挤压膨化对大豆蛋白结构及协同酶解对其乳化特性影响研究进展

综述了挤压膨化技术对大豆蛋白构象的影响,并结合挤压过程中大豆蛋白分子与体系共存的脂类、糖类等大分子的相互作用以及挤压膨化协同酶解处理对大豆蛋白乳化特性影响的相关研究进展,探讨了挤压过程中大豆蛋白构象变化机制,为挤压膨化技术协同酶解处理在大豆蛋白的改性加工应用中提供参考.     

基于运动食品的蛋白-磷脂聚集体及其乳液的液滴特性

以酶解大豆蛋白与磷脂为主要材料,构建运动营养食品体系。通过电导、电位、粒径、SDS-PAGE电泳、ISO-DALT双向电泳及显微观察,对其形成聚集体及其复合乳液液滴特性与蛋白亚基的变化进行研究。结果表明:胃蛋白酶对大豆蛋白只能有限降解,酶解30 min后蛋白亚基变化不显著;当酶解大豆蛋白(酶解30 min)与磷脂的质量比为5∶1时,其聚集体具有较好的液滴特性(P<0.05)。以该比例制备聚集体作为壁材,当油相和水相的比例为1∶3时,可形成较为理想的水包油型乳化体系(P<0.05)。对比酶解蛋白乳液,复合乳液液滴有较高的平均粒径及电位(P<0.05)。在体外胃消化过程中,复合乳液的液滴特性(电导率、电位及平均粒径)明显高于酶解蛋白乳液(P<0.05),其蛋白降解速度要大于酶解蛋白乳液,且除β亚基外其余亚基均能被降解。由此,推导复合乳液在体外胃消化中存在液滴"自组装"过程,这为大豆蛋白类食品乳化体系在运动营养食品中的应用以及阐明其消化吸收机理提供参考。     

挤压膨化预处理水酶法提取大豆蛋白的工艺研究

采用水酶法结合挤压膨化预处理提取大豆蛋白,筛选5 种蛋白酶,确定选用碱性蛋白酶作为水解酶;得出碱性蛋白酶提取大豆蛋白的最佳条件：加酶量1.9%、酶解温度50℃、酶解时间200min、料水比1:4.6、酶解pH8.5,经过验证与对比实验可知在最优酶解工艺条件下总蛋白提取率可达到93.76%左右,比传统的湿热预处理后酶解的总蛋白提取率78.83% 提高了近15 个百分点。     

转谷氨酰胺酶改善大豆11S球蛋白聚合的研究

研究了转谷氨酰胺酶(Transglutaminase,TGase)改善大豆11S蛋白聚合的条件。采用碱性蛋白酶酶解大豆蛋白11S,再利用转谷氨酰胺酶对酶解后的大豆蛋白11S进行聚合,得知改性后大豆蛋白11S聚合物的分子量15ku左右。加酶量在30U/g时,TGase对催化大豆蛋白11S聚合效果最佳,加酶量过高或过低均不利于反应。离子强度I=0.2时有利于聚合物的形成。pH在8.0~9.0之间有利于聚合物的形成。反应温度在45℃左右有利于TGase酶发挥活性使得聚合物更易形成。改性前乳化性及其稳定性分别是30.27%和37.78%,改性后乳化性及其稳定性分别是61.15%和79.28%。     

限制性酶解对大豆11S球蛋白功能特性的影响

采用Alcalase碱性蛋白酶对大豆11S球蛋白进行限制性酶解处理,比较了不同改性蛋白的功能特性.结果表明,酶解处理可以显著提高蛋白在pH4～6的溶解性,适度酶解可以改善蛋白的乳化性,水解度5.39%是改良蛋白乳化特性的优选条件,可以制备平均粒径较小的乳状液.凝胶强度随水解度的升高而降低,改性蛋白水解度为3.78%时,凝胶弹性模量下降42.37%.     

预酶解-挤压膨化工艺改善玉米全粉冲调分散性

本文研究了玉米全粉在高温条件下经过α-淀粉酶进行固态预酶解后再进行挤压膨化(预酶解-挤压膨化)加工处理后的品质特性变化规律。结果表明:与直接挤压膨化玉米全粉相比,预酶解-挤压膨化玉米全粉的水溶性指数增加了12.26%,吸水性指数降低了26.40%,分散时间减小了24.14%,结块率增加了75.32%,黏度降低,冲调分散性得到显著改善;Carr指数、Hausner比值分别增加了8.39%、3.60%,休止角、滑角分别增加了24.59%、6.49%,容积密度增加;L*值、b*值显著增加,a*值降低,产生了一定色差;淀粉含量下降5.86%,还原糖含量、脂肪含量及可溶性蛋白含量分别增加了139.43%、7.87%、243.52%。本研究表明预酶解-挤压膨化处理改善了玉米全粉的冲调分散性,增加了还原糖、脂肪及可溶性蛋白的含量,提高了食用品质。本研究克服了挤压膨化工艺过程中由于物料水分含量低,加工温度高,作用时间短等因素导致酶解作用有限的技术难题,为预酶解-挤压膨化技术在以谷物为基质的营养方便食品的加工应用中提供指导。     

