马铃薯淀粉复合凝胶制备及其性能研究

作     者：吕春月 

作者单位：沈阳师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖志刚

授予年度：2022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：马铃薯淀粉 大豆分离蛋白 糖接枝反应 胶体 结构表征 

摘      要：本研究以大豆分离蛋白(Soy protein isolate,SPI)和麦芽糖作为原料,制备大豆分离蛋白-麦芽糖接枝共聚物,通过多种技术手段对糖接枝共聚物结构和功能特性进行分析,探究麦芽糖对大豆分离蛋白糖接枝共聚物的结构和功能特性的影响规律。以马铃薯淀粉和大豆分离蛋白糖接枝共聚物作为基础原料,通过添加阿拉伯胶、瓜尔豆胶、壳聚糖3种结构改良剂,制备性能优良的马铃薯淀粉复合凝胶,并对马铃薯淀粉复合凝胶的结构和性质进行表征。其结果如下:1.优化大豆分离蛋白和麦芽糖糖接枝反应条件,以接枝度(DG)为指标,研究糖接枝反应时间、温度、大豆分离蛋白与麦芽糖质量比、p H值等因素对接枝反应的影响。结果表明,麦芽糖和SPI糖接枝反应的较优反应条件为:温度70℃、p H9、大豆蛋白-麦芽糖(质量比)1:4、时间3 h。2.以大豆分离蛋白和麦芽糖作为主要原料,对糖接枝共聚物的结构和功能特性进行研究。研究结果表明,与SPI相比,引入麦芽糖分子后,糖接枝共聚物热稳定性(DSC)改善明显,并随着接枝度增加而增加;表面疏水性(H)、持油性随着接枝度的增加逐渐降低;糖接枝共聚物的表面结构更松散,有更多不均匀凸起的片状和块状表面结构形式出现;傅里叶红外光谱(FT-IR)表明接枝反应引起-OH自由基伸缩振动,且随着接枝度的增加,-OH的吸收峰逐渐增强。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结果显示随着接枝共聚物接枝度的逐渐增加,其亚基条带颜色逐渐变浅,且分离胶顶部出现了分子量较高的扩散带,表明大豆分离蛋白与麦芽糖发生共价缩合反应。3.以马铃薯淀粉和糖接枝共聚物为基础原料,考察不同亲水性胶体对马铃薯淀粉凝胶的形成机制。通过FT-IR、差式扫描量热法(DSC)、X-射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)等技术手段对其进行结构表征。结果表明,马铃薯淀粉复合凝胶没有产生新的吸收峰,没有新的化学键生成,复合凝胶表面结构变粗糙;马铃薯淀粉复合凝胶结晶度、糊化焓值(ΔH)均降低,体积平均粒径增大。添加阿拉伯胶、瓜尔豆胶后复合凝胶硬度分别增加35.96%、41.73%,添加壳聚糖后复合凝胶硬度下降47.09%;添加瓜尔豆胶、壳聚糖马铃薯淀粉复合凝胶峰值黏度升高,添加阿拉伯胶后峰值黏度降低。