9.打发蛋白打发要多长时间时,热糖浆冲入蛋白打发要多长时间中的作用是什么?

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茶多酚对蛋白质起泡性能和乳化性能的影响及其在蛋糕中的应用
y 9《玎581分类号UD C密级――单位代码!Q532湖南农业史学硕士学位论文茶多酚对蛋白质起泡性能和乳化性能的影响及其在蛋 糕中的应用Effect of Tea Polyphenolsonthe foaming property andemulsification of Proteins and theQualitiesof Cake研究生姓名 指导教师 学科专业 研究方向垂星昱里垦 副墼援盒晶登堂 鱼晶资邃珏筮量型垣提交论文日期―2006―.06答辩委员会主席 学位授予日期论文答辩El期2垒Q§:Q§11Q 圈茔论文评阅人趣建地矍至武二0 0六年六月 摘要茶多瓣萁畜藏氧纯、抗瘗等多耱功效,困诧袋多酪在食晶髂系中懿运簧楚凌 在食品科学的研究热点之一。蛋白质是食品体系中的一大主要静养索,蛋白质的 功能特性(发泡特性、乳化特性、持水力、凝胶特性等)对食品的品质会产嫩重 大的影确。涯年来对撼褰农改善蛋鑫蔟功整特洼送章亍了大量黟}究,剥爱茶多瓣来 改善剐狠少。本文羞蘸从茶多酚与鬣自质的相互作用着手,研究了茶多酚及菠主 要单体组分对蛋清蛋自、大豆分离鬣自、乳清浓缩壤白及牛血清器白的功能特性 (起泡性能和乳化性能)的影响舰镶,同时也探讨了环境因素(p鞋值、盐离子 浓度、燕耱浓度)与茶多酚瓷蠢俸鞠对蛋鑫囊这麓功麓特猛懿彩确援律,势氨裙 步应用了这种相互作用规律到两种不同工艺蛋糕的生产中来,圈的是为蛋白质功 能特性的改善提供新的思路和方法以及加快茶多酚在食品中的_陂用。 试验中发现荼多黔对蛋皇屡夔憝漶蛙熊彝霉l讫涟裁垮毒不弱程疫瓣毅饕俘 用。当添翮0,3%的茶多酚时蛋清蛋囱溶液(1%,m/v)此时的起泡性能最健,发 泡能力为对照的1.55倍,泡沫稳定性为1.87倍;大豆分离蛋囱的发泡能力在茶多酚添加撼胰O%~l。O%范围内仅稍巍并高,而其泡沫的稳定憔则随蓑茶多酚量 静增热璺下簿豹趋势,0%~8。5嚣呈下降趋势稿急,露之后泡沫稳定往下降静趋势较缓;乳清浓缩蛋白在褥加0.8%的茶多酚时发泡能力最佳,掇高到对照的1.53 倍,泡沫稳定性则在含燃为0.2%的茶参酚添加量时有所增强,增大到对照的1.58 绩,其它点露簿蘸稳定连。蛋渣蛋囊豹襞伲戆力在荼多酸添秀鬟爨为0。2%楚蠢最 大乳化能力,增加到了对照的1.97倍,大豆分离礞自在0.8%添加量时有最大乳 化能力为对照的2.21倍,乳清浓缩摄白乳化能力在O%~l_0%添加量范围内一直 舞赢,在l。O%时提高到对照的2.64绥,牛盘涛蛋囱在0。4%添嬲燕睁有最大乳纯 能力,掇掰到了对照豹1.33倍;毽茶多酚对蛋自质的籍纯稳定性影璃不大。 环境改变对茶多酚与蛋白质相甄作用的影响结果为:在过商和过低的pH值 条件下,缀清蛋白起泡性能降低,大履分离蛋白和乳清浓缩蛋囱受pH值影响不 大:蠲蟪对蛋清蚤基襞纯性韪影稳不夫,大豆分鬻蛋白豹嚣讫麓力蓬p}{篷臻趣 略提高,乳化稳定性爱化不大,乳清浓缩蛋白的乳化性能随pH值增加而提商。盐离子对瓣白质起泡性能影响不明鼹,可能因为盐基小作用不大:随盐量的增大,蛋清蛋皇季L纯能力蕊爨低,嚣化稳定憷不交,大鬣分离蛋白豹魏纯性能均降低, 乳清浓缩鬣自季L{毫能力稍有增强丽乳化稳定性变化不明显。蔗游能降低蛋清豢自 的起泡性能,而对大甄分离蛋白及乳清浓缩蛋白影响不大;随蔗糖量的增加,蛋 清蛋白乳化能力降低蕊戮化稳定性变化小,大豆分离蛋白和乳溃浓缩蛋白的乳化 瑟力稍锾壤强覆羲纯稳定往海糕。 主骤单体组分研究的结果表明撩白质的起泡性能和乳化性能的改善程殿与单体所含活性羟基的数目呈正相关关系。经过以上疆究雩善掇了菸多酪与爨鑫矮逶过疆点结合揍爰瓣疆论:霹蛋爨凄滚 液起泡性能的影响主瑟是由各单体的活性羟基引起的,影响的程度与各单体的浓 度以及冀分子结构中活性羟基的数日紧密相关:对于蛋白质溶液的乳化性能也有 穗类似的影睫。 在荼多酚对蛋清凝自起泡佳髓藕乳亿性能影桷的基础上,通过正交设诗优化 了添加茶多酚的蛋糕的工艺参数,结果表明:在蛋糕中添加茶多酚是切实可行的, 制作的蛋糕不仅赋予了产品天然的祭色和独特的茶香味,而且对蛋糕的品质商很 大静改謦,表瑷为藩积蘧大,气嚣嚣船致密窝缁,l、,舞往龟受勰柔鞍。荬中藏疑 蛋糕体积最多增大到对照的1.42倍,海绵蛋糕体积最大增大到对照的1.81倍。综上所述,茶多酚对蛋白质的功能特性有很明显的改善作用,而在蛋糕中添燕茶多酚采提高蛋糕斡保健箨月稳赫震遣是切实霹李亍蕊,这暗示羲茶多酚l每凳一 种重要的功能性添加剂在食品工照中的应用将会越来越广泛,本研究结梁可为茶多酚作为功能性添加剂在食品中的进一步应用提供理沦依据。关键蔼:茶多酚;单傣;蛋鑫瘊;稳互{乍曩;黉糕 AbstractThe tea thepolyphenol(TP)haveandSOmany kinds of functions suchasnon?oxidizability,oneanti―canceron;therefore the utilization oftea polyphenol isoneofthe hotresearch spots in food industry.The protein is food system,and its functional water power,gelatin propertyof the biggest main nutrients in property,emulsification,holdingproperties(foaming andSOon)Canhave thesignificantinfluenceonfoodquality.There have been massive researchesrecentonimproving the properties ofprotein in with the interaction betweenteayears,thisarticleemphaticatlybeginpolyphenol andprotein(egg albumen protein,soybean albumen),studyprotein isolated,whey proteinconcentrated,bovine serum changed food processingtheir functional rulesandthat under theenvironment(thepH value,salt ion concentration,sucrosedensity),andthen apply the interaction rules into two different kinds of cakes forimproving the technology of their production,aiming for provide the new mentalityandmethodonimproving the properties ofproteinaswellasspeed up the applicationoftea polyphen01. In the experiment,it has been found that adding tea polyphenol has improved foaming property and emulsification of these proteins in different addingdegrees.Whenfoaming stabilitya0.3%(m/v)content oftea polyphenolinto EAPsolution(1%,m/v),itsexpansion(FE)has (FS)hasstrengthened to 1.55 timesthanthe blank,andfoamingstrengthened to 1.87 times than the blank;FE of SPI hasjuststrengthenedlitter,and WCP hasits FS has stable descend when adding TP,especially between 0%--0.5%; best FE with O.8%content of TP.which has its FSenhancedto 1.53 times than theblank.andenhancesto 1.58 timesthanthe blank when adding O.2%TP.The has increased to 1.97 times than theemulsification abilityfEAI)of EAP with O.2%TPblank。