第三章 花生蛋白的研究與開發(一)(3 / 3)

(四)起泡性與泡沫穩定性

蛋白質可以在氣、液界麵形成堅韌的薄膜並使大量氣泡充入其中,幫助形成泡沫,並穩定泡沫的存在,包括起泡性和泡沫穩定性。泡沫穩定性取決於由水合作用、蛋白濃度和分子間作用決定的蛋白質膜流變性質(陶健,2004)。劉大川等測定的花生分離蛋白的起泡性和起泡穩定性均在90%以上(劉大川等,2001);董貝森等人研究的花生蛋白粉溶液的起泡性在蛋白濃度為3%,溫度為70℃時最好,膨脹度達到了250%以上(董貝森等,1999)。Haiwen Wu等研究了不同製備方法對花生蛋白的起泡性能的影響,結果顯示堿溶酸沉技術製備的花生蛋白的起泡能力顯著高於其他蛋白(Haiwen Wu,etal.,2009)。

(五)凝膠性

凝膠性是花生蛋白的重要性質之一,是蛋白質形成交替立體網狀結構的能力。一定濃度的蛋白質分散於水中形成具有流動性的溶膠體,蛋白質分子呈卷曲的緊密結構,表麵被水化膜包圍著,具有相對的穩定性,然後經過加熱,蛋白分子就舒展開來,疏水基團就暴露出來,隨著加熱過程的進行,蛋白質分子間通過疏水作用、二硫鍵等的結合,形成中間留有空隙的立體網狀結構,從而形成凝膠(Aria Paula Batista,2005;Yufei Hua,etal.,2005)。凝膠的形成受蛋白濃度、溫度、氨基酸組成、鹽離子濃度及溶劑種類等因素的影響。凝膠的功能性質包括流變學性質和質構性質,它們共同表征凝膠的品質,能夠賦予食品良好的凝膠組織結構,增加食品咀嚼感,保持水分、脂質、糖類及其他成分,因此引起了國內外很多科研工作者的興趣,進行了大量的研究工作。Kumar等研究了花生球蛋白的凝膠性質,結果顯示在蛋白濃度高於7.5%(WbrV),pH<3.8時,可形成凝膠(Kumaretal.,1980)。馮治平等研究了蛋白質濃度、加熱時間、溫度、pH值、氯化鈣濃度對花生分離蛋白凝膠形成的影響,並測定了其凝膠特性,結果表明在蛋白濃度為15%,pH值為4.0,CaCl2濃度為0.5molbrL時形成的凝膠透明性和成形性較好(馮治平等,2009)。

二、花生蛋白改性研究

(一)花生蛋白的物理改性

物理改性是指利用熱、電、機械能、高頻電場微波、超聲波等物理形式改變蛋白質高級結構和蛋白質分子聚集方式,一般不涉及蛋白質一級結構的改變,從而改善蛋白質性能。物理改性常用方法有加熱、高靜壓、超高壓、擠壓組織化、超聲、微波處理等方法。

熱處理會造成蛋白質的肽鍵水解、氨基酸側鏈的改性及蛋白質與其他分子的縮合等結構變化;而這些變化取決於熱處理的強度和時間、水分活度、pH、鹽含量及其他活性物質。Aminigo等利用溫燙和烘烤(單獨和兩者結合使用),可以不同程度改變花生蛋白的溶解性、乳化性、凝膠性、吸油性和吸水性等。韓誌慧等研究了不同熱處理對花生蛋白主要功能性質的影響,發現以130℃烘烤25min處理對花生蛋白質的溶解度、黏度和可溶性固形物等效果最好。趙冠裏等研究也表明,烘烤會使花生蛋白中伴球蛋白含量明顯減少,而球蛋白相對伴球蛋白耐熱性增加,從而改善了分離蛋白在堿性條件下的溶解性。

超高壓技術已廣泛用於食品蛋白質的改性。研究表明,超高壓處理能使蛋白質降解成亞基,暴露出更多的極性和疏水基團,從而影響了蛋白質的溶解性、乳化性、起泡性、凝膠性和酶解特性;但隨著蛋白質濃度和pH值、超高壓處理的強度、時間的不同而有所差別。另外,高壓可改變蛋白質的伸展程度,提高花生蛋白的變性溫度;表現為花生蛋白顆粒明顯減小,質地細膩且溶解特性得以改善;而縱偉等采用400MPa高壓處理15min,所分離得到的蛋白具有較高的乳化性和穩定性。姚強等研究了超高壓處理對花生分離蛋白物理特性和功能特性的影響,發現超高壓處理(≤400MPa)對蛋白質的變性影響在一定程度上類似熱處理的效果。在此基礎上發展的超高壓微射流技術可形成劇烈的物理條件,如液體高速撞擊、強烈剪切、空穴作用及高頻振蕩等機械作用,從而改變了蛋白分子結構而導致功能特性的變化。超高壓微射流處理可破壞花生蛋白的內部基團,表現為粒度尺寸變小和分布範圍集中、遊離巰基減少、表麵疏水基團增多和蛋白質結構展開程度增大,從而導致花生蛋白的溶解性、乳化性等功能特性提高。

擠壓組織化技術以其高效、環保、低能耗等優點也廣泛應用於食品加工領域。擠壓蒸煮技術(Extm—sioncooking)是生產組織化植物蛋白的主要方法,所製備的植物蛋白產品具有類似於動物肌肉的組織結構和咀嚼感,這與擠壓組織化過程中蛋白質的物理變化和化學變化有關。魏益民等研究了花生蛋白在擠壓過程中化學變化及組織化結構形成的機理,認為非共價鍵結合(疏水和氫鍵)是影響花生蛋白高水分擠壓組織化結構的主要化學鍵,其次是二硫鍵。另外,花生粉的粒徑、pH值、油脂含量對組織化產品的質量、流變學特性及微觀結構均產生較明顯的影響。A1id等研究表明,在脫脂花生蛋白粉的擠壓組織化過程中,澱粉的存在會影響蛋白質形成纖維狀產品;如澱粉在擠壓蒸煮下糊精和還原糖含量顯著增加,有利於組織蛋白產品形成。孫照勇等利用大豆和花生蛋白的結構差別,對花生和大豆蛋白進行複合擠壓化處理,得到彈性介於兩者產品之間的擠壓產品,且組織化度、硬度、咀嚼度和拉伸力存在疊加效應。微波處理也能改善花生蛋白的功能特性。由於花生蛋白加熱不易形成凝膠,因而,使花生蛋白的應用受到較大限製。朱曉蕾等采用花生蛋白與玉米澱粉微波複合處理可產生較好的凝膠性;其原因可能是使花生蛋白粉和玉米粉相互作用形成了複合物。張曉麗等對花生濃縮蛋白進行微波改性,使得花生濃縮蛋白的吸油性、起泡性、乳化性和穩定性均有顯著改善;其改善效果與溶液pH值、改性時間、微波功率和料液比有關。