方便豆腐粉微結構及其蛋白質溶解、凝膠機理的研究.pdf

1、方便豆腐粉是一種加入熱水后速溶，加入凝固劑后，在數min內凝固成豆腐的豆粉，在傳統(tǒng)豆腐制作工藝中，這一過程通常需要10h以上。 通過測定和比較不同狀態(tài)下大豆蛋白質中離子含量，得到如下結論：變性大豆蛋白質能吸附更多的高價陽離子，并形成可溶性的大分子聚集體；當溶液中鈣鎂離子濃度達0.02mol/L時，大豆蛋白質的溶解度最小；在豆制品加工過程中，最終與可溶性蛋白質共存的鈣僅占大豆總鈣的20％，而鎂有80％；與可溶性的大豆蛋白質相比，不

2、溶性蛋白質中的鈣/鎂的摩爾比相對較大，與鎂相比，鈣使大豆蛋白質的溶解度下降更大。 通過測定和比較不同pH豆?jié){中蛋白質和植酸磷的含量，并用凝膠層析測定不同加熱條件下蛋白質相對分子質量的分布，得到如下結論：大豆蛋白質和植酸鹽以可溶性復合物形式存在，適度加熱的豆?jié){蛋白質具有最大的穩(wěn)定性和溶解度，當加熱強度增加時，蛋白質相對分子質量分布范圍變寬；豆?jié){中的蛋白質是不穩(wěn)定的，其在溶液中的溶解應理解為分散行為。 用動態(tài)激光粒度儀測定不

3、同溶液中粒子的粒度分布時發(fā)現，在溫度25℃和55℃的SPI溶液中，蛋白質聚集體的體積平均粒徑分別為263.0和22.4nm，證實氫鍵是蛋白質聚集體形成的主要作用力；生豆?jié){中的粒子大多在2000nm左右，400nm左右的粒子僅占總體積的2.5％，且蛋白質的聚集速度非?？欤S加熱強度(溫度、時間)的增加，豆?jié){中粒子的體積平均粒徑不斷減小，由生豆?jié){的2237nm變成熟豆?jié){的11.1nm，經均質后，更減少至4.3nm，大小相當于7S的一個亞基；

4、存在于豆?jié){中的油脂粒徑大多小于20nm，大豆蛋白質溶解度與脂肪的存在無關。 在生豆?jié){濃縮實驗中發(fā)現，當溶液濃度小于27％時，粘度很小，當濃度達到42％，60℃時的粘度僅為8mPas，相當于20℃水粘度的8倍，與常溫下10％的熟豆?jié){粘度類似，生豆?jié){中未變性大豆蛋白質與水之間發(fā)生的主要作用力是氫鍵。 不同凝固劑使豆?jié){pH下降的機理不同：氯化鎂通過Mg++在蛋白質和植酸鹽上的吸附和絡合反應，置換出氫離子，而GDL通過水解產生氫

5、離子；高價陽離子與植酸鹽和蛋白質的結合都能導致豆?jié){pH下降，與氫離子相比，高價陽離子與大豆蛋白質的結合力更強。 當豆?jié){凝固成豆腐時，電導率不隨溫度的升高而變化，豆腐滲出液和蛋白質凝膠網絡都是連續(xù)相。 用FT-IR測定了不同溶解特性豆粉中大豆蛋白質的二級結構，在與數據庫數據比對后，確認酰胺I帶對蛋白質結構指認是可靠的。發(fā)現速溶豆粉中蛋白質分子結構具有下列特點：分子之間發(fā)生氫鍵作用(β1+β2)的氨基酸為23.6％，而普通豆

6、粉中發(fā)生氫鍵作用(β1+β2)的氨基酸比例約30.0％。采用變溫ATR-FT-IR方法分別測定了豆?jié){凝固過程、豆?jié){升溫過程和大豆分離蛋白加熱凝膠形成過程中蛋白質二級結構的變化，結果顯示：隨豆腐凝膠強度的增加，大豆蛋白質分子間發(fā)生強氫鍵作用(β1)的氨基酸比例由最小的17.4％上升到最大值43.3％，而維持蛋白質緊密結構氫鍵作用(β+α)的氨基酸比例由最大的38.8％下降到17.4％；冷豆?jié){從20℃升溫到80℃時，核心結構氫鍵(β+α)的

7、氨基酸約38.0％，而強氫鍵作用(β1)的氨基酸比例則由20℃的29.2％下降到80℃的16.1％；在大豆分離蛋白溶液加熱凝膠形成過程中，核心結構氫鍵(β+α)的氨基酸比例都維持在30.0％左右，強氫鍵作用(β1)的氨基酸比例則由最低的12.6％上升到形成凝膠的31.1％。將凝固過程中蛋白質二級結構的變化與凝膠的質構性質關聯后，得出如下結論：在豆腐凝膠骨架形成過程中，起主導作用的力是疏水作用和靜電作用，氫鍵等起輔助作用；而豆腐膠冷卻變硬

8、的原因，應該歸于蛋白質分子間氫鍵作用的加強；在豆腐形成和豆腐凝膠強化過程中，大豆蛋白質分子間的強相互作用不斷加強；與大豆蛋白質溶液加熱形成凝膠相比，在豆腐膠中，大豆蛋白質結構要松散得多，因此，豆?jié){形成豆腐所需要的最小蛋白質濃度僅為熱凝膠的1/10。 對SPI凝固過程1H-NMR譜的研究發(fā)現，已變性SPI在溶液中的構象對溫度變化是可逆的，而在SPI凝固過程中，質子的化學環(huán)境發(fā)生了不可逆變化；低溫溶液中的SPI具有更多的β結構，而高

9、溫SPI具有更多的隨機結構；當SPI凝固時，芳環(huán)質子(δ＞6.5)的共振信號逐漸消失，即，SPI的凝固與氨基酸殘基芳環(huán)的疏水作用有關。通過對質子信號強度的分區(qū)研究，發(fā)現在SPI凝固過程中，總質子的可動性下降，氨基酸殘基側鏈末端脂肪族和芳香族基團間發(fā)生了強烈的疏水作用；相對于高溫SPI凝膠，低溫凝膠中靠近主鏈的側鏈質子(βH)具有更大的可動性，而在90℃SPI凝膠中，蛋白質主鏈質子(αH)具有比其他狀態(tài)更大的可動性，實驗結果與FT-IR一

10、致。 用GC-MS測定了方便豆腐粉豆腐的風味，與內脂豆腐相比，風味特征基本相同；在六種主要風味成分中，方便豆腐粉豆腐中出現了較多的正已醛，而普通內脂豆腐中僅存在正已醇。 SEM測定結果表明，速溶豆粉顆粒是中空凹凸不平的球型結構，壁的厚度在5000-20000nm之間，具有多孔的內外表面，內外表面微孔的直徑約50-300nm，孔的連接和方向是隨機的，內外表面的微孔是聯通的；XPS測定結果表明，速溶豆粉顆粒表面層由蛋白質、1