pH值和金属离子对大豆分离蛋白凝胶形成的作用

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收稿日期 : 2006 - 07 - 17 基金项目 :天津商学院青年培育基金 (编号 : 040109) 。 作者简介 : 连喜军 ( 1972—) ,男 ,陕西澄城人 ,博士 ,讲师 ,研究方向
为农产品贮藏与加工 、发酵食品 。 Tel: ( 022 ) 81124532; E - mail: lianxijun@ tjcu. edu. cn, lianliu2002@ vip. sina. com。
连喜军等 : pH值和金属离子对大豆分离蛋白凝胶形成的作用
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明性 ;另一方面 ,当 pH 值接近等电点时 ,蛋白分子 电荷逐渐被中和有利于蛋白的聚集 ,正是由于大豆 分离蛋白分子的迅速聚集沉淀 ,降低了蛋白分子之 间排列的有序性 ,结果导致形成凝胶的透明性降低 。 pH 值对大豆分离蛋白透明凝胶形成的机理有重要 影响 [ 10 ] 。分离蛋白在最初加热阶段首先形成可溶 性凝聚 ,继续加热 ,此可溶性凝聚相互自由缔合形成 宏观聚集体 ,最后这些宏观聚集体形成结构有序的 凝胶 ,这样形成的凝胶是透明的 。在 3 < pH 值 < 6 和 8 < pH 值 < 11 的范围 ,随着 pH 值的降低或增 加 ,大豆分离蛋白的溶解性增加 ,形成凝胶的时间减 少 ,透明性增加 。
表 1 不同 pH值对不同浓度大豆分离蛋白凝胶形成的影响
浓度 (%)
pH值
62
3
4
5
6
7
8
9
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11
12
82
3Fra Baidu bibliotek
4
5
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10 2
3
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12
凝胶形成效果
26 m in表面出现浅黄色膜 , 43 m in大部分大豆分离蛋白沉淀 23 m in表面出现浅黄色膜 , 39 m in大部分大豆分离蛋白沉淀 13 m in表面出现浅黄色膜 , 1 h后分层 18 m in表面出现浅黄色膜 , 55 m in后分层 ,有流动性 20 m in表面出现浅黄色膜 , 56 m in后分层 ,有流动性 23 m in表面出现浅黄色膜 , 57 m in后分层 ,有流动性 25 m in表面出现浅黄色膜 , 59 m in后分层 ,有流动性 27 m in表面出现浅黄色膜 , 60 m in后分层 ,有流动性 28 m in表面出现浅黄色膜 , 61 m in后分层 ,有流动性 28 m in表面出现浅黄色膜 , 63 m in后分层 ,有流动性 30 m in表面出现浅黄色膜 , 65 m in后分层 ,有流动性 18 m in表面出现浅黄色膜 , 1 h后有流动性 12 m in表面出现浅黄色膜 , 55 m in后有流动性 10 m in表面出现浅黄色膜 , 47 m in后有流动性 11 m in表面出现浅黄色膜 , 50 m in后有流动性 12 m in表面出现浅黄色膜 , 53 m in后有流动性 14 m in表面出现浅黄色膜 , 54 m in后有流动性 17 m in表面出现浅黄色膜 , 58 m in后有流动性 17 m in表面出现浅黄色膜 , 57 m in后有流动性 20 m in表面出现浅黄色膜 , 51 m in后有流动性 22 m in表面出现浅黄色膜 , 54 m in后有流动性 24 m in表面出现浅黄色膜 , 65 m in后有流动性 12 m in表面出现浅黄色膜 , 1 h后有流动性 9 m in表面出现浅黄色膜 , 55 m in后有流动性 8 m in表面出现浅黄色膜 , 1 h后分层 11 m in表面出现浅黄色膜 , 55 m in后分层 ,有流动性 17 m in表面出现浅黄色膜 , 1 h后分层 18 m in表面出现浅黄色膜 , 64 m in后分层 19 m in表面出现浅黄色膜 , 67 m in后分层 21 m in表面出现浅黄色膜 , 70 m in后分层 23 m in表面出现浅黄色膜 , 72 m in后分层 25 m in表面出现浅黄色膜 , 75 m in后分层 27 m in表面出现浅黄色膜 , 80 m in后分层
