大豆蛋白和瓜尔豆胶复合物乳化性能的研究:
大豆蛋白和瓜尔豆胶复合物乳化性能的研究,瓜尔豆胶是中性多糖,相对分子量为#00,0006 )00,000,其结构为!-:-吡喃甘露糖单位通过1,- 苷键结合形成主链,侧链则由单个的"-:-半乳糖以 1,-苷键与主链相连接。甘露糖与半乳糖之比约为 2;1,但半乳糖并非有规律地分布在每两个甘露糖上, 主链上有些区段没有半乳糖,而另一些部分则是高 取代区。
1材料与方法 1.1材料与仪器
大豆分离蛋白黑龙江三江公司郭旗蛋白质厂 提供,实验时未做纯化;瓜尔豆胶(印度莲花)天津 裕华经济贸易总公司提供,实验时未做纯化。
7520型分光光度计上海分析伩器厂制;高速 分散均质机FJ-200 上海标本模型厂;LGJ-10冷冻 干燥机北京四环科学伩器厂;DZF-6000型真空干 燥箱上海誉恒实验伩器有限公司;大豆蛋白和瓜尔豆胶复合物乳化性能的研究,PHS-25型酸度 计上海雷磁伩器厂。
1.2实验方法
1.2.1大豆蛋白-瓜尔豆胶交联将大豆分离蛋白 与瓜尔豆胶粉以重量比为1;1混合后,用水溶解调至 6%(w/v)后冷冻干燥。干燥后的粉状物放置在干燥器 内60G下干热,容器底部放置饱和KBr溶液保持相 对湿度79C。反应时间从1d至21d,半周取样一次。
1.2.2乳化活性的测定 1.0mL植物油和 3.0mL0.1%的蛋白溶解液(0.1mol/L磷酸缓冲液 pH7.0)混合震荡并均质化(1min、20G、12000xg),在 不同时间(0,1,2,3,5,10min)从容器底部抽出40#L 样品,大豆蛋白和瓜尔豆胶复合物乳化性能的研究,并用4mL0.1C的十二烷基硫酸钠溶液稀释。在 乳化形成后马上测吸光率(吸光度500nm)。
1.2.3高盐对乳化活性的影响 0.1mol/L磷酸缓冲 液(pH7.0)中含有0.2mol/L NaCl,将反应11d的样品 用上述缓冲液配制成0.1C的溶液,乳化活性测定方 法同1.2.2。
1.2.4不同PH条件下乳化活性的测定反应11' 的样品分别用0.1mol/L柠樣酸缓冲液(pH3.0 );憐酸 缓冲液(PH7.0);碳酸盐缓冲液(pH10.0)配制成0.10 的溶解液,乳化活性测定方法同1.2.2。
1.2.5高温对乳化活性的影响将反应11'的样品 配置成0.10C的蛋白溶解液(0.1mol/L磷酸缓冲液 pH7.0 ),在1002保温5min后测定乳化活性,乳化活 性测定方法同1.2.2。
2结果与讨论
蛋白与多糖复合物的乳化性质取决于反应程 度,即在一定程度上与反应时间和反应速度、与蛋白 和多糖的混合比例、与温度、pH等外部条件有关。本 实验直接参照文献[7]选用最佳反应温度602、湿度 790^及最佳蛋白与多糖的混合比例1:1,而仅对反应 时间及高温、高盐和不同pH对复合物乳化性质的影 响进行研究。
2.1反应时间对SPI-瓜尔豆胶复合物乳化性质的 影响
从图1可以看出,不同时间SPI-瓜尔豆胶复合 物的乳化性均比原大豆蛋白要好。反应一周以前提 高的程度不大,可能是因为瓜尔豆胶为大分子多糖, 由于空间阻碍等原因使交联的速度受到限制。反应 到一周以后,随着交联度的增加,复合物的乳化活性 也随之提高。但当反应进行到一定程度以后,乳化活 性又开始下降。这是因为开始多糖与蛋白共价交联, 由于多糖的亲水性使复合物的表面活性增加,从而 乳化性提高;但反应到一定程度以后,其交联程度越 来越高,使复合物过于亲水而失去界面活性,从而降 低了产物的乳化性。从图1可以看出,SPI与瓜尔豆 胶反应11'乳化活性达到最高。另外,SPI:瓜尔豆胶 为1:1混合表现出的乳化活性与SPI差不多,这说明 单纯地加入多糖而未进行反应并不能增强SPI的乳 化活性。
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
-SPI
SPI:瓜尔豆胶1:1混合 干热1'
干热4'
-干热7'
干热11'
-干热14'
0.2
012345678910
时间(min )
图1 SPI-瓜尔豆胶不同时间乳化活性的变化