whileEAI of SPl with O.8%TP has increased to 2.2 1 times,EAI of WCP with1.0%TP has increased to 2.64 times,but all their emulsion Thetimes,EAIof BSA with 0.4%has increased to 1.33 has not significantstability(ES)with TPchange.changeof processing environment also affects the interaction between protein valueSOand TP:The pHthere hasnohighandSOlow Can lower the foaming property ofEAP,but SPIsignificante_fiectonand WPC;pHashasnoteffectontheemulsification of EAP,EAI of SPI has strengthened hasnopH value increases and it ESaseffect,the emulsification of WPC has improvednothe pH value increases.NaCl haseffectonprotein’S foaming property may because of its content is low; As the content of NaCl increases,EAI of EAP decreases and its ES has not changed, the emulsification of SPI decreases,EAI of WPC has been improved has not hasno alittleand itsESsignificant change.Sucroseeffectoncandecreases the foaming of EAP property,but itthe content ofsucrosethe SPIand WPC;Asincreased,EAI of EAP has s订engthenedadecreases and its FE has notchanged,SPI andEAI ofWPClittleand their ESdecreases.onThe research of the monomers of TP effect degree offoaming propertyprotein shows that the variableasand emulsificationofprotein has the same tendencythenumber of active hydroxyl groups ofmonomers. Above the research,there comesatheory called Tea polyphenol and proteinbonding through locus:the effect to the foaming property of protein solution mainly caused by active hydroxyl groups of various monomers,the degree of this effect determined by the density ofmonomers groups in their molecular structure. On the foundation of the above research,it produces TP-cake after orthogonal design,the result shows:Adding TP isa aswellasthe numbers ofthe active hydroxylpractical and feasible way;theTP-cakenotonly has entrusted wim the product natural dark brown but also has big improvement to its qualityandthe unique tea fragrance.thanthe blank.It represents that theevenincrease of the capacity of the cake,the more compact and tiny blowhole,andmore soft and tough.Chiffoncake’Scapacity increases to 1.42 times of the blank,while Sponge cake increases to 1.8 1 times ofthe blank. In summary,the tea polyphenol has marked improvement effect to the protein properties,and adding TP into cake to quality is also practical applications of TPenhanceits health ftmctionandimprove itsandfeasible.This suggests that there will be moreandmoreas animportantfunctional additive in food industry,this researchhas done some basic work for building theoretical basis of its application.Key word:tea polyphenol;monomers;protein;interaction;cake 独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得湖南农业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名mJ-f<mJ-f<:伽多年厶月碍日 :炒易年6,月£7日关于论文使用授权的说明本人完全了解湖南农业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意湖南农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 (保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究 生签 名一洋丧町锣时吼沙名年g 月l丫日 |时间: 口p年多 月f导师签名7曰 弟一早 第一章前言 刖西茶是公认的有益于人类健康的最佳饮料,已有国内外大量研究表明茶多酚(Tea Polyphenols,简称Tp)是茶叶中最重要和最主要的功能成分。茶多酚是茶叶中儿茶素类、黄酮类、酚酸类和花色素类化合物的总称,约占茶叶干重的25―30%。 其中儿茶素占60%一80%,分为酯型儿茶索和游离型儿茶素,酯型儿茶素占儿 茶素的70%左右。酯型儿茶素也叫复杂儿茶素,包括儿茶素没食子酸酯 (Catechingallate,简称CG)和没食子儿茶素没食子酸酯(Gallocatechingallate,简称GCG)。游离型儿茶素也叫简单儿茶素,包括儿茶素(Catechin,简称C)和没食子儿茶素(Gallocatechin,简称GC)。除了酚酸及缩酚酸类外,其他三种有相 同的母核――2一苯基苯并吡喃。 茶多酚的分子结构中具有多个反应活性基团和活性部位,使其可发生多种化 学反应。酚羟基是最具特征的活性基团,可使其发生酚类反应;醇羟基和羧基等 基团,又可使其发生醇、酸的反应;吡晡环中的醚键也属于相对不稳定的化学键, 易于酸、碱的介质和酶的作用下发生变化;此外其分予结构中还有一些其它的亲核中心和亲电中心【11。所以茶多酚的化学性质很复杂,在其加入蛋白质中后,会通过其诸多的活性基团来对蛋白质的网络结构进行改变。 已有大量研究表明茶多酚具有:高灵敏度的抗氧化性能;抑制癌细胞增生、 抗癌、抗突变的效果;降血脂、降血糖、防止硬化和血栓形成;抗衰老、抗龋齿、 抗过敏等多种保健功能和药理效应。目前,茶多酚的保健作用机理及其应用已成 为医药、食品界研究热点。在食品工业上,茶多酚的应用已经越来越多,它能影 响食品品质,对食品的色、味的构成有重要作用,所以食品中的茶多酚的应用研 究近来已经倾向于蛋白质食品品质的改良和保健食品的研制等方面。关于茶多酚 的大部分研究主要集中在茶多酚的抗氧化性能研究,以及茶多酚与蛋白质相互作 用而导致沉淀、涩味现象的产生和蛋白质生物利用率的变化研究上,而对于茶多 酚作为一种新型的功能性食品添加剂来改善蛋白质的功能特性方面的研究则很少。 蛋白质是构成生物体的主要成分,也是生命活动的物质基础,它是生物体内 功能性的高分子,几乎在所有的生命活动中都发挥着重要作用,作为一种食品的 主要营养成分,蛋白质广泛应用于各种食品中。它不仅具有提高营养价值的功能, 并且具有改善各种食品品质、质构的功效。随着各种蛋白质结构与功能关系的不断被揭示以及对其营养功能的深入了解,在食品加工过程中可以更有效地改善食 品的品质和质构,增强其保健功能。另外,为满足人们不断提高生活水平的需求, 合理开发蛋白质资源、提高食品品质和营养功能,已经成为食品工业急需解决的 问题。