2 结果与分析
2. 1 不同 pH值对大豆分离蛋白凝胶形成的影响 从表 1可以看出 ,对于不同浓度的大豆分离蛋
白溶液 ,在加热温度为 95 ℃条件下 , pH 值小于 3或 大于 11 时均不能形成凝胶 。在 pH 值介于 3 ~11 的条件下 ,浓度低于 10%或大于 18%的大豆分离蛋 白溶液不能形成凝胶 ; 浓度大于等于 14% , 低于 16%的大豆分离蛋白 ,加热一段时间后形成半透明 的胶状物 ;浓度为 16%的大豆分离蛋白在 pH 值为 3时形成半透明胶状物 ,所用时间最短 ,为 12 m in。 在 pH值介于 3~6或 8~11 时 ,通过改变 pH 值均 有可能形成半透明凝胶 ,而且不同的 pH 值所对应 的凝胶形成时间有明显差异 ,这说明 pH 值对蛋白 凝胶的形成时间有重要影响 。由于大豆分离蛋白分 子包含了酸性和碱性两性基团 ,在等电点 ( pH 值 4. 5)附近 ,蛋白分子之间的作用力远大于分子与溶 剂之间的作用力 ,结果一方面使大豆分离蛋白分子 相互聚集降低了溶解性 ,也就降低了形成凝胶的透
续表 1
浓度 (%)
pH值
14 2
3
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5
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8
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16 2
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3
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4 5 6 7 8 9 10 11 12
凝胶形成效果
11 m in表面出现浅黄色膜 ,轻微流动性 ,表面有弹性 5 m in表面出现浅黄色膜 , 18 m in无流动性 ,形成半透明的胶状物 4 m in表面出现浅黄色膜 , 16 m in无流动性 ,形成半透明的胶状物 10 m in表面出现浅黄色膜 , 20 m in无流动性 ,形成胶状物 13 m in表面出现浅黄色膜 , 22 m in无流动性 ,形成半透明胶状物 17 m in表面成膜 , 27 m in后无流动性 ,形成半透明的胶状物 9 m in表面出现浅黄色膜 , 17 m in无流动性 ,形成半透明胶状物 6 m in表面出现浅黄色膜 , 15 m in无流动性 ,形成半透明胶状物 4 m in表面出现浅黄色膜 , 14 m in无流动性 ,形成半透明胶状物 4 m in表面出现浅黄色膜 , 18 m in无流动性 ,形成半透明胶状物 5 m in后变为黄棕色黏稠状液体 ,冷冻 24 h后 ,溶液变稀 10 m in表面出现浅黄色膜 ,轻微流动性 ,表面有弹性 5 m in表面出现浅黄色膜 , 12 m in无流动性 ,形成半透明的胶状物 3 m in表面出现浅黄色膜 , 14 m in无流动性 ,形成半透明的胶状物 12 m in表面出现浅黄色膜 , 23 m in无流动性 ,形成胶状物 12 m in表面成膜 , 23 m in后无流动性 ,形成半透明的胶状物 13 m in表面成膜 , 23 m in后无流动性 ,形成半透明的胶状物 14 m in表面成膜 , 26 m in后无流动性 ,形成半透明的胶状物 15 m in表面成膜 , 28 m in后无流动性 ,形成半透明的胶状物 17 m in表面成膜 , 29 m in后无流动性 ,形成半透明的胶状物 17 m in表面成膜 , 30 m in后无流动性 ,形成半透明的胶状物 19 m in表面成膜 , 33 m in后无流动性 ,形成半透明的胶状物 7 m in表面出现浅黄色膜 , 15 m in无流动性 ,胶状黏稠固体 5 m in表面出现浅黄色膜 , 12 m in无流动性 ,胶状黏稠固体 2 m in表面出现浅黄色膜 , 11 m in无流动性 ,胶状黏稠固体 4 m in表面出现浅黄色膜 , 7 m in无流动性 ,形成黏稠状固体 6 m in表面出现浅黄色膜 , 8 m in无流动性 ,形成黏稠状固体 9 m in物料顶端出现浅黄色膜 , 18 min后无流动性 ,形成黏稠状固体 3 m in表面出现浅黄色膜 , 8 m in无流动性 ,形成黏稠状固体 2 m in表面出现浅黄色膜 , 8 m in无流动性 ,形成黏稠状固体 2 m in表面出现浅黄色膜 , 8 m in无流动性 ,形成黏稠状固体 3 m in上层膜表面颜色发生变化 ,变为深黄色泡沫物质 有异味 ,溶液中有絮状物 胶状黏稠固体 2 m in表面出现浅黄色膜 , 5 m in无流动性 , 27 m in后颜色变深 ,形 成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性 形成圆柱形蜂窝状固体 ,有弹性
1 材料与方法
1. 1 材料与仪器 1. 1. 1 材料 原料大豆分离蛋白粉 ,由山东三维大 豆分离 蛋 白 有 限 公 司 提 供 。试 剂 NaOH、H2 SO4 、 M gCl2 、CaCl2 、M gSO4 、CuSO4 均为分析纯 。 1. 1. 2 仪器与设备 高压灭菌锅 ,恒温水浴锅 ,电 子 pH计 ,温度计 ,电子天平 ,试管 ,容量瓶 。 1. 2 方法
1. 2. 1 pH值对大豆分离蛋白凝胶形成的影响 配 制一定浓度的大豆分离蛋白溶液 ,用 20% NaOH 和 2N HC l调节 pH 值分别为 2、3、4、5、6、7、8、9、10、 11、12,用水浴锅恒温加热 ,温度为 95 ℃,测定形成 凝胶的时间 。 1. 2. 2 不同金属离子对大豆分离蛋白凝胶形成的 影响 16%大豆分离蛋白溶液中分别加入 M gCl2 、 CaC l2、CuSO4 、M gSO4 ,使凝胶液中每种盐浓度分别 为 0. 1%、0. 2%、0. 3%、0. 4%、0. 5%、0. 6% ,用水 浴锅恒温加热 ,温度为 95 ℃,用 20% NaOH 和 2N HCl调节 pH值为 7. 0,测定形成凝胶的时间 。
大豆蛋白广泛应用于饮料 、火腿肠 、焙烤食品 等 ,我国年产 3 万 t以上 ,目前主要用于火腿肠加 工 ,其他领域使用量很少 ,造成产品过剩 [ 1 - 3 ] 。大豆 蛋白在火腿肠中使用时 ,关键是利用大豆蛋白的凝 胶性 ,形成凝胶前大豆蛋白质先分散于水中形成溶 胶体 ,这种溶胶在一定条件下可以转变为凝胶 ,凝胶 是水分散于蛋白质中的分散体系 。大豆蛋白质凝胶 的形成受许多因素的影响 ,如蛋白质的浓度 、加热温 度与时间 、制冷情况 、pH 值 、有无盐类及巯基化合物 等 ,其中大豆蛋白质的浓度及其组成是凝胶能否形 成的决定性因素 [ 4 - 8 ] 。石彦国等 [ 9 ]研究发现 ,大豆 品种差异对其凝胶性也有显著的影响 。本试验在前 人研究的基础上 ,较为详细地研究了 pH 值和金属 离子对大豆分离蛋白凝胶形成的影响 ,以期为食品 加工中应用大豆分离蛋白提供借鉴 。
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江苏农业科学 2007年第 1期
pH值和金属离子对大豆分离蛋白凝胶形成的作用
连喜军 , 鲁晓翔 , 陈 , 李 洁 , 谢秋波 , 周笑梨
(天津商学院生物技术与食品科学学院 ,天津 300134)
摘要 : 在 90 ℃下研究了大豆分离蛋白浓度 、pH值 、金属离子 、加热时间等因素对大豆分离蛋白凝胶形成的 影响 。结果显示 ,酸性条件下大豆分离蛋白形成凝胶的最适 pH值为 3. 0,碱性条件下最适 pH 值为 9. 0; pH 值大 于 11时在 95 ℃的水浴锅中加热 5 m in,大豆分离蛋白变为黄棕色黏稠状液体 ,且有异味 ;浓度为 16%大豆蛋白凝 胶溶液中 CaCl2 浓度为 0. 4%时 ,形成凝胶的透明性最高 ,凝胶形成时间为 22 m in。 关键词 : 大豆分离蛋白 ; pH值 ; 金属离子 ; 凝胶 中图分类号 : TQ645. 9 文献标识码 : A 文章编号 : 1002 - 1302 (2007) 01 - 0162 - 03
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