pH偏移结合温和热处理对大豆分离蛋白结构及功能性的影响及其与肌原纤维蛋白的互作

摘要

本实验以大豆分离蛋白(Soybean Protein Isolates，SPI)为主要研究对象，采用pH1.5偏移结合加热处理（50和60℃）处理0、1、3、5h，然后恢复到中性条件下。通过测定处理前后SPI的理化性质（总巯基和暴露巯基含量）、结构特性（圆二色谱、色氨酸荧光光谱、紫外光谱、表面疏水性、粒径分布、ζ-电势、凝胶排阻色谱和SDS-PAGE电泳等等）以及功能特性（乳化性、乳化稳定性、凝胶特性等等）的变化规律以及它们之间的相互关系，揭示pH偏移结合加热处理提高SPI功能特性的构效机制。同时，进一步研究经过pH偏移结合加热处理后的SPI在实际生产和加工条件下与肌原纤维蛋白的互作，揭示其对肌原纤维蛋白功能特性和凝胶特性的影响，为开发肉品品质改良专用大豆分离蛋白产品奠定理论基础。主要研究结果如下:
　　(1) pH偏移结合加热处理后SPI的总巯基含量和暴露巯基含量均随着处理时间的延长增大而显著下降（P＜0.05）。天然SPI的总巯基含量为4.495μmol/g，在反应了5h后，pH1.5偏移，50℃加热，60℃加热，pH1.5+50℃和pH1.5+60℃样品的总巯基含量分别降低了22.6％，9.2％,10.18％,45.5％和80.23％。
　　(2)通过圆二色谱结果分析可知，pH偏移结合加热可减少SPI二级结构中的α-螺旋含量减少;而色氨酸荧光扫描、紫外扫描及表面疏水性结果分析可知，pH偏移结合加热处理促进了SPI中色氨酸残基的暴露;粒径分布及分子排阻色谱结果分析可知，处理过程中出现大分子量的物质离解成了小分子的聚集;SDS-PAGE的电泳结果则表明，小分子聚合物完全是由于伴大豆球蛋白的α'，α和β亚基解离而成的。
　　(3)结合乳化性、ζ-电势、乳化体系微观照片结果分析可知，各处理组中SPI的乳化活力随着处理时间的延长显著提高（P＜0.05），尤其以pH偏移结合60℃加热处理条件下提高最为显著（P＜0.05）;而各处理组中SPI的乳化稳定性均在处理3h时达到最高(P＜0.05)。ζ-电势和乳化体系微观照片辅助说明了SPI乳化性的变化，各处理组中SPI的ζ电势随着处理时间的延长而显著升高（P＜0.05），同时由pH偏移结合加热处理得到的SPI所制备的乳化体系中油滴的尺寸比较均一，且聚拢效果有所缓解。
　　(4)经pH偏移结合加热处理后，随着处理时间的延艮，SPI的凝胶强度显著增加(P＜0.05)，pH偏移结合60℃加热处理条件下所得到的样品的凝胶强度达到3.58N，对照组相比提高了1.7倍;此外随着处理时间的延长，SPI凝胶微观结构中的凝胶孔洞消失，表面变得聚拢和整齐，说明凝胶的结构得到了极大地改善。
　　(5)选择pH偏移结合60℃加热处理5h的SPI样品与肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein，MP)进行不同比例的复配，研究其对肌原纤维蛋白结构和功能特性的影响。紫外光谱和色氨酸荧光分析结果表示随着SPI添加比例的增加，MP的结构逐渐改变，色氨酸逐渐暴露出来，MP的溶解度随着改性SPI∶MPI添加比的增加逐渐升高，浊度逐渐降低;混合蛋白溶液乳化性随着添加比的增加先升高后降低，乳化稳定性逐渐升高;而凝胶强度与乳化性趋势一致，先升高后降低。这表明为了提高MPI功能性质向其中添加SPI时需提前将SPI改性，且添加量控制在一定范围内。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 大豆蛋白及其主要组分