1蛋白质的功能特性及其改善技术国内外研究概况1.1蛋白质的功能特性蛋白质的功能性质一般是指能使蛋白质成为人们所需要的食品特征而具有的物理化学性质,即对食品的加工、贮藏、销售过程中发生作用的那些性质,这些性质对食品的质量及风味起着重要的作用【∞。蛋白质的功能性质与蛋白质在食品体系中的用途有着十分密切的关系,是开发和有效利用蛋白质资源的重要依 据。蛋白质的功能性质可分为水化性质、表面性质、蛋白质一蛋白质相互作用的有关性质三个主要类型,主要包括有吸水性、溶解性、保水性、分散性、黏性和粘绮陛、乳化性、起泡性、凝胶作用、调色性等。1.1.1水化性质 蛋白质的水化性质主要包括两个方面,即吸水性和保水性。吸水性是指蛋白质对水分的吸附能力。还有一种观点认为,蛋白质的吸水性是指干燥蛋白质在一定湿度达到水分平衡时的水分含量。蛋白质的吸水能力与水 分活度(Aw)有关,不同的蛋白质受不同的Aw值影响。比如大豆蛋白,当Aw小 于03时吸水较快,当Aw在O.3~0.7时吸水较慢,Aw达到0.8以后又有较高的 吸水能力;一般蛋白质的吸水能力随pH的升高而增强:蛋白质的吸水能力受温度的影响不大,但与蛋白质的浓度密切相关,浓度越大吸水能力越强。此外,蛋 白质的吸水性还与蛋白质的颗粒的大小、结构和表面活性等有关。保水性是指离心分离后,蛋白质中残留的水分含量。它与蛋白质的浓度有关,还受pH、电离强度和温度的影响。浓度越大,水分保持能力越强。1.1.2蛋白质的溶解度 蛋白质的溶解度采用氮溶解指数(NSI)和蛋白质分散指数(PDI)来表示。 NSI=水溶解氮/总氮X100%PDI=水分散蛋白质/总蛋白质×100% 蛋白质的溶解度与温度有关,在蛋白质变性范围内适当的提高温度,助于溶 解度的提高。但达到变性区域后,蛋白质的溶解度则随温度的升高、加热的延长 而迅速下降。蛋白质的溶解度与pH值有关。pH增大,溶解度增大。pH值为lO.5时,蛋白质发生解离和解聚。降低pH值,溶解度降低。在蛋白质的等电点,蛋 白质溶解度最低,再降低pH值,溶解度又增大。其溶解度还受电离解度、化学溶剂等影响。 1.1.3蛋白质的起泡性 蛋白质的起泡性包括起泡能力和泡沫稳定性。其中起泡能力是指蛋白质在加 工中体积的增加率,即形成泡沫的能力。而泡沫稳定性是指泡沫产生后的稳定能力,即泡沫的寿命。溶液起泡的主要机理是因为液相表面张力的降低。蛋自质类起泡剂能降低表 面张力的能力有限,但是它可以形成具有一定机械强度的薄膜,这是因为蛋白质 分子之间除了范德华引力外,分子中的羧基与氨基之间有形成氢键的能力。生成 的这种膜能够有效降低液相的表面张力,从而形成稳定的泡沫。不过蛋白质溶液 要形成气泡,还首先应充分溶解蛋白质,使到达气泡表面的蛋白质浓度提高,这样才能最终使膜生成。蛋白质的起泡性与蛋白质浓度、pH值及温度有关。比如大豆蛋白,以偏碱 性的口H值为有利、一般最佳发泡温度为30℃。脂质的存在对蛋白质的起泡有不利的影响,而糖类则可提高粘度、增加泡沫的稳定性。 1.1.4蛋白质的乳化性 蛋白质的乳化性是指将油和水混合在一起成乳状液的性能。它也包括两个方面的内容,即乳化能力和乳化稳定性。蛋白质的乳化作用不但能促进油一水型乳 状液的形成,而且一旦形成,它可以起到稳定乳状液的作用。蛋白质所含的氨基酸一般分为疏水性(Hydrophobic)及亲水性(Hydrophilic)两大类。在乳化时,疏水性氨基酸与脂肪球表面结合,亲水性氨基酸与水分子结合,结果蛋白质形成一层薄膜被覆在脂肪球表面,使脂肪球悬浮及分散于水溶液中,不会聚集在一起。若蛋白质乳化能力差,则脂肪球会聚集造成油水分离现象; 反之,若蛋白质乳化能力强,则乳状液较稳定。脂肪乳化与温度有着密切的关系。比如一般肌肉蛋白质乳化能力随温度而急速下降。 1.1.5凝胶作用蛋白质的凝胶性是指蛋白质形成胶体结构的性能。蛋白质的凝胶性的形成受下列因素影响,即固形物浓度、速度、温度、加热时间、制冷时间等,加热是胶 凝的必备条件。现在普遍接受的凝胶机理依然是Ferry在1948年提出的两步机理,它包括 步骤一:蛋白质分子的解螺旋和离解作用。紧接着是步骤二:在适当的条件下进 行缔合和凝聚。为了得到高度有序的凝胶结构,凝聚作用应该比解螺旋作用慢些。 1.1.6黏性和粘结性 黏性是指液体流动时的摩擦。黏性一般受蛋白质的分子质量、摩擦比、温度、pH值、离子强度和处理条件等因素的影响。蛋白质是高分子化合物,它分散到溶液中形成的颗粒都在胶体范围内,这种胶体具有较高的粘结性,随蛋白质浓度 增加而增加,对糖和保持食品水分、风味有重要的作用,而且使食品易于加工。1.1.7调色性 蛋白质有增白和增色作用。比如活性大豆粉中含有脂肪氧化酶、高氧化面粉中的类胡萝h素均能起增白作用,而在面包生产中大豆蛋白可与面粉中的糖类发生美拉德反应即褐变,从而增加其表皮的颜色Ⅲ。1.2蛋白质的功能特性改善技术研究进展食品工业的飞速发展,迫切需要大量具有功能特性和营养特性的蛋白质,作为食品的原料成分或添加基料。科学家发现一些重要的蛋白质资源的功能特性不能满足食品加工的需要,如何改善蛋白质的功能特性,扩大其用途和改善食品品 质,近年来许多科学工作者对蛋白质的改性作了不少工作。食品蛋白质的功能特性改进研究主要包括以下一些方法: 1.2.1物理改性(physical reforming)所谓物理改性是指利用热、电、机械能等能量形式的改性方法【4J。华欲飞等 【51在优化工艺条件下(pH8,温度110℃,时间5 nfin)用物理改性方法处理可使醇法SPC(SoyProteinConcentrate,大豆浓缩蛋白)溶解度从10%提高到70%以上,乳化、起泡、吸油等功能性质也能随之得到改善。 1.2.2酰化作用(acylation) 蛋白质的酰化作用是蛋白质分子的亲核基团(例如氨基或羟基)与酰化试剂 中的亲电子基团(例如羰基)相互反应,而引入新功能基的过程,从而增加了蛋白质 的溶解性、持水束油性、乳化性和发泡性,改善了蛋白产品的风味【6j。琥珀酸酐和乙酸酐是最常使用的酰化试剂。Thompson等人(1980)【7l发现77%琥珀酰化 乳清蛋白在等电点下的溶解度提高,持水力增大4~5倍,乳化能力和乳化稳定性得到了显著改善。 1.2.3磷酸化作用(phosphorylation)蛋白质的磷酸化作用是无机磷酸(Pi)与蛋白质上特定的氧原子(Ser、Thr、Tyr 的.OH)或氮原子(bs的£一氨基,His咪唑环l,3位N,Arg的胍基末端N)形 成一c―O―Pi或一c―N―Pi的酯化反应【8】。后者对酸不稳定,在pH夕的环:境下发生水解。前者在食品的pH范围(3~7)内是稳定的,所以适合用于蛋白质的改性。常用的磷酸化试剂有磷酰氯、五氧化二磷以及多聚磷酸钠等,磷酸化能改善蛋白 质的溶解性、持水力、粘弹性、凝胶形成和表面活性。Woo等人(1983)p1发现 6%(w/v)磷酸化B哥L球蛋白在pH5.0,Ca”浓度为100 mM时不经加热便可形成凝胶,65%(w/v)磷酸化的上述蛋白的玉米乳化液在有100 mMCa2+时,溶液粘度为原蛋白溶液的2倍。1.2.4脱氨基作用(deamidation)用脱氨基方法,小麦面筋蛋白,大豆蛋白和燕麦分离蛋白获得了良好的溶解 性、发泡性和乳化性il…。4 1.2.5糖基化作用(glycosylation) 将碳水化合物以共价键与蛋白质分子上的氨基(主要为Lys的£一氨基)或羧基相结合的化学反应(包括美拉德反应),称之为蛋白质的糖基化作用【l”。这种方法,也被广泛用来提高蛋白质的功能特性。 1.2.6共价交联作用(covalentcross.1inkingeffect)共价交联氨基酸是一种提高蛋白质营养价值和功能特性的方法。转谷氨酰胺酶(TGase,E.C.2_3.2.13)、过氧化物酶(POD,E,C.1.11.1.7)和多酚氧化酶 (PPO,E.C.1.14.18.1)能使蛋白质产生交联作用【l 2J,而赋与蛋白质较好的功能特性。Puigserver等人(1979)[13】成功地将色氨酸、甘氨酸、丙氨酸和天氨酸连接到酪蛋白上,改善了其功能特性。1.2.7蛋白质水解作用(proteolysis)用蛋白酶水解蛋白质也能改变蛋白质的空间结构。一般说来,蛋白酶的限制性水解可提高蛋白质的溶解性、乳化性和发泡性‘14]。齐军茹等【151经搜集大量的资料后认为利用酶水解来进行小麦面筋蛋白的改性是很有效果的,对其溶解度、 乳化性、起泡性和烘烤品质都有很大的改善。 以上可以归纳为非酶法和酶法两大类方法。这些方法存在不同程度的缺陷或 危害。非酶法是最常使用的改性技术,由于其反应简单、应用广泛和效果显著的特点而倍受欢迎;但是非酶法也存在着反应条件苛刻,试剂专一性不强,最终产 品中除去未反应试剂较困难等不足之处。酶法改性已有了很大的发展,酶促反应速度快,条件温和,专一性强,更重要的是一些低廉微生物酶的出现;然而酶法反应通常为湿法反应,生产威本较高。目前科学家们仍在不断的寻找新的蛋白质功能特性改进方法。 茶多酚拥有许多活性基团,这些基团与蛋白质的基团可以通过多种方式或作 用力来进行结合或发生作用,因此茶多酚在改变蛋白质的功能特性方面有着潜在的应用可能,从而给蛋白质功能特性的改性提供了一个崭新的平台。2植物多酚与蛋白质相互作用机理的国内外研究概况植物多酚广泛分布于蔬菜和水果中,现在发现的大约有8000多种结构。