大豆分离蛋白-寡糖复合体系乳化性及乳化稳定性研究

摘要

大豆分离蛋白(Soy Protein Isolate，SPI)是一种天然乳化剂，可吸附于油水界面阻滞液滴聚集，广泛应用于植物蛋白饮料中。然而，SPI易受溶液体系中的pH值和离子强度等外界因素影响，乳状液的稳定性易发生改变。而大多数植物蛋白饮品为酸性，当pH值降低时，饮品液面蛋白质吸附层将减少甚至产生絮凝现象，极大限制了SPI在植物蛋白饮品中的应用。基于上述问题，近年来，有研究采用具有高水溶性、低粘度和稳定性良好的阴离子糖与植物蛋白结合作为稳定剂在油滴周围形成保护膜以防止液滴聚集。
　　大豆寡糖包括水苏糖和棉子糖，能够促进益生菌的增殖，常应用于保健乳制品中。本文系统研究了酸性条件下SPI与寡糖的复合对SPI乳化性的影响，为研制具有保健功效的天然植物蛋白乳化剂提供了理论基础。
　　本文首先探究了不同配比的水苏糖与棉子糖复配体对SPI乳化性及乳化稳定性的影响;其次，研究了pH值、寡糖与SPI复合比、温度和离子强度对SPI-寡糖复合体系乳化性及乳化稳定性的影响，并通过Zeta-电位和浊度的测定及激光共聚焦显微技术研究了SPI与寡糖之间的静电复合过程及相行为，阐述了SPI与寡糖形成可溶性复合物的作用机理及形成条件，利用内源荧光色谱法分析得出了SPI与寡糖的相互作用程度，并通过粒度分布的测定分析了复合物粒径大小变化及颗粒的分散性，为SPI与寡糖的复合提供进一步的理论补充。此外，本研究以pH、寡糖与SPI复合比、温度和离子强度为单因素，通过响应面优化试验分析得出了乳化性最佳的SPI-寡糖复合体系形成条件，并探究了SPI-寡糖复合体系分别于常温与4℃条件下贮藏一个月后，其乳化性、溶解性、起泡性和表观粘度的改变。主要研究结果如下:
　　(1)在pH为6.5条件下，当水苏糖∶棉子糖比值为7∶3时，SPI-寡糖复合体系的乳化性和乳化稳定性均达到最大值，分别为0.699±0.009和5.53±0.15％，比相同条件下的SPI提高了39.96％和79.89％。
　　(2)在酸性条件下SPI与寡糖形成静电复合物，其等电点与SPI相比向酸性偏移。当pH为6.0-7.0时SPI-寡糖形成可溶性静电复合物，pH为6.0时SPI-寡糖体系乳化性和乳化稳定性与SPI相比分别提高了34.33％和97.32％，pH为7.0时SPI-寡糖复合体系的乳化性和乳化稳定性与SPI相比分别提高了13.44％和29.94％;当寡糖与SPI的复合比为0.15时，SPI-寡糖复合体系的乳化性和乳化稳定性则较SPI分别提高了61.69％和95.66％;当温度达到75℃时，SPI-寡糖复合体系的乳化性和乳化稳定性均达到最大值，较SPI分别提高了32.33％和79.98％;当离子强度达到0.10时，SPI-寡糖复合体系具有较好的乳化性与乳化稳定性，较SPI分别提高52.97％和49.78％。
　　(3)响应面优化分析各因素主次顺序为:pH＞离子强度＞复合比＞温度;最终确定SPI-寡糖复合体系的最佳制备条件为:pH=6.4，寡糖∶SPI=0.14，处理温度74℃，离子强度0.09;经验证，此条件下SPI-寡糖复合溶液乳化性达到最大值0.933±0.002。
　　(4)SPI-寡糖复合体系较SPI溶液乳化性、乳化稳定性、溶解性、起泡性、泡沫稳定性和表观粘度均有所提高，且在4℃贮藏条件下提高尤为显著。寡糖与SPI形成的静电复合物能够有效提高SPI的功能性并延长其贮藏期。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 大豆分离蛋白概述

1．2 大豆分离蛋白功能特性

1．2．1 乳化性

1．2．2 溶解性

1．2．3 起泡性

1．2．4 凝胶性

1．3 大豆分离蛋白改性

1．3．1 物理改性

1．3．2 酶法改性

1．3．3 化学改性

1．4 糖对蛋白的修饰作用

1．4．1 共价接枝

1．4．2 静电相互作用

1．5 糖与蛋白静电相互作用的影响因素

1．5．1 pH值的影响

1．5．2 糖与蛋白复合比的影响

1．5．3 离子强度的影响

1．5．4 其它

1．6 糖与蛋白相互作用在乳状液的应用

1．7 研究目的与意义

1．8 研究内容

1．9 论文创新性

1．10 研究技术路线

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验仪器

2．3 试验方法

2．3．2 不同pH条件下复合体系乳化性及复合过程研究

2．3．3 不同复合比条件下复合体系乳化性及复合过程研究

2．3．4 不同温度条件下复合体系乳化性及复合过程研究

2．3．5 不同离子强度条件下复合体系乳化性及复合过程研究

2．3．6 SPI-寡糖复合体系乳化性的响应面优化

2．3．7 不同贮藏时间复合体系相关功能性的研究

2．3．8 指标测定

2．4 数据处理

3 结果与分析

3．2 pH对SPI-寡糖复合体系乳化性及复合过程的影响

3．2．1 pH对复合体系乳化性的影响

3．2．2 pH对复合体系乳化稳定性的影响

3．2．3 复合体系相行为及Zeta-电位分析

3．2．4 浊度的变化

3．2．5 复合体系微观结构

3．2．6 内源荧光光谱扫描

3．2．7 粒度分布的变化

3．3 复合比对SPI-寡糖复合体系乳化性及复合过程的影响

3．3．1 复合比对复合体系乳化性的影响

3．3．2 复合比对复合体系乳化稳定性的影响

3．3．3 Zeta-电位分析

3．3．4 浊度的变化

3．3．5 复合体系微观结构

3．3．6 内源荧光光谱扫描

3．3．7 粒度分布的变化

3．4 温度对SPI-寡糖复合体系乳化性及复合过程的影响

3．4．1 温度对复合体系乳化性的影响

3．4．2 温度对复合体系乳化稳定性的影响

3．4．3 Zeta-电位分析

3．4．4 浊度的变化

3．4．5 复合体系微观结构

3．4．6 内源荧光光谱扫描

3．4．7 粒度分布的变化

3．5 离子强度对SPI-寡糖复合体系乳化性及复合过程的影响

3．5．1 离子强度对复合体系乳化性的影响

3．5．2 离子强度对复合体系乳化稳定性的影响

3．5．3 Zeta-电位分析

3．5．4 浊度的变化

3．5．5 复合体系微观结构

3．5．6 内源荧光光谱扫描

3．5．7 粒度分布的变化

3．6 SPI-寡糖复合体系乳化性的响应面优化研究

3．7 贮藏对SPI-寡糖复合体系功能特性的影响

3．7．1 复合体系乳化性

3．7．2 复合体系乳化稳定性

3．7．3 复合体系溶解性

3．7．4 复合体系起泡性

3．7．5 复合体系泡沫稳定性

3．7．6 复合体系表观粘度

4 讨论

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文