江苏无锡轻工大学学报酸内酯GDL

2003年9月第22卷第5期JournalofWuxiUniversityofLightIndustryVo1.22No. 9 月 5 日2003 Article No. i009038XI200305000I-04 葡糖内酯作为促凝剂 大豆蛋白的胶凝特性 主要蛋白组分7S和11S单独胶凝的流变曲线证实，蛋白充分变性是GDL诱导大豆蛋白胶凝的前提。完全热变性的 7S 和 11S 组分在单独凝胶时具有大致相同的凝胶强度。通过测量7S和11S组分的理化性质，说明当GDL用作混凝剂时葡萄糖酸内脂，两种组分表现出基本相似的胶凝能力，这与7S组分的疏水性较高和11S组分的硫醇含量较高有关。 ．关键词 大豆蛋白葡糖酸内酯凝胶特性 促凝剂 CLC 编号 Q502 文件识别码 AGelationProteinofSoyProteinwithGlucono--LactoneGDLasCoagulant ZHONGFANGWANGZhangXUshiying School of Food Science and Technology School of Food Science and Technology School of South长江大学无锡214036结果表明，全热变性是 GDL 凝固大豆蛋白的先决条件，而 GDL 诱导的变性 7Sor11 凝胶的强度约为 1。通过比较 7Sand11Sglobulins 的物理化学性质，可以得出结论，使用 GLas 混凝剂时表现出相似的凝胶能力是由于 7Sand 的高疏水性 11S 的高 SH 含量。关键词大豆蛋白凝胶化特性GDL凝固剂葡萄糖酸内酯GDL是最常见的豆腐凝固剂。它是一种水溶性高、易分解的化合物，在高温和碱性条件下可分解成葡萄糖酸。由于大豆蛋白的等电点在 pH 4.5 左右，因此在中性条件下，浆液中的大豆蛋白分子表现为带负电荷的酸性凝聚剂。水中释放的质子H会使变性的大豆蛋白表面带负电基团，降低蛋白质分子之间的静电斥力，有利于蛋白质分子的凝聚。影响大豆蛋白胶凝性能的主要因素包括热处理条件和大豆来源，即大豆蛋白中7S和11S的比例。许多学者发现 7S/11S 的比例对大豆蛋白凝胶的性能有影响，大多数人认为 11S/7s 的比例高有助于获得强凝胶 [1--3]，并将这一结果与11S。与高成分 SH 蛋白相关。然而，Takao 等人的研究。得到了相反的结论[4.在前期工作中，作者比较了大豆蛋白的热凝胶酸凝胶和酶凝胶特性 收稿日期 20020711 修订日期 20030407 基金项目 国家自然科学基金项目 20206011 江苏省自然科学基金项目 BK200269 基金项目 七年级有理数混合运算100 题 乘法口算 100 题 计算机一级题库 二元线性方程 应用题 真心话大冒险 激动人心的问题 作者简介 中芳 1972 河南省新乡市女副教授，工学博士。结果表明，在相同热处理条件下，不同混凝剂作用于大豆蛋白时，7S和11S组分对大豆蛋白凝胶的贡献也呈现出不同的规律。然而，这些差异的原因尚未详细报道。为了明确GDL作为混凝剂时适宜的热处理条件和主要蛋白质组分，本实验研究了热处理条件对GDL诱导的7S和11S组分凝胶性能的影响。研究了与凝胶化相关的物理化学性质的影响，以探索这些结果的可能原因。 1 材料与方法 1.1 主要材料大豆 市场上东北大豆的GDLD。葡糖内酯常州汉星化工有限公司产品及其他试剂均为分析纯。 1.2 方法 1.2.1 大豆蛋白粗分离和部分纯化 7S 和11S 1 脱脂豆粕 全豆筛选 1 粉碎 1 石油醚脱脂 1 脱脂豆粕 27S 和11S 粗分组分见参考文献[6]。如需进一步纯化 37S 和 11S 馏分，请参见 [7]。 1.2.2 部分纯化的7S和11S十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺电泳SDPAGE电泳条件图及分析见文献[5]。 1.2. 37S和11S组分变性温度的测定 7S和11S的变性温度采用差示扫描量热仪测定。