正文 第四節 討論與小結(1 / 1)

一、討論

(一)植物蛋白擠壓組織化過程中的化學鍵變化

本實驗研究認為,非共價鍵結合(疏水作用和氫鍵)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。這與前人的一些研究結果間存在差異,主要原因可能是蛋白質來源、分析方法及喂料中水分含量不同。

對擠壓過程中二硫鍵的變化,研究者寄予更多的關注和期望,但研究結果也不盡一致。Areas認為,二硫鍵、疏水作用和靜電作用在大豆蛋白高水分擠壓組織化過程中起主要作用,疏水作用、以陽離子為中介的靜電作用和共價鍵對於擠壓後蛋白質的立體網絡結構的形成和穩定具有重要作用[108]。Lin S.等研究認為,大豆蛋白經擠壓變性後形成了新的化學鍵,如非共價鍵,或者是形成了高分子質量多聚物,致使其溶解度降低。此外,造成擠壓過程中蛋白質聚集的化學鍵不止一種,其中氫鍵對組織化形成很重要,而疏水作用和二硫鍵不是穩定組織化結構的主要化學鍵[114,115]。Li Mei等研究認為,二硫鍵交聯是導致小麥蛋白亞基在擠壓過程中聚集並使其溶解度降低的主要原因,升高機筒溫度會加速交聯反應的發生[32]。David Taylor研究發現,磺化小麥蛋白的起泡性和乳化性增加,熔化溫度降低,所得擠壓產品幾乎不具有纖維狀組織結構,原因在於磺化後小麥蛋白質分子荷電量增加,限製了分子間的相互作用[198]。因此,筆者推測,不考慮蛋白質分子質量方麵的差異,二硫鍵在小麥蛋白擠壓組織化過程中的重要作用可能與其蛋白質分子中含量較高有關。而對於一些二硫鍵含量較低的蛋白原料,二硫鍵所起的作用可能就比較小。

本實驗結果表明,花生蛋白質在擠壓組織化過程中,分子中的二硫鍵發生了部分斷裂。該結果與Rhee K.C.等[57]在研究大豆蛋白擠壓組織化,Alonso R.等[34]在研究豌豆和四季豆蛋白質擠壓後,其中巰基和二硫鍵含量顯著降低的結果基本一致。但目前還不能確定二硫鍵的斷裂是否有助於組織化結構的形成,是否是組織化結構形成所必需的化學反應。

酰化改性對蛋白質分子的結構具有雙重的影響。雖然酰化劑可以掩蔽蛋白質分子中的遊離氨基,阻止蛋白質分子間氨基和羧基間的反應,同時卻產生大量額外的負電荷基團(HOOCCHCHCOO-),使蛋白質分子間作用減弱,蛋白質與水之間的作用增強,而這些變化可能不利於組織化結構的形成[57,88]。因此,有關花生蛋白質分子中的氨基在組織化結構形成中的作用及機理還需作進一步的研究。

(二)蛋白質分子質量分布對其擠壓產品質量和結構的影響

蛋白質擠壓組織化原料中的主要組分,也是擠壓組織化過程中的主要作用對象,其來源、亞基結構、分子質量大小和溶解性等方麵的變化無疑會對其擠壓產品的質量和結構產生明顯影響。比如,來源於硬質小麥的麵筋蛋白擠壓產品的質地較硬且耐咀嚼,而軟質小麥蛋白的擠壓產品質地較軟且脆[32]。其中原因目前還不得而知,但是兩種小麥的麵筋蛋白在分子結構、亞基和分子質量分布等方麵的差異不容忽視。

Rhee K.C.等研究發現,酶解大豆粉中含有69%的低分子質量多肽(

50000g/mol)的蛋白質是組織化形成所必需的[57]。

具有較好組織結構的擠壓產品,應具有一定的抗拉伸強度和柔韌性,沿擠出方向撕裂時,可以看到明顯的排列緊密的纖維狀組織結構,這是構成組織化植物蛋白產品的典型結構[82,114]。結合擠壓產品的微觀結構分析,這種纖維狀組織結構正是變性伸展的蛋白質分子相互聚集、交聯和取向,形成具有一定強度的“蛋白質束”或“蛋白質網絡”結構的宏觀體現。在本試驗中,PF經木瓜蛋白酶水解後,所得擠壓產品的組織化程度迅速降低,酶解10min的原料擠壓後,其產品中纖維狀結構已基本消失。

二、小結

非共價鍵結合(疏水作用和氫鍵)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。花生蛋白中維持一定數量的遊離氨基,有助於增強蛋白質分子間的相互作用,從而有利於組織化結構的形成。由於酰化改性對蛋白質分子的結構具有雙重的影響,因此,有關蛋白質分子中遊離氨基在組織化結構形成中的作用及機理還需作進一步的研究。

花生蛋白原料中一定比例的長肽鏈蛋白質分子是高質量TPP產品組織化結構形成所必需的。此外,擠壓組織化過程會使一些分子質量較低的蛋白質分子發生降解,使非蛋白氮含量增加,酶解處理也會加劇這一進程。