食 用多酚,~般指类黄酮类物质,被其他几种不同的分子亚群所包围着,在食品中 决定着其色和味。最近对于食用多酚的研究开始集中在它们的保健及抗氧化特性 上。富含多酚物质的食品的消费量与癌症、心血管疾病的患病率关系紧密。 在食品界,已经有很多的现象都可以归结于蛋白质和多酚的相互作用,比如 涩味的产生、啤酒果汁饮料工业中的混浊和沉淀的产生、利用多酚改善蛋白质的功能特性等。由于还未引起足够的重视,目前蓑于蛋白质和多酚相互作用的基本 机理的研究非常少,仅有的一些研究通常都局限于某些特定的蛋白质或者是一个’狭小的范围内。2.1植物多酚与蛋白质的相互作用机理2.1,l多酚与蛋白质相互作用的机理 植物多酚(plant polyphenols)是一类广泛存在于植物体内的多酚类物质, 在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和本质素,主要存在于植物的皮、根、木、叶、果中。植物多酚最早叫鞣质。鞣质一词是Seguin于1796年首次提出的, 仅指榔树皮内的能生成皮革的成分,并指出鞣质能使明胶沉淀。人们对植物多酚的认识过程有着较长的历史。植物多酚具有许多活泼位点赋予它一系列独特的化学性质,其中植物多酚与蛋白质的结合是其最重要的特性之 一[1…。1803年,Davy发现多酚与蛋白质的可逆反应现象。但是直到二十世纪八 十年代,多酚的分离技术发展后,才有可能从分子结构水平上研究。Asano[1 71等认为,多酚与蛋白质结合的主要形式为氢键或者是疏水键。多酚的大量酚羟基与蛋白质主链的肽基NHCO,侧链上的OH、NH2以及COOH以氢 键的形式多点结合。他们还指出,含有辅氨酸残基的蛋白质在与多酚类化合物络合时容易产生浑浊。 然而深入研究表明,虽然多酚对于蛋白质都有结合能力,但是仍然具有选择 性,体现在不同的多酚对于不同的蛋白质的亲和力差异上。Asquithtl81认为对多酚亲和性高的蛋白质特征为:分子量较大,结构开放松散,脯氨酸或其它疏水性 氨基酸含量较高。这表明多酚.蛋白质结合形式不只是氢键形式。石碧【l圳在考察 了甘氨酸,丙氨酸,缬氨酸,亮氨酸和脯氨酸等一系列氨基酸对水解类单宁亲水 性的影响后,证实了氨基酸脂肪基越大,疏水性越强,与单宁的结合越好,从而 说明了多酚与蛋白质的结合中疏水键也是一种重要的形式。另外也有研究表明多 酚的分子量及结构不同对多酚与蛋白质的结合强度有影响。对水解单宁而言,只有分子中含有4个以上的倍酰基时,才具备沉淀蛋白质的能力。进一步研究表明多酚一蛋白质结合是分子识别的典型例子。要考虑作为供体的多酚和作为受体的蛋白质的分子组成、结构和构型,也要考虑到它们的协同作用。Haslam[201等认为,可用“手一手套”(Hand-in―Glove)模型【211来说明此反应。蛋白质分子中疏水基团较集中的部位构成“疏水袋”,多酚分子进入“疏水袋”中并通过氢键加强结合。因此影响多酚与蛋白质结合的因素有:多酚的分子大小,分子 量大于500时产生较牢固的结合;多酚的酚羟基和疏水基数量多者结合强;具有 柔性的分子构型者结合强;水溶性低者结合强。 2.1.2食品加工环境对植物多酚与蛋白质相互作用的影响 食品加工环境,包括酸度、盐度、甜度以及温度等因素,它们的改变对蛋白 质特性的改变也有很大的影响,是食品加工中不容忽视的重要因素。早在1985年McManusL22J就指出多酚与蛋白质的相互作用被其他的物质比如 多糖所影响。Ozawa[23I等经过一些研究证实了某些中性的或阴性的多糖有破坏多 酚和蛋白质胶连的能力。Luck[241对一系列多糖对蛋白质和多酚的沉淀进行了研 究,发现胶质、阿拉伯胶、角叉胶、黄原胶等都是蛋白质沉淀的有效的抑制剂,而角豆胶、瓜尔胶、和秘鲁树荚胶却没有明显效果。Haslamt25】和他的合作者也提出一些多糖具有在溶液中生成第二种结构――水袋的能力,因而能够使多酚胶 囊化。Freitas[”悃浊度测定法测定了多酚和牛血清蛋白(BSA)聚合程度,增加体系中的NaCl浓度,发现聚合程度降低,暗示水合能力是多酚与BSA聚合的主 要影响因素。2.2植物多酚与蛋白质相互作用在食品体系中的体现2.2.1涩味的产生人们最常见的涩味的产生和植物多酚有很密切的关系。Haslam【27】认为多酚与蛋白质作用而导致涩味的产生。涩味被ASTM(AmericanSociety for Testing andMaterials)定义为口腔上皮细胞因为接触诸如铝离子或单宁酸等物质后发生收缩、折皱所引起的一系列复杂的感觉。Hay[2 8]等发现唾液中含有富含辅氨酸的蛋白质。这种蛋白质能与多酚物质交联形成不溶于水的络合物,从而引起口腔上皮细胞收缩,形成涩味口州。 Lee[30】等认为口腔涩感是一系列复杂感觉,包括口腔黏膜和上皮细胞组织的 收缩、起皱和口腔感觉到的干燥、粗糙等感觉。 王志坚p1]等认为啤酒中涩味产生的主要原因是多酚物质与口腔中唾液蛋白 质的相互作用。张文英【32]等也认为山葡萄酒中苦涩味的产生主要是因为其中有 单宁物质的存在,入口后与唾液蛋白质作用产生。 Bacon[蚓等发现唾液(含PRPs)能够粘合多酚物质并产生沉淀,认为其可能的机制是阻止了多酚与口腔粘膜蛋白质的结合。Lu[34】等进一步研究认为这些PRPs.多酚复合物很难以被消化。Charltonl351利用磁核共振技术(NMR)研究了 多酚和唾液中PRPs片段之间相互作用的基本结构,发现它们之间的结构很复杂, 从而得出了多酚与富含PRPs的蛋白质结合力强的结论。 2.2.2混浊和沉淀的产生 在食品工业中,特别是啤酒、果汁饮料及红酒等领域,蛋白质与多酚相互作用是引起沉淀和混浊的最常见的因素。 在新鲜啤酒中,活性蛋白质和多酚之间结合力较弱,在0℃时形成的复合物 很容易断裂为两部分,产生一种动态的可逆平衡,这就是啤酒的冷混浊。 Karl[36】等人对冷混浊中蛋白质一多酚之间的相互作用进行了研究,他们认为 其机理是:蛋白质与多酚之间是通过活性蛋白的位点与活性多酚的端点之间的结合,一个多酚有两个或以上端点。当活性蛋白的位点和多酚的端点总数大致相同 时,就会形成一个大的网络结构,从而相成浑浊。当活性蛋白大大多于活性多酚时,每个活性多酚能够在两个蛋白中找到结合点与之结合。但这样不会形成大的网络结构,沉淀也很少。当活性多酚大大多于活性蛋白时,蛋白中所有的位点均 被占用,结果一端已经结合蛋白的多酚很难再在另一个蛋白上找到位点,这样基 本不会形成网络结构了。 敖自华13 7】等人对饮料中蛋白质.多酚的作用机制也进行了研究,他们认为: 混浊活性蛋白(Haze.Active Protein,HA蛋白)和混浊活性多酚(Haze―Active Polyphenol,HA多酚)的比例决定了作用机制。设想HA蛋白含有固定数目的多酚结合位点,同时HA多酚含有2个或更多能与HA蛋白结合的末端,当末端数目与HA蛋白的结合位点数大约相等时,此时就会形成很大的网状结构,相应产生很大的胶体粒子和最强光散射;当HA蛋白多与HA多酚时,~个HA多酚分子应当能在两个蛋白分子上找到连接的结合位点,形成蛋白二聚体等结构,但由于没有足够的多酚把许多这样的复合物再连接起来,所以只能形成很小的胶体粒子和少量的混浊;当HA多酚含量超过HA蛋白时,几乎所有的HA蛋白的结合 位点都被多酚所占据,因此,只被结合了~个末端的多酚分子很难在另一个蛋白 上找到合适的位点把两个蛋白连起来,同样只是形成很小的胶体粒子。黄惠华[38l等研究了影响多酚一蛋白质反应的各种因素,发现在40℃,pH为3.5,乙醇浓度为6%,明胶与单宁酸的质量比为为5.1时,产生的多酚一蛋白质络合物的量最大。然后他们139J又利用茶多酚对菠萝蛋白酶、大豆分离蛋白酶、酪蛋白酶、细胞色素、淀粉酶以及木瓜蛋白酶等蛋白质进行了络合、沉淀及回收研究,确定了对不同蛋白质回收时应该使用的茶多酚的最佳浓度。2.2.3多酚对蛋白质功能特性的提高 多酚化合物能够增强牛奶和乳制品的多种功能特性能力的说法早已得到了 证实,多酚化合物因而能够作为奶制品的功能特性改良剂在食品中得到应用,它 的这种能力主要是基于它与牛奶或者奶制品中的蛋白质的相互作用。Sarker【4w 等指出儿茶素,即绿茶多酚,它能够有效增强B一乳球蛋白的发泡能力和改善其泡沫稳定性,他们分析主要原因是界面蛋白质之间形成了疏水键和氢键。Seshadri…J 等也通过试验证实茶叶单宁能够显著改善蛋清蛋白的发泡特性。O’Connell[42】等 认为许多植物能够提取多酚化合物,如茶叶,咖啡,可可,酒,橡木,松树皮等 等,这些多酚化合物如咖啡酸等能够显著增强牛奶和浓缩奶的热稳定性,他们分析原因认为主要是因为形成了醌。吴卫国等【43】发现在1.O%(w/v)的鸡蛋蛋白溶液中加入0.25%(w/v)的绿 茶茶多酚可以使鸡蛋蛋白的发泡能力和发泡稳定性增加4―5倍;同时发现茶多酚 的加入也改变了鸡蛋蛋白的凝胶强度和凝胶温度。 在食品工业中随着人们对茶多酚认识的加深,其应用将会越来越广泛和深入,这一切都要源于茶多酚和蛋白质相互作用的规律,因此今后的研究方向应该 转向研究茶多酚和蛋白质相互作用规律的基础上来,只有对其规律有了足够的认 识,才能将茶多酚更好地运用到食品中来。3茶多酚在食品工业中的应用现状.茶叶的许多作用都是因为茶叶中的茶多酚在起作用。茶多酚可用于食品保鲜 防腐,无毒副作用,食用安全。茶叶能够保存较长时间而不变质,这是其他的 树叶、菜叶、花草所达不到的。