超声协同离子液体调控大豆分离蛋白聚集结构及乳化性能研究

作     者：丁小娜 

作者单位：江苏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄六容

授予年度：2019年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：大豆分离蛋白 超声 离子液体 聚集 乳化 

摘      要：蛋白质作为天然乳化剂常被用于食品、医药和化妆品等领域,天然植物蛋白存在大量结构致密的高分子量聚集体,容易在油水界面上产生较强的空间位阻作用和吸附能垒,无法表现较强的界面活性。因此,探索植物蛋白改性的新方法,具有重要的意义。本研究将利用超声和离子液体诱导大豆分离蛋白分子或亚基发生解离和重聚集,探索蛋白发生解离和重聚集的处理条件,研究聚集体结构与乳化性能之间的关系,从而为实现各种乳化活性易于调控的蛋白质大分子的制备作理论指导。主要研究结果如下:(1)研究了酸性条件下超声时间对大豆分离蛋白重聚集体结构的影响。结果表明:在0.001 M HCl条件下进行适当时间的超声处理有利于增加大豆分离蛋白的溶解度;紫外光谱表明超声使得包埋在蛋白质内部的疏水基团和发色团暴露,从而导致其吸光度增加且最大吸收波长红移;圆二色谱分析显示,超声处理时间超过10 min时,α-螺旋的含量迅速增加而无规则卷曲含量减少;激光粒度仪和原子力显微镜分析结果表明,0.001 M HCl条件下超声处理10 min可以使大豆分离蛋白大聚集体崩溃,形成粒径小且分布均匀的聚集体。(2)在双频条件下对比分析了聚能式、发散式和狭缝式超声波对大豆分离蛋白结构及乳化稳定性的影响。研究表明:经聚能式超声波处理的大豆分离蛋白溶解度和表面疏水性提高最为明显,聚能超声功率100 W/L处理30 min时大豆分离蛋白的溶解度达到最大,此时表面疏水性指数为715.33,比对照组提高了34.67%;荧光光谱显示,聚能式、发散式和狭缝式超声处理使大豆分离蛋白的荧光发射强度分别在100 W/L处理40 min、40 min和60 min时达到最大;游离巯基含量随超声时间的延长和功率密度的增加出现了先增大后减小的趋势;三种超声波均会提高大豆分离蛋白的乳化活性。(3)分析了双频聚能式超声处理协同三种离子液体对大豆分离蛋白结构及乳化性能的影响。结构方面,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐协同超声处理导致大豆分离蛋白的α-螺旋含量减少了15.89%,而无规则卷曲含量增多了6.49%;离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐协同超声处理会使大豆分离蛋白的结晶度增大;三种离子液体协同超声处理均会使大豆分离蛋白的数均分子量和重均分子量增大。乳化性能方面,三丁基甲基氯化铵和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐协同超声处理会引起蛋白乳化稳定性的提高;三种离子液体协同超声处理均会使大豆分离蛋白乳化液粒径减小;剪切速率较低时,1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐协同超声处理后大豆分离蛋白乳液表观粘度最大,剪切速率为10s时比对照组增大了169.00%。