挤压预处理结合可控酶解制备抗氧化大豆肽的研究

采用挤压预处理结合可控酶解制备大豆分离蛋白肽,优化挤压条件,确定挤压工艺条件为物料含水率20%、挤压温度150℃。选用木瓜蛋白酶、Alcalase、复合蛋白酶三种酶分别进行酶解,发现挤压对Alcalase的酶解效果影响最为显著,可使酶解液中蛋白质回收率提高12.29%,肽得率提高11.72%。经凝胶渗透色谱(GPC)分析可知,经过挤压预处理的蛋白酶解液中高分子量的组分含量减小。体外抗氧化实验证实,挤压预处理可使酶解产物清除DPPH·、ABTS+·的活性显著提高,表明挤压后的蛋白酶解产物抗氧化活性提高。     

改性方法对小麦麸皮面团及馒头品质的影响

研究超微粉碎、挤压和酶解3种改性方法对小麦麸皮面团及馒头品质的影响。结果表明：3种改性方法均改变了面团的热机械学特性、二级结构及馒头的质构特性和感官品质。与对照组相比，超微粉碎使面团的吸水率显著增加，但对面团的二级结构影响不大；挤压改性使面团的吸水率、稳定时间、α-螺旋、β-折叠和无规卷曲显著降低，β-转角含量显著增加(P<0.05);并且，挤压改性使馒头质构特性显著增加，能够生成特殊的风味物质，增加整体可接受性。酶解改性使面团的吸水率最高、形成时间最短、稳定时间最长、α-螺旋和β-折叠结构增加最大，但馒头的硬度、黏性和咀嚼性降低，弹性增加。     

鸡肉蛋白和大豆蛋白的相互作用和机理研究

目的:研究鸡肉蛋白和大豆蛋白在转谷氨酰胺酶催化下的相互作用以及经酶改性后的蛋白质对其凝胶性和乳化性的影响,为开发新型鸡肉产品奠定理论基础.方法:应用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、差示热量扫描(DSC)、荧光光谱等方法研究蛋白质-蛋白质相互作用的机理.结果:酶催化鸡肉蛋白和大豆蛋白发生共价交联反应,生成超大蛋白分子,形成具有三维网络的稳定结构,明显改善了MPI/SPI混合蛋白的凝胶性和乳化性,使混合蛋白的凝胶持水性提高约95％,乳化活性提高约13 m2/g.结论:酶催化鸡肉蛋白和大豆蛋白的共价交联,改善了混合蛋白的凝胶性和乳化性,对大豆蛋白在鸡肉制品中的应用以及改善产品品质提供理论依据.     

挤压预处理后小麦面筋蛋白酶解特性的变化

小麦面筋蛋白经挤压预处理后,利用复合蛋白酶(Protamex)和木瓜蛋白酶(Papain)酶解。与未挤压的酶解产物相比较,经挤压预处理后的酶解产物水解度明显提高(77%～122%),鲜味明显增强,但蛋白质回收率有所下降。挤压预处理后的小麦面筋蛋白酶解产物高分子组分减少,低分子组分显著增加,面筋蛋白酶解液中的鲜味物质以小分子肽和游离氨基酸为主。     

Modifications of soy protein isolates using combined extrusion pre-treatment and controlled enzymatic hydrolysis for improved emulsifying properties

Effects of combined extrusion pre-treatment and controlled enzymatic hydrolysis on the physico-chemical properties and emulsifying properties of soy protein isolates (SPI) have been investigated. Results showed that extrusion pre-treatment caused a marked improvement in the accessibility of SPI to enzymatic hydrolysis, resulting in changes in degree of hydrolysis (DH), protein solubility (PS), surface hydrophobicity (H₀) and molecular weight distributions (MWD) for ESPIH (extrusion pre-treated SPI hydrolysates). It was observed that emulsion systems formed by control SPI or SPIH (SPI hydrolysates) (20% v/v oil, 1.6% w/v emulsifier, and pH 7.0) were unstable over a quiescent storage period of 21 days, due to bridging flocculation and creaming. However, ESPIH (9.1% DH) was capable of producing a very fine emulsion (d₃₂ = 0.42 μm, d₄₃ = 2.01 μm) which remained stable over a long term quiescent storage. Various surface properties of ESPIH products have also been studied in relation to DH and emulsifying functionalities. It was suggested that significantly increased protein solubility and decreased molecular weight could be the main reasons for the greatly improved emulsifying capability of ESPIH. This study demonstrated that modified soy protein could be an excellent emulsifying agent for food and other applications. It also demonstrated that combined extrusion pre-treatment and enzymatic hydrolysis could be a highly effective method for functionality modification of globular proteins.     