茶多酚掺入食品中,能够延长贮存期,防止食品 褪色,提高纤维稳定性,有效保护食品各种营养成分,所以它在食品领域中应用 广泛,并还有更大的发展空间。3.1用于糕点及乳制品对高脂肪糕点及乳制品,如月饼、饼干、蛋糕、方便面、奶粉、奶酪、牛奶 等,加入茶多酚不仅可保持其原有的风味,防腐败,延长保鲜期,防止食品退色, 抑制和杀灭细菌,提高食品卫生标准,延长食品的销售寿命。另外,还可使甜味“酸尾”消失,味感甘爽。其次本课题的重点就在于通过研究茶多酚与蛋白质相互作用,深入探讨茶多酚影响蛋白质功能性质的机理,将茶多酚应用于蛋糕的生产中,发现对蛋糕的体积和风味都有很明显的改善。3.2用于饮料生产茶多酚不仅可配制果味茶、柠檬茶等饮料,还能抑制豆奶、汽水、果汁等饮 料中的维生素A、维生素c等多种维生索的降解破坏,从而保证饮料中的各种 营养成分。 茶多酚对食品中的色素和维生素具有保护作用,既可防止食品褪色,又可起 到天然色素的作用。目前国内外许多厂家在生产中使用了茶多酚,大大提高了产 品稳定性。茶多酚可配制成多种饮料,如茶汽水、茶可乐、茶冰棋淋、冰茶、脱咖啡因茶、茶黄酒等,添加量一般为O.02%~0.04%。茶多酚还可应用于果汁类 饮料的加工保鲜,添加为0.02%茶多酚能抑制蜜柑汁液浓缩异臭的产生:添加O.005%~0.01%的茶多酚于果汁饮料中,能抑制维生素A、维生素Bl和B一胡萝1-素的降解破坏,保证果汁饮料的有效成分和产品品质。3.3用于油脂和油脂食品的抗氧化.油脂在常温下保存极易因自动氧化而发生酸败变质,据调查,食用生油过氧 化值往往超标,给消费者健康造成危害即】。茶多酚抗氧化性能很强,低浓度下 f20~100ppm)gP有效,在猪油、大豆油、菜油、花生油以及色拉油中添加O,02%~O.08%的茶叶天然抗氧化剂时,其过氧化值和酸价抑制率均在90%以上,效果明 显好于添加维生素E。研究表明,在豆油中添加O.08%的茶多酚,保质期比对照组延长l倍以上,添加相同量时,茶多酚对菜油的抗氧化能力为BHA的2.6倍, 维生素E的3.2倍。茶多酚对猪油的抗氧化能力为BHA的2.4倍,维生素E的9.6倍。另据报道,茶多酚对精炼苏子油,玉米油,鱼油等均有明显抗氧化作用。 油基食品在贮藏、炸制过程中因氧化而使颜色变深、发黑,品质逐渐下降,加入茶多酚后,能减缓酸败现象,延长货架期。在方便面加工过程中添加50ppm的茶多酚就能起到良好的抗氧化作用:将茶多酚应用于油炸土豆片中,结果表明: 在室温暴露贮藏条件下,实验组3个月无异味,而对照组在43天就开始出现酸 败味f4列。3.4用于水果和蔬菜保鲜在新鲜水果和蔬菜上喷洒低浓度的茶多酚溶液,就可抑制细菌繁殖,保持水 果、蔬菜原有的颜色,达到保鲜防腐的目的。用O.03%茶多酚处理草莓后放置60 min,维生素C保存率为54,8%,明显高于对照组。采用茶多酚保鲜剂处理的草 莓,在4℃下贮藏15天,好果率达到90.9%,外观和内部品质均得到了良好保持[461。3。5用于肉制品的保鲜和防腐茶多酚对肉类及其腌制品如香肠、肉类罐头、腊肉等,具有良好的保质抗损 效果,尤其是对罐头类食品中的耐热的芽孢菌等具有显著的抑制和杀灭作用,并有消除臭味、腥味,防止氧化变色的作用。在鱼类中,经茶多酚溶液处理的鲜鲤鱼肉,TVBN和pH值均比对照组明显减小,表明茶多酚能延长鲜鲤鱼的保鲜期,对鲤鱼肉有很强的抗氧化作用。随着茶多酚的浓度的增大,鱼的TVBN和pH值均有不同程度的下降,当茶多酚用量大于0.60%时,TVBN和pH值的变化不大,故选择O.60%的茶多酚来保鲜鲤鱼肉[4”。 茶多酚除了在食品领域中的应用,由于它还有众多的药理特性和功能价值,现在它已经广泛在日用化工、医药等领域中应用,并且具有很大的潜力和很好的发展前景。4研究的目的、意义与主要研究内容4.1研究的目的和意义茶叶中的茶多酚具有抗菌、抗氧化、防癌、降低胆固醇、溶血以及促进血液 循环等多种药效功能,还可以影响脂类代谢,对防治心血管疾病等也有很好的作 雳。强翦,繁多酚瓣傈健佟蠲瓤理及箕应嗣巴成为医蓊、食品雾的磺究热点。扶 舀煎掰盎润瓣嗣内外文献来看,鲜有关于茶多酚对掰自质的功能特性影响鼬研 究。豢自震侮为一耪生命蕊基磷秘矮,在入焱生活中鹃缝穰也j≥喾重簧,A粪慰 蛋囱质的认识和研究有着漫长的过弦。食品工业的飞遮发展,促进着对辫融质这 ~嚣麓零营养豢戆铡爝翁抉速发鼹,惑予蛋巍矮本赛麓功熊特性不§l满足爨麓增 长斡篱要,繇戳灭翎早裁霹蛋鑫爨谶牙改牲骧遥壅工艺帮要求。荼多聚酌诀溪浆 加深,给鬣巍骥的改性提供了新腻路和耨方法。 菠多酚添加到强糕这类嚣囱质食品中除了赋予鬣糕特有的茶香味和丰富的 营棼羚,还期耀通过改变蛋白璇瓣发泡性能葶碍乳化憾鼹蕊改变蛋糕的品髓,因此 添燕茶多翳在蘩糕中是秀萁在食菇中餐痤嚣遴嚣兹步簸磷究。 本繇究烹溪蔗搽讨荼多黔每骚囟震静稳互作震对鬣窭震功能特蕊黪澎爨麓 律,目的是为荼多酚在食品工业上的进一步应用提供疆论基础;同时在对茶多酚 对爨鑫囊功熊姆瞧影穗戆疆突弱蒸麓上,逡一步阐翻多黔与蛋自矮熬箱曩终髑极 理,并在蛋融膜癸食品如蛋糕中进行初步的应用。4。2主要研究内容≤l≥荼多黪爻雩蚕潼蛋童、夫要分离羹皇、巍瀵蛋鑫、孛蠡潘蛋盎蕊功栽婚瞧兹 静璃(霉b纯经帮发泡缝) (2)茶多酚的主要组成单体分别对以上几种蛋白的乳化性能和发泡性能的影响《3≥搽谤熬、#斑篷、糖等食菇麓互嚣麓袈舞翁改变对戮土曩转蛋寤与装多麓穗互{睾鬟戆影穗(4)蔡多鼢在蘸糕生产中的斑用 第二章茶多酚及其单体对蛋白质起泡性 能的影响蛋白质的起泡性包括起泡能力(FoamExpansion,FE)和泡沫稳定。l=!t(FoamStability,FS)。其中起泡能力是指蛋白质在加工中体积的增加率,即形成泡沫的能力。而泡沫稳定性是指泡沫产生后的稳定能力,即泡沫的寿命。FE在这里具体指的是蛋白质溶液在外界的条件下生成泡沫的难易程度,表面张力越低越有利于起泡,而FS是指泡沫生成后的持久性。 溶液起泡的主要机理是因为液相表面张力的降低【48J。蛋白质有一定降低表面张力的能力,并且它可以形成具有一定机械强度的薄膜,这是因为蛋白质分子之间除了范德华引力外,分子中的羧基与氨基之间有形成氢键的能力D9]。生成 的这种膜能够有效降低液相的表面张力,从而形成稳定的泡沫。不过蛋白质溶液 要形成气泡,还首先应充分溶解蛋白质,使到达气泡表面的蛋白质浓度提高,这 样才能最终使膜生成15…。茶多酚是一种多羟基酚类混合物,具有显著的抗氧化和医疗保健作用,能有效清除人体自由基,激活机体内过氧化物歧化酶活性,抑制致病菌及血管紧张素 的形成,降低胆固醇含量,从而具有系列药理功效,在医药保健等领域应用前景 广阔,在食品领域中它也因此而具有作为重要的食品配料的价值。利用茶多酚来改善蛋白质的功能特性是一个全新的领域,本章主要是研究茶 多酚对蛋清蛋白、大豆分离蛋白、乳清蛋白及牛血清蛋白的发泡性能的改善规律, 同时也探讨了pH值、离子浓度(NaCl)、蔗糖浓度等加工环境和这种茶多酚的几种分离提取物对这些蛋白质发泡性能的影响规律,为茶多酚在医药、食品等领 域中的应用提供一定的理论基础。1材料与方法1.1材料、试剂与设备大豆分离蛋白粉(SoybearlProteinIsolated,简称SPI,由湖南沐林食品有限公Protein司提供),80%浓缩乳清蛋白粉(WheyConcentrated,简称WPC,美国Agri.Mark公司),牛血清蛋白粉(BovineSerumAlbumin,简称BSA,美国Sigma公司),蛋清蛋白粉(EggAlbumin Protein,简称EAP,美国Sigma公司),茶多酚(Teapolyphenols,简称TP,湖南金农生物资源有限公司),茶多酚主要单体组分――表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin gallate,简称EGCG),表儿茶素没食子 酸酯(Epicatechin gallate,简称ECG),表儿茶素(Epicatechin,简称EC),五倍子12 酸(GallicAcid,简称GA)―一(由英国UniversityofSu甜ey提供),咖啡因(Caffeine,自潮南务农生物资添鸯鞭公司提谈),氯纯镶、蔗糖、氢氧纯镳、磷 酸二氢钾、浓抽酸、乙醇等(均为AR,从市场购买),甲酰胺、冰醋酸、甲醇(均为HPLC缀,从市场购买)。 KM800 Major Classic电旗打蛋桃(英圈KENWOOD公司,共6挡,100 r/min),HJ.1磁力加热搅拌嚣(江苏省金坛市医疗仪器厂)'MPl20避酸度计(梅特勒一 托摹l多饺器上海畜强公司),AB265。S型分辑天平(撂将袭.援程多仪器上海有限公司),2 L和5 L型号塑料爨杯,高效液相色谱仪(美国瓦里安),SB5200超声波清洗仪(宁波新芝生物科技殷份有限公磷),AULl一S。5-U艾科满纯东梳(颤泽企业发展有限公司),0.45 gm微孔过滤器,真空过滤泵,带塞玻璃瓶,容爨瓶。其他常用仪器设备。l。2试验方法1.2.1运用HPLC分析茶多酚单体缀成豫取30 mg茶多酚群翕溶解予50 ml溶滚蒸馏承中,霜越声波溶簇帮涂气lO~15min,然后用滤纸(O。45 p.m)过滤,备用为HPLC分析。高效液稀色谱采霜Prostar320紫井分光光度检测器,吸收波长采用278 nm,洗涤柱250x4.6 1TIII'I(充填物为InertsilODS.35 gmC】8),每次进棒量为lO坤l。