扫描速率为5℃/min，扫描范围为30～100℃。 1.2. 47S和11S组分氨基酸组成分析将分离后的7S和11S样品放入水解管中，加入6mol/L HCl溶液，真空密封，110℃水解24h，冷却，过滤至定容，蒸干，然后加入0.02mol/L HCl溶液，真空放置30min，用氨基酸自动分析仪测定除色氨酸外其他氨基酸的含量。 1.2. 57S和11S蛋白的预热将冷冻干燥得到的7S和11S样品溶于水中制成8 g/dL溶液，调节pH至7.0葡萄糖酸内脂，在90℃水浴中孵育30分钟。 1.2.6 预热处理对7S和11S样品的影响-SH含量 取0.2mL未经处理或预热的8g/dL 7S和11S溶液，在0.2mL磷酸盐缓冲液中加入1.8mL磷酸盐缓冲液。在18mol/L pH 8.0的含0.004mo/LEDTA的试管中加入20LEllmans试剂4mg/mL DNTB，溶解在TrisGly缓冲液中，混匀，25℃孵育，从加入Ellmans试剂时起在412nm处测定吸光度到 15 分钟 [ 领先。蛋白质的-SH含量以-SH的摩尔吸光度为13700计算。 1.2.7 预热对7S和11S样品凝胶化性能的影响取1ml未处理和热处理过的7S和11S溶液分别为8g/ dL，加入0.5mL新鲜配制的1g/dL葡萄糖酸内酯GDL溶液搅拌均匀后，将混合好的样品快速加入样品台，然后降低流变测量夹具开始测量。测量时参数设置为 40mm 平行板、油封和溶剂盖，样品间隙 1000m，振荡扫描程序 1 加热扫描 40～85℃ 20℃/min2 冷却扫描 85～50℃ 4℃/min 振荡扫描参数角频率12.5rad/s 应力1.0Pa。 2 结果与讨论 2.1 热处理温度对大豆蛋白 7s 和 11s 组分凝胶化性能的影响 大豆蛋白的热变性是其发生的原因 热凝胶化的前提 有学者发现相同的热处理条件他们在研究大豆蛋白的热凝胶作用时，会对大豆蛋白的两种主要成分7S和11S产生不同的影响。在他们的研究中，TakaoNagano 等人。发现75-80°C的热处理可以显着增强7S组分的凝胶性能，但不会显着影响11S组分的凝胶性能。那么热处理强度对GDL诱导大豆蛋白凝胶化时7S和11S组分凝胶性能的影响是什么? 当样品凝胶化时，它们的G值基本相同，即形成的凝胶强度相当且高于未经预热处理的 7S 试样，而在 70 ℃和 80 ℃预热的 11S 试样与未经预热处理的试样强度相同。 11S样品的G值大致相同，90℃预热样品的G值明显高于前者。也就是说，仅90℃的预热处理就足以使11S组分发挥其胶凝能力。该实验结果证实，当 GDL 用作凝固剂时，蛋白质变性也是凝胶化的先决条件。从图34可以看出，本实验纯化的7S和11S馏分的变性温度分别为66℃和83℃。 2.2 影响7s和11s凝胶性能的其他理化因素对比图12中90℃预热的7S和11S样品的凝胶曲线，可以发现两者的G值大致相同。也就是说，在充分变性的前提下，7S和11S形成的凝胶具有相似的凝胶强度，这与大多数学者报道的结果不同，尽管Kaoru等人。也得到了类似的结论[。为了解释上述现象，有必要比较除热处理温度外影响7S和11S组分凝胶化性能的其他物理化学因素，才能找到答案。贵宾信息 httpwwwcqvipcom 第5期 中方等。葡糖酸内酯3-b和埋藏时间s时大豆蛋白的凝胶特性 图1 不同温度预热7 s样品的凝胶曲线。 1凝胶化剖面图7SbyGDL经过各种预热15OO125O1000l750篮500埋250O。 25次s 图2 不同温度预热后样品的凝胶化曲线 图2 11SbyGDL在不同温度下的凝胶化曲线14.214·1≥曩H0grain13.913.814.414.3≥14.2Luburg 14.1 Miscellaneous i14.013.90nset62.953℃End69.187℃。峰值66.247℃峰值高度O. 0222mWIIIll ● 556O6570758O85 温度/℃ 图 37 S 元件的热分析图 图 3 7SO 的热分析曲线 Onset78.428℃End89.746℃Peak83.716℃PeakHeightO. 