油脂. 2018(04)
[3]精炼过程对亚麻籽油风味物质的影响[J]. 王笑园,宋章弈,张延琦,倪元颖. 食品工业科技. 2016(18)
[4]喷雾干燥对籽瓜种子蛋白理化及功能特性的影响[J]. 邓芝串,张超,张晖,王立,钱海峰,齐希光,张春华. 现代食品科技. 2015(11)
[5]模拟体系制备豆浆及其风味研究[J]. 孙灵湘,叶挺,华欲飞,孔祥珍. 大豆科学. 2015(04)
[6]脱脂豆粕预处理对大豆球蛋白功能性质的影响[J]. 吴伟,梁盈,林亲录,邓克权,华欲飞. 中国油脂. 2015(01)
[7]从亚麻籽仁饼中提取分离蛋白的工艺条件[J]. 许光映,胡晓军,张清华,郭沛荣. 山西农业科学. 2012(08)
[8]热处理对大豆分离蛋白功能特性的影响[J]. 郭凤仙,熊幼翎,何志勇,黄小林,陈洁. 食品与机械. 2009(06)
[9]亚麻籽胶中多糖含量的测定[J]. 陈海华,许时婴. 粮油加工与食品机械. 2003(10)
[10]大豆种子脂肪氧化酶与豆制品产生豆腥味关系的研究进展[J]. 麻浩,官春云. 中国油料作物学报. 1999(02)
硕士论文
[1]星油藤蛋白的制备及其理化性质的研究[D]. 夏克东.河南工业大学 2016
[2]豆浆风味模拟体系的构建及各组分对其风味组成的影响[D]. 孙灵湘.江南大学 2015
本文编号：3340846
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