洗涤溶液(溶液A十溶液B)的流量保持1.0mI,raino不交,溶液A为蒸馏水,溶液 B为甲醵骧:冰醋酸:早醇嘲0;2:1.5;洗涤撵发为:在第l rain,溶渡B戆浓 度为18%,从2到15 min,溶液B的浓度由18%直线增加到28%,从16到25min,溶液B豁浓度巍线增黼警32%,放26餮32 rain,溶液B的浓魔壹线童《;艇餮34%,从32到34 rain,溶液B的浓度直线下降到18%,维持此状态,继续洗涤t0 rain。1.2.2蛋国质和茶多酚或荼多酚主甏单体缀分混禽溶液的配制 首先在蛋鱼履中)j弱入少蹩兹缓冲溶滚(p}净7),嗣玻璃捧调制戏甥状,疆热 入剩余的溶剂继续搅拌使蛋白质基本分散均匀,然后用磁力搅拌器进一步搅拌 (第5校,共5挡)2~4 rain佼蛋鑫屡充分分散在承中澎戒鬃自痿港滚300ml(1.O%,m/v),在磁力搅拌过程所产生的旋涡中加入所需数鬣的茶多酚或茶多酚肇体缀分荐继续搅拌5 min,邵臀蛋白虞与茶多酚或茶多酚单体的混合溶液,各用为各项检测。未力罚荼多酚的样品{乍为对照。 1,2.3发泡实验加工环境改变的混裔溶液的配置 当教变繇竣prI壤试验对,鼹蒸馏承来钱替缓冲溶液,蛋垂矮浓度不变,茶多酚添加量为O.2%(m/v)然后用盐酸溶液(O.5 tool/L)和氢氧化钠溶液(5%,m/v)采调节蘩音溶液的酸度依次为p}{2,4,6,8,l钒12,然后在各个点进彳亍鬟打; 当改变盐或蔗糖的添加蹩时,同样在戮白质(1.o%,rrL/v)与茶多酚(0.2%,m/v) 混合溶液中加入不同量的氯化钠或蔗糖,继续搅拌l min待溶解后,然后在同样搅 打螽佟下避孬臻打,未添蕊缰馋为藩照。1.2.4发泡实验采精搅打发泡测定法驿”:用上步方法配翻1.O%(m/v)的蛋囱质和荣多酚 混合溶渡300 ml,然感使用KM800 Major Classic电动打蛋机快速搅打(5,5档)15min,将所产生的泡沫迅速转入塑料量杯中记渌总体积同时立即例出液体测定min,20 rain,30体积均徽好记泶;在之后10rain时刻分嬲倒爨渗出塞冬渡薅予量篝中测量萁体积并记录;每个样品进行三次独立实验。对于改变荼多酚含量组实验 戆淹沫稳定性测定英稳定时游取i0计算‘52】: 泡沫总{本职―在静嚣0FE(%,=300mI 300 rainmin,20 min,30min,对于其它缢实验(鸯}1工环境改变等)泡洙稳定性仅取稳定时间30 min。最后进行发泡能力和泡沫稳怒性的8{所渗出豹液体体积xlOOmt一在不同静置时间后渗出液体的体积×100 300mlFS(%)=2结果与分析2.1茶多酚主要单体组分的高效液棚色谱分析试验所用茶多酚是从湖南金农生物资源有限公司购买,阁1为箕液相色谱黟,表i邸为其主要单塔缝分豹含量。秸闻f min)凰1茶多酚主要单体缌分HPLC分毒厅图谱 Fig.I Chromatogram oftea polyphenols by HPLC表1茶多魏主器单律缀分含量(%)Table 1 Content ofmain components ofTP2。2茶多瀚对瓷翻矮起涤噬襞麓影瀚理想的波面活性谨白质具有三个性能:(a)能快速地吸附至界黼;(b)熊快速圭|羹震开著在赛褥上褥定蠢;(o)~显达嚣努西能与邻遥分予稽互佟用,形成其有懿的黏合帮弹性并髓忍受熬豹橇撼运动的黢释孤。警蛋白溪蔽辩掰界磷后,佼莰怒~枣嫠分在器露上,其窜霹翟覆联凌予鬻定在界嚣上稳魏冀段豁数黧帮这些 片段与界西相互作用的能量,其中肷片段的数目部分取决于缀白质分子构象的柔髓,这是决定蛋巍矮藏漶麓力懿主要鬻素;褒嚣葱主蛋鑫囊貘豹辊摄疆凌取决于 黏合的分子间相互作髑,包括啜弓f静电相互作糟、氢键和疏水相互作用,这氇分 子灏照耀互{蕈蔼力的平餐决定纛蛋巍覆戆渔法稳定缝。 有关于食品蓬囱质和多糖发遗体系的研究154j认为:蛋囱的发泡能力和泡沫 稳定蛙出予存在多穗移蛋塞蔟款聚袋髂躲器霖瑟霉刘捷麓。戴赛瑟夥戏瓣位髂主要有两种形成方式:(a)电衙相互作用形成可遵结合的蛋白艨和多糟配位体;(b) 透过共徐键形或簧焱艨穗多糖斡牢骚缝合锡。在蛋巍矮蠢茶多酸藤潺食漆滚中髅 乎不可能存裘毫麓,爨荼多瓣含有具糍多个灏燃羟蘩豹』b茶滚秘嘲啦困郄可以在受鑫溪鲍诲多分子位点影或龌霞薅。闲鞋逐过藤素帮丧爨裁鼹离蛋鑫溪秘多黪的配位体{弱j可以证明蛋白质和多酚之间存在氨德和疏水键等非共价镳,而蛋融质露秘嗡因也可麓遭过渡水键与爱垂爨形成菲共馀连接。蛋岛鼷与多黪或嚣秘蹲嚣 中秘{}共侩涟接嚣熊在室瀑瓣条件下降低鬣鑫凌之阉静亲承鞠蘸求糯互{乍爨,这挺霹以允许爨自鹱分子更迅速载分绺在空气一水鲍界蘧上,扶嚣包往气渔,加强和加快气泡的形成。 聪以奁磷究蟹岛艨与蕊多酸稳互作餍的过壤中,影响蛋囱艨起逡携力的霹素 主簧愚蛋宣艨分子静鬃往、茶多潞掰提供静活往翌蒸数鬻、夜面蔬东往、蛋囱质抟溶解度、魏工环境簿,影确蛋邀曩泡沫稳宝性鳇主鬟困蘩则包括黩的滚变攥矮、配位体的形成、环境物理豳素等。 1200量900翥600 羹300垂0||除匿2100{o.2 o.4 o.6o.8 l茶弗酚浓度(%.m/v)圈2.1茶多醐对蛋请蛋白发泡能力舫影响Fig.2 1 The effect of Tea po]ypbeaols the fo£m189 expansion of egg albomeaos1200墓900曩600 嚣3000 0||||隧蚓:器净虬。 i一静鬣30分钟|0 2 0。4 0,6 0,8l 1.2茶多酝滚度《%,m/v) 匿2 3荼多酌对太强分离蛋自发泡能力的影响Fig.2.3The effect ofteapolyphenolsOnthe foaming expansion ofsoybean proteinisolated1200窭R 耧 瓣辅9∞ 柏0 300 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 l l 2引,一。。、巴嚣铡 ””、“。―,j…8“诎|蓁1:除釜乏。。0 0 20.40.60.811.2荣多鼢浓度执m/v)茶多辩浓度魄m,v)强2.i蓑多赘霹毳鼙羲壤蛋鑫茇逛嚣力蕊嚣翡Fig.2 5萋2,6萘多黪砖毳藩滚蘩蛋塞逛法稳霆经魏彭磅Fig 2.6 The effect of tea polypheoolsthe foaming concentratedoaThe effect ofteapolypheoolsONthe foaming expansion of whey proteinconcentratedstability of vhey protein图2,1帮2.2是茶多酚对溪渍蛋鑫起海性能的影璃。幽圈2,1可以誊出,蛋 清鬣白溶液的超泡性能受到了祭多酚的显著影响。发沲畿力是随速溶茶多酚的添 加燃星现先增强厝减弱的变化趋势,当添加量为O.3%的时候达到最大值,就是 说在1%的蛋清鬻自溶液中,繁多酚对蛋白起泡能力的最传作用点就是在OT3%附 近,蔻靖静发逡熊力蹭强妥了对照懿l,55F,麸0~0。3%筵圈内,发涤筏力随添 加麓的增加而增大,从O.3%~1.0%的范围内,发泡能力随添加量的增加而减小,16 邓小于和太予最傣点静茶多酚对蛋清鼗自豹起港力超降低豹作瞒。这巍明荼多酚 与蛋白痰发生了靼互俸鼹,改交了蘩囊痿粒丽终终麴,荠且茶多聚餐捷定了传鼷的正反。奁图2.2中,泡沫的稳定褴能也鞠发泡能力一样有着大致福强弱变纯趋势。随蓑蕊多黔的爱量分数的提蔫,泡沫的稳定性媳是先增强鼷减弱的变化辫,并虽也是在O.3%左右鹣添加蓬时,激清蛋鑫溶渡簿着最佳豹溆沫稳定鳇能,穗 定注灌强到了黠愁筑i落7倍。对予撩清蟹囱,从蕻结构上来讲,这可能是豳为O.3%含量的茶多酚提供了足够的活憋羟纂秘璃求撼,它{|、]与爨囱质的残基邋过j#共价键结会,因为蛋囱质 分子蠹帮缀合了这些懑憋鏊霞,瑟戳戴鲢蓉鑫痰感部撼厅震野,镬蛋盎震黪分子 柔往增强,予蹩蛋白餍麓较茯地在癸灏上展开,蒋船上形成酌黏膜因为膏院较多 的活性熬撼丽具商了较好的韧性,从丽使得此时溶液的起泡性能达到了较好的效 暴【5q;当爨较低对,少蕊筋荼多酚秘骚蛊矮发生络合作孀[5”,予是蛋自厦的溶簿凄簿羝,歇焉簿舔了超瀵毪蔻;当含量夫予诧量辩,过多黪灞谴萋滋己经占矮了界面,使得蘩白质不熊进入界面舒聪,这样降低了起泡性能。 图2.3和2.4是袈多酚对大驻分离虽臼起泡性熊的影响。从圈中可看出,大 亘劈凌蘩灏麓逛澄缝嚣受荼多黪瀚影豌不是攫大,遮与茶多麓瑟瑟清蛋蠡越泡羧 能酌影桷不同,大豆分离鬣自箭发汽髓力在茶多瀚添加鬓扶0%~1.O%藩困内设 稍有升高,而其泡沫的稳定性则随稽茶多酚瀣的增加足下降的怒势,0%~0.5% 曼下降趋势耥急,露之蜃泡沫稳定瞧下降静趋势较缓。 对予大豆分离蛋岛,起德麓力仅膏稻焱靛爨巍,落襞影鞠茶多酪与蛋塞瀵相 互作用的因索还不仅役藏掰为茶多酾所提供的活潍强基数舀有关,而箍与蛋自攒 的自身结构也有很大关系,这牵涉到蛋白质的氨基酸缱成和含爨,不黼蛋白质瞻 予其氨鏊麓缀袋窝含量躬不嚣,其与祭多懿滔注鏊黉缕舍豹麓力像星凌不蘑懿变 佑。溺时还有大豆分离鬣蠢溶解度豹影噙蕊素剁终,在pH=7静辚羧盐缓冲溶渡大豆分离戳自因为受离子的影响而难以平衡分配在缓冲溶液中,所阻造成了大疆 分裹蛋岛滚液鲍起泡能力不是镶稳蹙,缝慕没有缓明显鼹趣律。添趣蓉多酸露没滚魏稳定拣海诋说碉霓时装多酪懿淫溲羟基太多,巍器露啜融艇褥了疆彝蒺分子 在界面翡暇辫与展开,献谣没有足够豹泡沫显形成瀚沲沫也因为鬃钢性小磊导敬 此结果。