方便豆腐粉微結(jié)構(gòu)及其蛋白質(zhì)溶解、凝膠機(jī)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(shù)min內(nèi)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(zhì)中離子含量，得到如下結(jié)論：變性大豆蛋白質(zhì)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(dāng)溶液中鈣鎂離子濃度達(dá)0.02mol/L時，大豆蛋白質(zhì)的溶解度最小；在豆制品加工過程中，最終與可溶性蛋白質(zhì)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(zhì)相比，不

2、溶性蛋白質(zhì)中的鈣/鎂的摩爾比相對較大，與鎂相比，鈣使大豆蛋白質(zhì)的溶解度下降更大。 通過測定和比較不同pH豆?jié){中蛋白質(zhì)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(zhì)相對分子質(zhì)量的分布，得到如下結(jié)論：大豆蛋白質(zhì)和植酸鹽以可溶性復(fù)合物形式存在，適度加熱的豆?jié){蛋白質(zhì)具有最大的穩(wěn)定性和溶解度，當(dāng)加熱強(qiáng)度增加時，蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量分布范圍變寬；豆?jié){中的蛋白質(zhì)是不穩(wěn)定的，其在溶液中的溶解應(yīng)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(xiàn)，在溫度25℃和55℃的SPI溶液中，蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)的聚集速度非?？?，隨加熱強(qiáng)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(jīng)均質(zhì)后，更減少至4.3nm，大小相當(dāng)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(zhì)溶解度與脂肪的存在無關(guān)。 在生豆?jié){濃縮實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溶液濃度小于27％時，粘度很小，當(dāng)濃度達(dá)到42％，60℃時的粘度僅為8mPas，相當(dāng)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(zhì)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(jī)理不同：氯化鎂通過Mg++在蛋白質(zhì)和植酸鹽上的吸附和絡(luò)合反應(yīng)，置換出氫離子，而GDL通過水解產(chǎn)生氫

5、離子；高價陽離子與植酸鹽和蛋白質(zhì)的結(jié)合都能導(dǎo)致豆?jié){pH下降，與氫離子相比，高價陽離子與大豆蛋白質(zhì)的結(jié)合力更強(qiáng)。 當(dāng)豆?jié){凝固成豆腐時，電導(dǎo)率不隨溫度的升高而變化，豆腐滲出液和蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)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(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，在與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)比對后，確認(rèn)酰胺I帶對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)指認(rèn)是可靠的。發(fā)現(xiàn)速溶豆粉中蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)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(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)果顯示：隨豆腐凝膠強(qiáng)度的增加，大豆蛋白質(zhì)分子間發(fā)生強(qiáng)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(zhì)緊密結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)氫鍵(β+α)的

7、氨基酸約38.0％，而強(qiáng)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(jié)構(gòu)氫鍵(β+α)的氨基酸比例都維持在30.0％左右，強(qiáng)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(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化與凝膠的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)關(guān)聯(lián)后，得出如下結(jié)論：在豆腐凝膠骨架形成過程中，起主導(dǎo)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(yīng)該歸于蛋白質(zhì)分子間氫鍵作用的加強(qiáng)；在豆腐形成和豆腐凝膠強(qiáng)化過程中，大豆蛋白質(zhì)分子間的強(qiáng)相互作用不斷加強(qiáng)；與大豆蛋白質(zhì)溶液加熱形成凝膠相比，在豆腐膠中，大豆蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)要松散得多，因此，豆?jié){形成豆腐所需要的最小蛋白質(zhì)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(xiàn)，已變性SPI在溶液中的構(gòu)象對溫度變化是可逆的，而在SPI凝固過程中，質(zhì)子的化學(xué)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(jié)構(gòu)，而高

9、溫SPI具有更多的隨機(jī)結(jié)構(gòu)；當(dāng)SPI凝固時，芳環(huán)質(zhì)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(guān)。通過對質(zhì)子信號強(qiáng)度的分區(qū)研究，發(fā)現(xiàn)在SPI凝固過程中，總質(zhì)子的可動性下降，氨基酸殘基側(cè)鏈末端脂肪族和芳香族基團(tuán)間發(fā)生了強(qiáng)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(cè)鏈質(zhì)子(βH)具有更大的可動性，而在90℃SPI凝膠中，蛋白質(zhì)主鏈質(zhì)子(αH)具有比其他狀態(tài)更大的可動性，實驗結(jié)果與FT-IR一

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