2.2不同pH对SPI-瓜尔豆胶乳化活性的影响
如图2所示,pH对复合物乳化性的影响非常 大,在中性和碱性条件下复合物的乳化性都大幅度 提高,但是在酸性条件下,复合物却几乎没有什么乳 化性,这可能与SPI碱溶酸沉的性质有关。另外,大豆蛋白和瓜尔豆胶复合物乳化性能的研究,瓜尔豆胶具有不耐酸性,在酸性条件下粘度大,水化速度 慢,因而影响了复合物的乳化特性。在碱性条件下, 大豆蛋白溶解性好,瓜尔豆胶的水化速度快[10],因此 未反应的混合物也表现出了较好的乳化活性。这说 明反应的交联率不高,未反应的SPI与瓜尔豆胶形成 的体系对复合物的乳化活性有着较大的影响。结合 率低的原因可能是多糖为直链大分子结构,还原性 羟基少,空间阻碍大,另外可能也与SPI未经纯化,溶 解性较差等因素有关。不过,反应后的复合物由于共 价键的作用表现出相对的稳定性,乳化活性和稳定 性都要好于单纯的混合物。
时间(min )
图2 pH对复合物乳化活性的影响
2.3高盐对复合物乳化活性的影响
在碱性条件下,加入0.2mol/L N@Cl的复合物表 现出很好的乳化活性,而中性条件下,加盐后复合物 的乳化活性变差。这可能是因为游离的阳离子对多 糖的分子内和分子间具有相互作用,这种作用影响 着多糖分子的行为。在某些情况下(如碱性条件),高 盐离子与瓜尔豆胶络合,使之亲水性更好,从而增加 复合物的乳化活性。另一方面,在中性条件下,则可 能不利于阳离子与瓜尔豆胶的松弛络合。有关高盐 离子对蛋白-多糖复合物乳化活性的影响还有待于 进一步研究。
2.4高温对复合物乳化活性的影响
高温对复合物的影响主要有以下几方面:首先, 在高温下及碱性条件下,1:1混合物和干热11'的复 合物都具有非常好的乳化活性,后者比前者增加的 幅度不是很大,这也说明反应的交联率不高。另外, 高温、碱性条件下复合物的乳化活性比单纯的碱性 条件下复合物的乳化活性要好很多,这除了 2.2中所干热 11d(pH7.0)
SPI:瓜尔豆胶 1:1 混合JH7.0 含 0.2mol/L NaCl) 干热 11d(pH7.0 含 0.2mol/L NaCl)
SPI:瓜尔豆胶 1:1 混合JH10.0 含 0.2mol/L NaCl) 干热 11d(pH10.0 含 0.2mol/L NaCl)
012345678910
时间(min )
图3高盐对复合物乳化活性的影响
图
800)#1迆^1|
提到的原因外,还因为胶体在高温下都具有较好的 溶解性,溶解性的改善使未反应的大豆蛋白和胶体 形成更加相容的体系,从而改善复合物的乳化活 性。第二,在中性条件下,经过高温处理的复合物与 未经过处理的复合物相比,前者的乳化活性要略 差,这可能是因为瓜尔豆胶在中性高温下降解的缘 故。总之,SPI-瓜尔豆胶复合物是一个混合的体系, 其乳化活性受到诸多因素的影响,对此还需更深入 的研究。
SPI
干热 ll*(pH7.0)
SPI:瓜尔豆胶1:1混合(pH7.0、高温) 干热11*(pH7.0、高温)
SPI:瓜尔豆胶1:1混合JH10.0、高温) 干热11*(pH10.0、高温)
23 4 56 78910
时间(min )
高温对复合物乳化活性的影响
3小结
利用Maillard反应制备的大豆-多糖复合物具有 良好的功能特性及安全性,是一种非常有应用前景 的绿色食品添加剂。初步的实验证明,SPI-瓜尔豆胶 复合物乳化活性有很大提高,但同时也显示由于多 糖的大分子直链结构,蛋白与多糖的交联程度不大, 从而影响了复合物乳化活性的进一步加强。大豆蛋白和瓜尔豆胶复合物乳化性能的研究,另外,由 于SPI在酸性条件下溶解度极小,而瓜尔豆胶的耐酸 性也不是特别理想,因此复合物不能应用于酸性条 件。但复合物在碱性高温下却具有非常好的乳化活 性,这可应用于食品工业中需要进行高温处理的产 品。总之,蛋白-多糖复合物的研究迄今为止也只有 十几年的时间,还需要进行更深入的研究,以提高在 食品工业上的可应用性。
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