,嚣2,5郛2.6凳蘩多翳对翼涛蛋巍起泡臻麓瀚影嚷。然霆申霹殴善密,涎着 荼多魏添宓辩量静嬲大,魂清蛋臼的熬泡能力先增大压降低,最裹熬发泡点在O.8%,发滤能力增大掰对照的1.53储。在O~O.8t碥蕊围内,越滟能力随添粕量 兹蹭趣嚣堙大,然瑟奁O.8%~l,O%豹蕊蘩蠹,趋滏缒力鄹薅添熬囊增糖嚣减小。海濠豹稳定蛙也里透澈减小麴交化趋势,仅在含量为0,2%的添期蹩时有所增强,17 增大到对照的1.58倍。 嚣予季t清浓缝蛋鑫,襄蛋瀵簧叁相毙褥些糍悭,酆它熬起连能力葶髑濑渡稳定 犍群蕊蛋清骚翻~样蟥黧嚣降低,繇不霹的是;一方嚣,最镶匏雩爹蹋点不耨溺, 骚漪蛋白在O.3%左右,而乳清浓缩蛋自在O.8%左右;蜀一方厩,乳清浓缩蛋白 越最佳起泡点和最佳稳定点不重合,即蛾佳越泡点在O.8%,而畿稳定的点在蛰+2%。交予使掰黪是稳溺蘸荼多黔,掰致造壤这释差舅熬藩銎一方錾怂瓣为爨瀵滚雅蛋自其分予中氨纂酸鳃戚帮窘量与蛋清蛋冬不越,郾蛋囊震懿分子量不愆, 网时也由于分子浆性不同;髑~方面瑕白廪的趣泡能力和泡沫稳定性并不是紧密联系的,起泡熊力取决于分子梁性,丽泡沫稳定性则取决子所形成的瓣膜的刚性秘撵篷,季t渍浓缝蛋爨在0,8%签多瀚懿捧瘸下麓够令分子在赛瑟邋逮啜醛嚣锌鼹,毽是只有在0.2%荼多瓣静作曩-F才熬生成较强弹韧性的膜。2。3萘多酚在苓霹pH德对蠹白质起泡性缝的影响规律p联篷黯溪岛质麓逮蕊藏静竣变主要熬予蘸方嚣韵艨毽:(a)环麓p疆鹣改 变影昀了蛋自黢灼溶解度,农合适的溶解魔范围,蛋白聪才能表现出…定的超泡 性能,过低则不能形成黏膜或包容的空气太少,过简则潜液太粘稠,流动性低, 蕊恁台空气戆黢力氇簿惑,~黢嚣言,大雾数簧鑫凄台逶瓣超遵蘩凌为2%~8%,弼1%浓度的蛋囱倭就有稳定豹泡滚产生;拍)菲中洼环境中溶液中魄楚蟊其它黎溜熬存在茨爨自矮分子粒激蛙改变,戏畿吸驸至界聪对蛋白质的l墩附造成影蛹。,、1200玳一辣i划800夏60鞘蛹 瓣 煺20 鼎08霎400O 2《8810 12 1402468i01214洲值DH值霪3,{球燕霹燕渍囊建蓑淹蘸身辩嚣蟪Fig.3.1 The effect o}pEoo蔷妻2撺蓬霹羹靖蜚枣逛凉饕囊程熟嚣磅Pig。3l r酶effect靠簿on豁rsEAP’s FEFS ,、1200 苎900薹600爱300 划002;转 :50 日40 制30 鬻20{虽Io赠04 8 8 le】2 14 02 4S810{2 14pH值硼值凌3.3翻箧露天豆势裹虽塞趁遗箍秀熬影豌ng,3 3 The effect of邮of{SPI’s Fs嚣3.4}#毽肆支曼分裹蛋鑫起追能力熬彩确Fi8S 4讳e effect of p抖on SPI’s Fs:1200 ―900薹600粤300 瞄 0§24 S 810 t2 i{圈||l;50虹l+添燕慕多l多酪~器f也。k/£焱_Il―?一未添蛾矧侧 瓣三ls『/\ }7\2 4;磬Lj―上―!=―L―L内―。 86 810强i4"H值 塑3 5埘照辩巍薄装绩簧自发逸熊力豹影赡Fig.3.5 The effect of pH of}卵e’s琵DH值璺3’#翊氆对毳涛浓缩蛋盘泡妹稳定性豹影驹Fig.3.6 The effect of醒on W愆’s黠图3.1所示为蛋清蛋白发泡能力随pH值变化的规律,可以看出,加入速溶 茶螽对豢清蛋自发泡髓力有较臻显弱提离,提森的区域是pH壤2。5~9之潮,发 泡能力在pH=4附近提高最大,提高到对照的2倍左右。pH值小于2.5或者大于9时加入茶多酚对发泡能力有降低的作用。豳3.2楚蛋滴蛋白泡沫稳定性隧 p}王僮变化的规律,同样可以看出,加入茶多酚后对蛋清蛋|竺『泡沫稳定性有较明娃的提高,pH值从2.5~8.5间提高,之外降低,在pHl0,pH4和pH6时分别提麓到对照熬4。11,2.53帮2.78绩。对于蛋清蛋白,因为茶多酚加入到蛋白质溶液中,提供了许多的活性基团, 于是蛋白质分子膏受大的嗷附到莽面的辘力,菇设醛鼙也鸯蟊大,这徉形盛了更多 姻有较好机械强度的薄膜,从而提高了发泡能力和泡沫的稳定性。在高酸(pH 小于2,5)或离碱(pH值大于12)时,由于溶液中的离子浓度比较高,黏膜因 为畜赢电蕊密度嚣礁以形成,辑以溶液中难以形藏足够多豹黏骥从蕊降低了溶液 的起泡性能【5…。 萄3.3帮3.4嵇途豹怒p珏馕对大驻分离謦鑫怒泡往麓瓣影穗麓律。蛰3.3 中,添加了茶多酚的样品和对照组有相同的变化曲线,可以清楚地看出在各个 口H值点添加茶多酚詹大豆分离蛋白的怒泡能力有较大的提离,最高在pH=t0附 运提窝到了对照兹1.45继,仅仅在pH=12的点有相嗣的起濑能力。图3.4中,19 在各个p}{值添船了茶多酚后基本帮降援了泡沫款稳定性,仅仅在pH=12点稳定 性才提蠢到对照兹1.45锫。 对予大豆分离虽囊,在pH=4燃近无论是否添期茶多酚,发泡#2力葶Ⅱ泡沫稳 定牲都有较明显款烽低,主要原因是鲤为大豆分离簧自在加工中经受了热处理使 怒它的溶鼹度很低,由于蛋白渗渡灼浓度黪低,所以起泡性能降低。对于大豆分 离蘑自其滚解程度是影响蛋白赝起泡性能的主要因素。不过还是可以大致看出, 茶多酚的添加对蛋白质的趣泡8&力肖增强的作期,两对泡沫的稳定性有降低的作 用。秀次遁明了茶多酚对蛋白质起泡性能的双照作用。 图3,5和3.6则是描述pH值对乳清浓缩强白起泡性能的影响规律。图3.5 中,pH从2~4.5,起泡能力降低,pH从4.5开始,添加茶多酚对溶液的起泡能 力才有所增强,pH=10时增强到对照的1.57倍。图3.6中可以看出,添加茶多 酚对乳清浓缩谶白的泡沫稳定性影响比较大,在pH=4附近有很大增强,为对照 的6,2倍,而其它pH点添加茶多酚对稳定性则有降低的作用。对于乳清分离蛋白,和大豆分离蛋白一样,添加茶多酚后对蛋白质的越泡能力有增强作用而对其泡沫稳定性则不利。pH小于4时发泡能力降低说明对于乳 清蛋白,过多的氢离予能够影响蛋白质基团的伸展,阻止其吸附至界面。pH=4 附近泡沫稳定性的大幅提高说明此时糙白质的氨慕酸组成和含量也是决定起泡 性能的重要因素。2.4茶多酚在不问离子浓度(NaCl)对蛋自质起泡性能的影响规律盐对爨自鹱起泡蛙质靛影鞠取决予盐熬季孛类和蛋皂质在越溶渡中的滚勰度 特性。不嗣转类的戆鼹产生的趁溶鄹盐螈现象所霰要的量是不同趋,面且这甄耪 现象的产生还取决于蛩白矮的零中粪,因为不同麴蛋自矮分子柔性不同。NaCI的翅入黢够影螭拦自质的溶解度、黏度、{串鼹和聚集,从丽馊碍蛋白质的起泡性能发生改变。鑫670。 一 -Rd口垂器端 翻:盐浓度随m,v) 盐浓度秣.m,v)型撼嚣4{盐离子释蛋清蛋鑫鬟邃蘸宓静彭稚Fig.{.1 The effect of NaCl0n蚕{.2盐离子辩蛋藩萤蠡逡滓穆囊性藩影豌Fig.4+2 The effect of NaClonEAP’s FEEAP’sFS 一12鼹 芝900盏600鼎300 划0皇0一趣一一酪一一翻型~舔酪米童添酪一 一多茶一0.2 0.4 0.6 0.8l兰00.20 40.60.81盏浓度(%mlv)圈{,3盐离子对丈豆嚣离蛋自发追戆力豹影螭Fig.4 3 The effect of NaC]on SPI‘e FE盐浓度(‰mlv) 躅4 4盐离子对大豆分离蛋自泡沫稳定性的影 堍Fig,4.4 The effect of NaCIOilSPI’S FS窜。0;童15|+一~加 一荼 一多 觚i 000描 鬻3瓣蓑lo霎5赠O0疆2 0。4 0.S 0。80 0.2 n 4 0 6 0 8 1 1.2《0一l i.2一添酚采多一 添酚~ 荼一盐浓度‰Ⅲ/v) 111 4.6箍离子辩乳清浓缩蛋白泡沫稳定馁鲔爹 响Fig.4.0 The effect of RaCI Off#Pe’S FS彗鎏瘦瓢m/v)图4.5盐离子对乳清浓缩嚣白发泡能力的影响Fig.4+§The effect of RaGongP01sF£如图4.1和4.2所示,随NacI质量分数的提高,未添加茶多酚的蛋清蛋白 溶液的发泡能力逐渐降低,而添舳荼多酚厝的蛋清蛋白溶液发泡能力刚鼙逐渐增 强髓趋势,钛对照雏1.47倍增熬至l t,92传。虽添鸯蠡茶多瓣蜃对蛋清蛋露溶液豹 发泡能力比对照都有撼赢。同时添加茶多酚后蛋清蛋目藩波鲍泡沫稳定性比对照 都有明恩增强,最高可提高到对照的4~5倍。 对于蛋清蛋白,没有茶多酚加入时,蛋白质溶液的黏庾因为赫的加入而降低, 造成辩膜酌生成爨会减少;闻时益溶臻象的发生使得溶解静蛋白质增多,扶磷经 溶滚中以国体形式存在豹蘩自痰减少,不熊形戏足够豹三甥泡沫,凝蓐聚自滚菠 发泡能力会降低。加入茶多酚后,溶液起泡性能有很大的改善,这是因为茶多酚 和蛋白质结合后,活性基团使蛋白质分子踅具柔性,更方便在界面上的展开,且 形成的黏膜避具聒度。随盐量的加大却使其发澈能力微弱提高,这可能怒因为多 酚葙蛋蠢质结合纛,慧静热入不偿没有终低发海雒力,反覆在蛋自援.多羚、液、气形戏的三楣泡沫的接触磷上吸驸,阻止了气濑粗化,从丽增加了起泡性。图4.3和4.4中,大豆分离蛋白的起泡能力和泡沫稳定性均随NaCI质量分 数的提高而下降;加入茶多酚后发泡能力稍微静所加强,但最高也只提高到对照 的{.16倍,而溺沫稳定往刚均降低。对予大露分离蛋自,主要表琥静麓盏奉斤作 霸,嚣忿起泡性能降羝。 