大豆蛋白的凝膠性與EDTAD改性大豆蛋白凝膠的制備與性能的研究.pdf

1、凝膠性是大豆蛋白的最重要的功能性之一，通過化學(xué)改性可增強(qiáng)其凝膠性，促進(jìn)蛋白質(zhì)水合能力的增加。本論文以大豆蛋白為原料，制備出大豆蛋白凝膠，對大豆蛋白凝膠的溶脹性、質(zhì)構(gòu)和結(jié)構(gòu)及其影響因素進(jìn)行了研究；將大豆蛋白經(jīng)乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)?；男裕僖晕於┙宦?lián)，制備出改性大豆蛋白凝膠；對改性大豆蛋白凝膠的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究；并探討了改性大豆蛋白凝膠的溶脹行為、降解性和交聯(lián)過程流變性。本文的主要內(nèi)容如下： 1.制備了大豆蛋白凝膠，

2、并對其溶脹率的影響因素進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示：凝膠溶脹率隨蛋白質(zhì)濃度增加而先增加后降低，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)濃度為13％，溶脹率最高；添加適量的K+或Ca2+使凝膠溶脹率增加，但離子濃度增加，凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外因離子滲透壓下降而使凝膠溶脹率下降；溶劑乙醇對凝膠溶脹影響不大，交聯(lián)劑戊二醛對大豆蛋白凝膠的溶脹率影響顯著。對凝膠的質(zhì)構(gòu)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，添加適量的K+、Ca2+使大豆蛋白凝膠的硬度、內(nèi)聚性增大，戊二醛使凝膠的硬度、內(nèi)聚性、彈性和破裂強(qiáng)度有顯著的增大，乙

3、醇的影響作用稍弱。戊二醛交聯(lián)的大豆蛋白凝膠比純大豆蛋白凝膠具有更有序的微觀結(jié)構(gòu)。 2.大豆蛋白在65℃，pH為12的條件下預(yù)處理30min，再于25℃/pH12條件下與乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)酰化反應(yīng)，加入適量戊二醛交聯(lián)制備出改性大豆蛋白凝膠。對?；磻?yīng)進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)mEDTAD：msPI升至0.5，大豆蛋白的?；男猿潭茸畲螅煌ㄟ^賴氨酸殘基含量與羧基含量測定，發(fā)現(xiàn)mEDTAD：msPI在0.1至0.3時(shí)，SPI與ED

4、TAD的反應(yīng)中，按照每引入一個(gè)EDTAD分子，給SPI分子帶入三個(gè)親水性的羧基的比例進(jìn)行，但mEDTAD：mSPI超過0.5，則有部分酰化反應(yīng)不再按分子此比例進(jìn)行，EDTAD可能使大豆蛋白分子發(fā)生交聯(lián)。pH值也對?；磻?yīng)方式有影響。測定溶脹率發(fā)現(xiàn)，mEDTAD：mSPI為0.2時(shí)，凝膠溶脹率最大，為95.87。EDTAD的引入對凝膠的質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。 3.通過示差量熱分析法(DSC)和熱重法(TG)研究了大豆蛋白凝膠中水

5、的狀態(tài)，證明大豆蛋白凝膠中的水可分為非凍結(jié)水和可凍結(jié)水，它們與肽鏈的作用方式有所不同，非凍結(jié)水與肽鏈結(jié)合緊密，可凍結(jié)水位于網(wǎng)絡(luò)空間，具較大的移動性。氯化鉀和氯化鈣由于對肽鏈或凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不同作用，使凝膠中的水的狀態(tài)和含量發(fā)生不同的變化，氯化鉀對大豆蛋白凝膠的平衡水含量(EWC)影響不大，使凝膠中非凍結(jié)水含量下降，可凍結(jié)水含量上升。氯化鈣使凝膠的EWC和非凍結(jié)水含量均上升，可凍結(jié)水含量下降。氯化鈣的影響作用大于氯化鉀。EDTAD改性大豆

6、蛋白凝膠中，EDTAD用量增加，改性凝膠中非凍結(jié)水含量增加。 4.研究了改性大豆蛋白凝膠的平衡溶脹率的影響因素和溶脹行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，交聯(lián)前蛋白質(zhì)濃度、溶液pH值、離子強(qiáng)度和凝膠粒度等影響改性大豆蛋白凝膠的平衡溶脹率。改性大豆蛋白凝膠的溶脹率隨著交聯(lián)前蛋白質(zhì)濃度的升高而減低，控制交聯(lián)前蛋白質(zhì)的濃度，可制得一定力學(xué)強(qiáng)度和溶脹性的凝膠；pH變化對改性大豆蛋白凝膠影響明顯；離子強(qiáng)度和凝膠粒徑范圍都對凝膠溶脹率有影響。通過溶脹數(shù)據(jù)的分析，

7、發(fā)現(xiàn)mEDTAD：mSPI為0，0.05，0.1和0.2的改性大豆蛋白凝膠溶脹屬Fickian擴(kuò)散；考察pH對溶脹行為的影響，發(fā)現(xiàn)酸性pH值下，凝膠表現(xiàn)出non-Fickian擴(kuò)散；而堿性pH下，凝膠溶脹仍為Fickian擴(kuò)散。通過拉伸實(shí)驗(yàn)研究改性大豆蛋白凝膠的分子鏈結(jié)構(gòu)性質(zhì)。 5.以酶降解實(shí)驗(yàn)和微生物生長測試研究了改性大豆蛋白凝膠的生物降解性，結(jié)果顯示改性大豆蛋白凝膠具完全的生物降解性。SDS-PAGE電泳結(jié)果顯示酶解物中大豆

8、蛋白的主要亞基結(jié)構(gòu)消失；GPC結(jié)果顯示，凝膠酶解物為分子量9000至100的小分子物質(zhì)。菌種生長測試顯示改性大豆蛋白凝膠經(jīng)28天被菌種完全覆蓋，凝膠顆粒消失。 6.EDTAD改性大豆蛋白在與戊二醛交聯(lián)的過程中，體系儲能模量(G’)不斷增大，損耗模量(G”)亦增大，而相角正切值(tanδ)減小。流變參數(shù)的這種變化趨勢反映體系在交聯(lián)過程中以彈性增加形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)凝膠的趨勢為主導(dǎo)，分子粘性作用力的增加并不足以抵消體系變化的總趨勢。E