1．1．1 大豆及大豆蛋白的概述

1．1．2 大豆分离蛋白的主要成分及结构

1．2 蛋白改性技术

1．2．1 热处理对大豆分离蛋白结构和功能性质的影响

1．2．2 酸碱处理对大豆分离蛋白结构和功能性质的影响

1．3 大豆分离蛋白的功能特性

1．3．1 大豆分离蛋白的凝胶性

1．3．2 大豆分离蛋白的乳化性

1．3．3 大豆分离蛋白的表面疏水性

1．4 肌原纤维蛋白的概述

1．4．1 肌肉中的肌原纤维蛋白

1．4．2 肌原纤维蛋白的功能特性

1．5 肉制品中大豆蛋白的应用

1．6 立题背景及意义

1．7 本课题主要研究的内容

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 主要试剂

2．1．2 主要仪器与设备

2．2 试验方法

2．2．1 原料的制备

2．3 大豆分离蛋白结构性质的测定

2．3．1 双缩脲法测定蛋白含量

2．3．2 总巯基含量和暴露巯基含量的测定

2．3．3 紫外吸收光谱的测定

2．3．4 色氨酸内源荧光光谱的测定

2．3．5 CD圆二色谱的测定

2．3．6 表面疏水性的测定

2．3．7 聚丙烯酰胺凝胶电泳

2．3．8 分子排阻色谱(HPSEC)

2．4 大豆分离蛋白功能性质的测定

2．4．1 乳化性及乳化稳定性的测定

2．4．2 乳化液ζ电势的测定

2．4．3 乳状液的光学显微镜观察

2．4．4 浊度的测定

2．4．5 粒径分布的测定

2．4．6 凝胶的测定

2．4．7 扫描电镜的测定

2．5 大豆蛋白添加对肌原纤维蛋白性质的影响

2．5．1 肌原纤维蛋白的制备

2．5．2 改性大豆分离蛋白与肌原纤维蛋白的复配

2，5．3 紫外二阶光谱的测定

2．5．4 色氨酸荧光光谱的测定

2．5．5 复配蛋白溶解度的测定

2．5．6 复配蛋白浊度的测定

2．5．7 复配蛋白乳化及乳化稳定性的测定

2．5．8 复配蛋白凝胶特性的测定

2．6 数据统计及分析

2．7 实验设计

3 结果与分析

3．1 蛋白含量的测定

3．2 pH偏移结合热处理对大豆分离蛋白结构的影响

3．2．1 pH偏移结合热处理对总巯基和活性巯基的影响

3．2．2 pH偏移结合热处理对紫外光谱二阶导数的影响

3．2．3 pH偏移结合热处理对色氨酸内源荧光光谱的影响

3．2．4 pH偏移结合热处理对圆二色谱的影响

3．2．5 pH偏移结合热处理对表面疏水性的影响

3．2．6 pH偏移结合热处理的SDS-PAGE分析

3．2．7 pH偏移结合热处理对粒径分布的影响

3．2．8 pH偏移结合热处理的分子排阻色谱分析

3．3 pH偏移结合热处理对大豆分离蛋白功能性质的影响

3．3．1 pH偏移结合热处理对乳化性和乳化稳定性的影晌

3．3．2 pH偏移结合热处理的乳状液显微观察结果

3．3．3 pH偏移结合热处理对乳状液ζ电势的影响

3．3．4 pH偏移结合热处理对浊度的影响

3．3．5 pH偏移结合热处理对凝胶强度的影晌

3．3．6 pH偏移结合热处理的凝胶微观结构

3．4 pH偏移结合热处理与肌原纤维蛋白的复配

3．4．1 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白紫外光谱二阶导数的影响

3．4．2 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白荧光光谱的影晌

3．4．3 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白溶解度的影响

3．4．4 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白浊度的影响

3．4．5 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白乳化和乳化稳定性的影响

3．4．6 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白凝胶强度的影响

4 讨论

4．1 pH偏移结合热处理对大豆分离蛋白结构的影响

4．1．1 活性巯基与总巯基的分析

4．1．2 紫外光谱二阶导数分析

4．1．3 色氨酸内源荧光光谱分析

4．1．4 圆二色谱分析

4．1．5 表面疏水性分析

4．1．6 SDS-PAGE分析

4．1．7 粒径分布

4．1．8 分子排阻色谱分析

4．2 pH偏移结合热处理对大豆分离蛋白功能性质的影响

4．2．1 乳化性和乳化稳定性分析

4．2．2 乳状液ζ电势分析

4．2．3 浊度分析

4．2．4 凝胶强度分析

4．3 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白结构和功能性影响

4．3．1 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白结构性质的影响

4．3．2 pH偏移结合热处理对肌原纤维蛋白功能性质的影响

5 结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文