0494mWI . . IIf-40。 175O6O708O 温度/c 图 411s 组分的热分析图 图 4 11S 的热分析曲线 17S 和 11S 组分的平均疏水性是参与蛋白质凝胶化的主要二级键。当蛋白质完全变性和展开时，蛋白质的表面疏水性应该与其氨基酸组成有关。氨基酸的平均疏水性决定了蛋白质之间疏水相互作用的形成。效果的大小。应该说，平均疏水性越高，蛋白质通过疏水相互作用进行交联的能力越强。 7S和11S组分的氨基酸组成通过实验测定，如表1所示，7S和11S球蛋白的平均疏水指数根据氨基酸组成计算[加。 7S 和 11S 组分的平均疏水性分别计算为 4.553.99 kJ/mol 残基。表 17S 和 11S 组分的氨基酸组成 Tab. 1Aminoacidconstitutionof7Sand11SAspartate 苏氨酸 丝氨酸 谷氨酸 甘氨酸 丙氨酸 半胱氨酸 缬氨酸 蛋氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 酪氨酸 苯丙氨酸 赖氨酸 组氨酸 精氨酸 脯氨酸 12.042.376.2721.824.954.764.43O. 564.948.7O2.475.616.2O1.747.116。 O111.8O3.956.5619。 O811． O75。 O81.2O4.96O。 823.787.262.463.994.241.6O5.746.42 从两个组分的平均疏水性值可以看出，7s组分比11S组分具有更高的疏水性，所以对于完全变性的样品，在快速凝固过程中7S组分应该能够形成更强的疏水相互作用。两种组分的疏水性差异可能导致 7S 形成更强的凝胶。 27S和11S组分的-SH含量 大多数学者在得出11S比7S具有更强的胶凝能力的结论时解释了这一现象。或分子间二硫键[4.仅从7S组分的-SH含量和11S组分本身来看，11S的-SH含量远高于7S组分。每个 7S 球蛋白分子含有 4 个胱氨酸。酸残基，每个 11S 球蛋白分子含有 44 个胱氨酸残基。在热处理过程中，氨基酸侧链上的SH会相互交联形成SS键共价交联，因此大豆蛋白的热凝胶化可能就是这种情况。然而，在研究预热蛋白质样品的凝胶特性时，加热过程中 SS 的交联可能会产生负面影响。在加热过程中，二硫化物交联形成的聚合物可能由于在水中溶解度的降低而沉淀。此外，SH还可能与其他氨基酸残基的侧链发生反应，在凝胶化过程中失去交联能力。所有这些都可能削弱高 11SSH 内容的优势。秋尾等人。在研究打浆温度对豆腐凝胶强度的影响时也提出了类似的观点[1]。他们认为，在开始凝胶化之前蛋白质-SH含量的损失会导致蛋白质凝胶化能力的下降。不同预热条件下得到的7S和11S样品中游离-SH含量如图56所示。 6 预热条件对11S 组分-SH 含量的影响 6 预热条件对11S 的SH 含量变化的影响 本实验得到的未经预热处理的11S 和7S 馏分的-SH 含量分别为24.2tmol 和7.2/mol/g 蛋白质。从图中数据可以看出，对于7S组分在选定的热处理温度下，SH含量随着加热时间的延长而不断降低，而对于11S组分，在70℃预热20min会使 11S 组的 SH 含量从 24.2 tmol/g 显着下降到 10.55 tmol/g，且 SH 含量并未因延长热处理时间而进一步下降。 80℃预热处理中SH含量的变化趋势与70℃预热处理相似。当预热温度达到90℃时，11S组分-SH的含量在前20 min内由24.2 tmol/g显着下降至7.12 tmol/g，并随着加热时间的延长继续下降。整体

