正文 第一節 引言(1 / 1)

擠壓組織化是適合工業化、連續化生產的植物蛋白質構重組核心技術。從該技術出現開始,人們就為探索其機理而進行了大量的研究。但由於擠壓機的黑箱特性、擠壓工藝條件的複雜多變性(可變參數多達幾十個)以及食品物料在擠壓機內化學反應的複雜性等原因,對擠壓組織化的機理至今仍沒有較為明確的解釋。人們一般從蛋白質物料在擠壓機內的相態變化、化學鍵變化以及生物大分子間的相互作用三個層次上來探討擠壓組織化機理。

維持天然狀態蛋白質高級空間結構的作用力主要是一些所謂弱的相互作用(或稱非共價鍵或次級鍵),包括氫鍵、範德華力、疏水作用、鹽鍵(離子鍵)和二硫鍵等[106]。多數研究表明,蛋白質組織化過程一般不會涉及肽鍵等主化學鍵的斷裂或改變,也基本上不會形成異肽鍵,即在可接受的組織化程度下,一般不會發生蛋白質分子鏈的斷裂,也不會有新的蛋白質生成,蛋白質的組織化過程主要涉及維持蛋白質高級結構的較弱的相互作用力的改變[13,78,95,108-114]。但以何種作用力為主,不同的研究者給出的研究結論差異很大。Hager認為二硫鍵的形成對組織化結構起著重要作用[110],而Rhee認為氫鍵和疏水鍵對穩定擠出物的交聯結構起主要作用[111],Privalov則認為分子間的範德華力對大豆蛋白質起著一定的物理交聯作用[112]。Prudencio等研究表明,蛋白質組織化過程中,蛋白質與蛋白質間的作用力主要為二硫鍵、疏水相互作用和靜電相互作用[113],Ning的研究也支持這一結論[78]。Ledward等研究認為,機筒內共價鍵的形成和分子間靜電作用是組織化形成和發展的原因,而氫鍵、疏水鍵和二硫鍵起穩定氨基酸網絡的作用。他們認為,氫鍵、二硫鍵和疏水鍵都是熱不穩定鍵,它們在機筒高溫環境下不可能形成,而在機頭處蛋白質分子結構的重新排列已經完成;共價鍵是在蛋白質脫氨基酸的過程中形成的,它們非常穩定,高溫下不會斷裂;分子間靜電作用在高壓下增強,而且不受溫度的影響[95]。研究結果的差異性,主要是因為不同的研究者所采用的工藝參數各不相同,因此也決定了蛋白質在機筒內所受的時間-溫度-壓力-剪切史各不相同,從而導致維持蛋白質結構的各種化學鍵的變化也不相同。以上結論多是以低水分擠壓工藝為研究對象,而有關大豆蛋白在高水分擠壓過程中的化學鍵變化方麵的報道則很少。

擠壓機的黑箱特性給研究擠壓過程中的化學變化造成巨大困難,人們一般采取突然停機並快速抽拔螺杆的辦法研究物料在擠壓機內的流動行為以及化學變化[127,162,232]。

本章重點在於利用突然停機試驗研究擠壓過程中蛋白質溶解性的變化規律,以及組織化蛋白在不同溶液中的表麵微觀結構變化,旨在為揭示擠壓組織化機理提供理論支持。