大豆分离蛋白酶法有限水解过程动力学研究

在pH8 .0 ,温度 50℃条件下 ,以蛋白酶Alcalase作用于大豆分离蛋白 ,研究相应的有限水解 (x <0 .6)过程的动力学特征。对实验结果的分析显示 ,水解过程中底物与酶之间的相互作用引起酶的抑制和失活。在此基础上提出了相应的反应动力学实验方程 ,并推导出底物存在临界浓度 ,在酶浓度为 5.93× 10 3AU/ml条件下 ,其值为 96.77mg/ml。     

酶解程度对花生蛋白理化性质及功能特性的影响

研究了不同酶解程度对花生蛋白理化性质(包括分子质量、表面疏水性、巯基含量)及功能特性(溶解性、乳化性、抗氧化性)的影响。研究发现:花生蛋白进行不同酶解处理后,分子质量变小、表面疏水性变小、总巯基及暴露巯基呈现先减小后增大的趋势,同时酶解物的功能性质也发生了较大改变,如所有酶解物的溶解性提高,水解产物的乳化稳定性降低,DH5的乳化活性较PPI强,深度水解后DH10、DH15的乳化活性较PPI均明显下降,多酚含量跟DPPH自由基清除率正相关。研究结果为花生蛋白的改性提供了一定的数据支持。     

低限度酶水解对醇法大豆浓缩蛋白分散性影响

以大豆浓缩蛋白分散时间和分散稳定时间为主要指标,研究大豆浓缩蛋白经过Alcalase酶低限度酶水解后,分散时间和分散稳定时间变化情况,并考察低限度酶水解对分子量分布影响。     

鳙鱼鱼肉蛋白的酶解及其对功能性质的影响

为了改善鳙鱼鱼肉蛋白(BCMP)的功能性质以扩大其在食品工业中的应用,以鳙鱼为原料制备了鳙鱼鱼肉蛋白,并利用碱性蛋白酶Alcalase2.4L对其进行水解,得到了3种不同水解度(DH4.5%、DH9.0%、DH13.5%)的酶解物。研究了BCMP及其酶解物的功能性质,包括溶解性、持水性、持油性、乳化性、起泡性。结果表明,与原鳙鱼鱼肉蛋白相比,酶解物的功能性质除持油性以外均有不同程度的提高。此外,DH4.5%的酶解物乳化性和起泡性最高,过度水解(DH9.0%、DH13.5%)反而造成乳化性和起泡性下降。     

不同改性方法对花生蛋白理化特性影响研究

本研究以花生蛋白为原料,采用挤压膨化、酶法和挤压协同酶解三种方法分别对花生蛋白进行改性处理,系统阐述了三种方法对花生蛋白理化性质的影响规律。通过测定改性前后花生蛋白的溶解性、乳化性、乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性,并借助傅立叶变换红外光谱、圆二色谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳、蛋白质水解度、巯基含量和二硫键含量对花生蛋白的结构、分子量和水解程度进行分析,揭示不同处理方法对花生蛋白理化的影响规律,阐明其二者之间的内在联系。结果表明,不同处理方法下花生蛋白功能及结构特性均发生变化,挤压协同酶法处理后的花生蛋白的理化性质变化最为明显。     

轻度酶解对大豆蛋白胶凝性和疏水性的影响

以豆奶浆料的凝胶强度H以及大豆分离蛋白的表面疏水性指数So为主要指标，研究了热处理后的豆奶浆料经Alcalase碱性蛋白酶和As 1．398中性蛋白酶分别轻度酶解后，豆奶浆料中大豆蛋白胶凝性质随水解度的变化，并考察了限制性酶水解对大豆蛋白表面疏水性So的影响。     

Enzymatic and extrusion pretreatments of defatted rice bran to improve functional properties of protein concentrates

This study evaluated effects of enzymatic, extrusion and combined pretreatments on functional and thermal properties of protein concentrates from defatted rice bran to improve their applicability to food formulations. After the pretreatments, protein concentrates were recovered by alkaline solubilisation and isoelectric point precipitation. Water absorption capacity, oil absorption capacity, emulsifying and foaming properties, and thermal stability were determined in protein concentrates. Yields of each pretreatment were above 62% protein. Enzymatic hydrolysis increased all functional properties studied, mainly for emulsifying activity index (an increase of 71.1%) and foaming capacity (an increase of 60.3%). The extrusion affected positively the oil absorption capacity, emulsifying activity index and foaming capacity. The combined process was able to raise the functional properties. The principal component analysis confirmed that 95.5% improvement in functional properties of concentrates had a strong positive correlation with the pretreatments. However, the pretreatments affected thermal stability and the enthalpy of denaturation negatively.