同样强度的预热处理后，11S样品的-SH含量仍高于7S样品，但两者的比值明显低于未预热的样品，且两者的差异90℃热处理的样品已降低至2tmol/g。因此，仅从形成二硫交联的角度来看，预热后的11S组分形成的凝胶应该具有更高的强度，但两者形成SS-交联的能力差异明显不如高浓度的。当直接热凝胶化时，大豆蛋白很重要。 3 7S和11S在凝胶过程中的静电作用是因为凝胶曲线是以GDL为促凝剂测得的，也就是说系统中的GDL在凝胶过程中会不断分解成葡萄糖酸使pH价值下降。根据实验中设定的加热和冷却程序，确定当温度下降到60℃时，系统的pH值已经下降到5.5左右。 7S的等电点为pH 4.4，11S的等电点约为pH 5.8。因此，在 pH 值为 5.5 时，11S 分子之间存在较强的静电相互作用，而 7S 组分之间存在较弱的静电相互作用。 ．结合上文对预热对凝胶化过程中7S和11S组分之间形成疏水相互作用、二硫键交联和静电相互作用的能力的讨论，可以得到经过充分预热处理后凝胶中变性和展开的7S球蛋白是有可能形成的凝胶化过程中疏水作用更强，11S组分可能形成更多的二硫键交联，但在体系所处的酸碱环境中其优势远不及11S组分。它们之间也有很强的静电相互作用。多种因素的共存可能导致充分预热的7S和11S组分形成的凝胶在凝胶化过程中具有大致相同的弹性模量。 3 结论 大豆蛋白的热变性仍然是大豆蛋白凝胶化的前提条件。完全预热的纯化 7S 和 11S 馏分在单独的凝胶化过程中表现出相似的凝胶形成能力。分析可能与 7s 组分的较高平均疏水性与 11S 较高的 -SH 含量有关。转到VIP信息第10页httpwwwcqvipcom10无锡轻工业大学学报22卷3102106。 [3] 王章。食品酶学[M]．北京中国轻工业出版社 1990. [4] 史彦国任力．豆制品技术[M]．北京中国轻工业出版社 1993. [5] 督促东山．大豆脱臭蛋白粉对大豆组织蛋白的脱臭研究[J].食品研发。 [6]沃尔特·F·威尔肯斯·方姆林。豆乳挥发物的气相色谱和质谱分析[J.农业和食品化学 36. [7] 托马斯·舒尔茨罗伯特·弗拉思理查德·蒙泰塔1。模型系统中挥发性成分的分离[J].阿格里厄 1. ture 和食品化学 49. [8JOliverALHsiehHuangASStephenShang。脱脂大豆粉中不良挥发性风味化合物的分离与鉴定[J]. JFoodSci1981471618。 [9] 何方义,孙玉芳,黄爱进,等.鸽粪中挥发性成分的毛细管气相色谱分析[J].色谱法。 [10] 何祥旭世英.熟鸡肉的挥发性香气成分[J].无锡轻工大学新闻 29. 责任编辑杨勇续第4页 参考文献[1] JiMPCaiTDChangKC.三种大豆品种受 7Sand11S 蛋白比例影响的豆腐产量和质构特性[J]. JFoodSci7. [2] KangLJMatsumuraYMoriT.加热诱导大豆蛋白凝胶的质地和机械性能表征[J]. JAOCS5。 [3] SaioKWatanabeT. 7Sand11S大豆蛋白的功能特性差异[J]. JTexture 研究。 [4]长野福田YAkasakaT.富含伴大豆球蛋白和富含大豆蛋白的大豆分离蛋白的凝胶化动态粘弹性研究[J]. JAgricFoodChem488。 [5] 王忠芳张许世英．促凝剂类型对大豆蛋白两种主要成分7S和11S胶凝能力的影响[J].无锡轻工业大学学报 20032231217. [6] ThanhVHShibasakiK.大豆的主要蛋白质。直接分馏及其表征[J]. JAgricFoodChem121。 [7] 1wabuchiSYamauchiF.免疫学方法测定大豆中的大豆蛋白和fl_congiycinin[J]. JAgricFoodChem5。 [8KyokoS. Masahiro K. 大豆蛋白的食品加工特性第二部分巯基对豆腐凝胶物理性质的影响[J].农业生物化学 8。 [9]KaoruKKatsuyoshi N. GDL 存在下大豆 7S 和 11S 蛋白凝胶化过程的流变学研究[J]. JAgricFoodChem 199341812。 [10] 王章.食品酶学[M]．北京中国轻工业出版社 1997. [11] AkioOMasaruM.大豆研磨过程中酶反应导致豆腐凝胶强度降低并控制『T』。 Biosci生物技术生物化学。 5. 主编杨勇 VIP信息 httpwwwcqvipcom