图4.5和4.6中,Nacl质量分数对乳清蛋白的起泡性能的影响不明显,但 可以蓍出嬲是,烟入茶多酚最,发泡§2力增强,掇高剿‘丁对照的1.26~1138倍。 在溪量分数为0溥%时,稳定糕臻显提高型辩黪4.07倍。对于霉L渍浓缝蛋白,在添加童为O_8%时主要表现为赫溶作带,函诧泡沫稳定性绢显提高。2.s茶多酚在不同蔗糖浓度对蛋白质起泡性能的影晌规律蛋白旗和糖是食晶体系中最箍要的涛群生物分子,是影嫡食品结构和质构静 主要因素。~般地,糖的加入对蛋白质体系的起泡性髓育两方丽的影响,一楚降低体系的发泡能力,二是提高泡沫的稳定性。在实际体系中两种分子往往共存,由于两釉分予之间的相互作用,此时体系的稳定性和质构特性并非这两种分子作 用豹麓单抛和。糖的添加在蛋白臻的表聪形成了一层保护层,一定程度上阻碍了 蛋篷袋发生聚集和暇附到努嚣,这榉募嚣瑟积减少,起泡能力降低。同时由于增 加了体系涤黏度,使得泡沫的黏发稻弹性勰大,扶嚣令蛋自质溅沫镌稳定性毒鼹 加强。砖。。曼∞。长 描600蠹3000 O 05ll5200.511.52蔗糖浓度哺,m/v)蘸糖诔度(‰m/v) 瞄5 2蔗糖对麓清蛋白海沫稳定裢静彰畸s on匿5.I蔗糖对蛋清簧白麓泡能力的影响Fig.5.1 Theeffect of FEsucroseEArFig.5:2 The effect of FSsucroseon融rs{。勰窭8。。《600至嚣型40篓400趟2∞0蒸蔫 茎t30 0.5ll,522。533.500 5l1.522.53 3.5蔗糖浓度(%,m/v) 圈5.3蔗糖对大豆分离蛋向发泡能力的影响Fig.i.3 The effect of FEsuerose蔗糖浓度(%。m/v) 图5.4蔗糖对大囊分离蛋自泡沫稳定往的影喻Fig.5,4 The effect of FSsucrose onon蹿l’sSPI’s ,、800琶600搿誊10 一,E瓣多酪|薹㈣ 薹2∞0O艘§ 灌 蠼 瑚00.51 1 5邀銎型,瑙0 0.5l1.522,533.52253 3.5蘸糖浓度c%,m/v)蔗藏浓度瞄.m/v)餮5.5蔗糖对乳清浓缩蛋白发泡能力麓彭嫡Fig,5.5sucrose’s圈5.6蔗糖对乳清浓缩蛋白泡沫稳定性的影鹃Fig,5.6sucrose’s ooeffectWPC’s FEeffectoD杼C’s FS如图5.1和5.2所示,蔗糖浓度对茶多酚蛋白质的相互作精有一定的彩晌,在质量分数为1.5%是个分界点,小于这个浓度,对发泡髓力豁有提高的作用, 高于这个浓度,对矮发泡能力都有降低的作用;蔗糖对于蛋清簧自沲涞稳定性豹 影响有着和对发淹能力的影响稽骰的趋势,大致稳高稳定性,僵京0.5%静质建 分数畈后绝沫稳定性开始明显魄降低。 对于蘩清蛋白,低耱羹时主要表现为茶多黔静影啭,予是越泡毵力增强,嚣 高糖量时糖的作焉开始加强爵噩乏越灌麓力降低。除了上述糖对瀣洙毂稳定{乍羯 矫,还由予多酚的活髋基溺瀚出现,它们之阖能够形成了一静测梭懿、氢键连搂 的蛋自蒺稻糖胶菜结梅,生成耱黢有餮强躬黏菠帮弹饯,这群,泡滚稳定悭毒了 雯太程度筋提高。然蕊,隧羞糖量静增多,使滋自质豹分予开始{睾震过度,琥承 基因不断黎露,从嚣爵能洚低蛋幺溶液的泡沫稳寇蛙拉…。 扶毽5.3犟丞5,4可以番出,糖对大豆分离媛皂粒熬泡性能影响比较柔和。题 图5.5窝5.6表明,糖对巍渍凝自起泡§§力影响不太,两对添炽了荟多酚和没有 添攘茶多酚熬泡沫黪稳定性则毒比较复杂媳影昀。 对于大豆分离蛋自,烤援烩好媚反,可悲是因为蛋囟质的分子要求的糖蹙 比较离,出于辑添趣糠量较少,其对体系越泡性能的影蛔还抵不上茶多酚对体系 熬瀣性能媳影购,赝以’毖况不明显。 对于乳滇浓缀蛋白,l生况跟大豆分离蟹白差不多。2。6茶多酚单体对甏鑫蔟起泡性缝的影晌规律茶多盼所含萃体院鞍多,此试验选焉的是凡释典型静单体,鬻望扶单髂角度分辑趣述装多酸嚣蛋妇质起泡性戆影响的原理。 ~ 《 疆 《葶=60 ~ 一404≈粼咖黼嬲0萃棼蘩爱《%.m知) 凰6.1单体对蛋渍蛋自发泡能力的影响F培6.1 The effect ofFEmonomers om陋一00.02 0.04日x薹20妞00.06蟹00.020.040.00萃嚣装爱魄m/v》 凰6.2单体对蛋清蛋自泡沫稳定性的影响Fig.6.2 The effect of 腿monomers OnmAP'sEAP’s800瑚;50~40瑙,40蓑餮禁200划%0《20 馔砖 烂0 f§I;●r ;●i 0.0l 0.02 O.03 0.04 0.05 0一0.0l 0.02单律浓度穗.mtv) 图S,3单{}对丈要势裹蛋囊茭抱熊力豹影响Fig.6.3 The effect ofmonomers ont!t 6+4单棼封太豆分离蛋自泡沫稳霆蛙豹影蛹Fig.6.4 The effect of 琵monomers Oil一荜律浓庋磊.mfm)0.01 0.02 0.03 0.04 憝0.03 O.04 0.05SPI’FESPI’s一勰芝600翱o《2∞ 她00 0.0l O.02 0.03 0.04 0,05 O 0.05单体浓度秣,mlv) 图8.5单馋对乳演浓缩蛋囟发泡能力豹影晌Fig.6.5 The effect of 怒monomersom单律藩度蕊,mfv} 墅8。6单爨对乳靖浓绩蛋囊逸沫稳霆蛀麴影响Fig.6.0 The effect ofmonomersOnWPct sli'PC‘s24 、』。锄J人≯寸乜一P@0H一H旺一一攻礅一H眵leH,卜)一Epi cat,chin篷C)Gall ciAcid(GA)Caffeine图7儿茶素、嘲唾魏(Caffeine)和五瞧子驻(GallicAcid)的分子结掬越式对蛋白质溶液起泡性能的影响可能主要是由各单体的活性羟基引起的,如图 7所示,其中,EGCG和ECG它们的分子结梅上静羟基数霞分掰是8个裙7个,繇以它{}]对鬃鑫溶液豹起海淫熊的改善兹皋最好,能力次之懿菝次是EC(5令羟基)和GA(3个羟基和1个羧基)。对于五傣予酸GA而言,其羟基和羧基的 活性没有茶多酚单体的活性基团的活性高,所以它的加入对蛋白溶液的起泡能力 基本没有影响。而咖啡因属于黄嘌呤类物质,箕分子结韦哿中母核是黄嘌呤,蕊化 学活穗也比较高,它珑多黔更麓在诲多分子位点与骚自矮形或配位俸。 对于蛋瀵蛋白,从图6.1和6.2可以褥出,这几耪单体对殛清疆童袋溶液的 发泡能力和泡沫的稳定性均有大致相间的影响:EGCG在质量分数为O.01%时对 蛋清蛋白溶液的起泡性能有明显的降低影响,但此后随着EGCG的量的增加,冀对蛋清蛋白溶液静怒淹住能裔穰明显前菠善,盈在这凡稀革俸中教采最葫显。ECG裂睫添趣量熬增大,鬟孪蛋艇溶液熬嫠泡牲缝逐滚提麓。EC兹麴入剿呈淡先 稍微提高,然后降低,最囊又提高的趋势。GA则影响不大,基本对蛋清蛋囱溶 液的起泡性能没有什么变化。在EGCG添加量为O.01%和EC添加量为0.03%时 为什么会降低蛋清蛋囱溶液的超泡性能,这可能是酗为在这个时候,单体提供的 毽点与蛋宣藏静经点蕊好使蛋蠢蒺在溶液中溶解多,这样鞋国体形式存在静鍪自 黢减少,从瓶减少三棚泡沫豹形成,表现为蛋白质渗滚起泡性戆款降低。 对于大驻分离蛋自和乳清浓缩蛋自,从豳6.3~6.6可阻餐出,分离提取物 对大豆分离豢鑫豹起邈性憩懿改善也楚菝次为Caffeine,EC,EGC迟GA,ECG,霹 以淆出总体趋势和蛋清蛋自相似,在O,01%添加量时有轻度的下降;而分离提取 物对乳清蛋白起泡性能的改善次序依次为EGCQ Caffeine,EC,GA,ECG且在 O.01%含量时也有后三省下降。遮进一步说明了关于速溶缣茶分离擒取物的缩构 上活经羟基静数舔决定了农与蛋白蒺稽互缩台对鼢强弱纛度,豁及魏礞嚣熬黄噪 岭母核辑诱发黪灞性蘩团与蛋自质结合§2力较强。3讨论在对蛋白质与茶多酚相互作用的研究中,我们发现当添加o.3%的茶多酚时蛋清蛋白溶液(1.O%,m/v)此时的发泡能力增强到对照的1.55倍,泡沫稳定性 增强蓟对照的1.87倍;大豆分离蛋自翔在O.5%敦上的荼多酚添船羹时稳定髓下 降,发泡毽缝还不是缀清楚;我瀵浓维蛋自在O.8%左右媳起浚能力最佼,提高 到对照的1.53倍,泡沫稳定性则在含量为O.2%的添加量时有所增强,增大到对 照的1.58倍。说明不同的蟹白质因为其分子结构和氨基酸组成、含量的不同而 与茶多酚的糟互作用方式不同,所以造成了对不同蛋自茶多酚的影响不阎。 环境改变静影响结采为:在过嵩幂蟊过低熬p壬毛霪条{串下,爱清凝鑫起遗热能 降低,大豆分离鬃自和乳滤浓缨蛋白受pH影响不大;盐离子对蛋囱质越泡性能 影响不明显,可能因为盐量小作用不大;蔗糖能降低蛋清蛋白的起泡性能,而对 大豆分离蛋白及乳清浓缩鬣白影响不大。加工环境的改变也对疆白质与浆多酚相 互作用有所彩响。pH值主要考虑了甏宣震的溶解往和溶液中离予瀚影稍,稳主 要考虑静是枣子怼于蛋交矮的溶解瞧影确不嗣秘对舆霞鹣吸醛与鬃盎质分子竞 争的强弱不周,丽糖主要是考虑其对于蛋囱质体系的黏度的影响和与茶多酚竞争 的影响。综合考虑,不同的加工环境会对鬣白质与茶多酚的相互作用造成较大的 影响。在具体的疆自质和其体的加工环境下还有待疑详细的研究。 主要荤体缰分碜}究豹结果衰弱蛋自凌起海性麓秘改善程度与单锌鼹含溪牲 薮基浆数基星正撼关关系。 关于茶多酚堕体对蛋囱质越泡性能影响的研究说明茶多酚与骚白质通过位 点结合作用的理论:对蛋自质溶液起泡性能的影响主要是由各单体的活住羟罄引 麒的,澎响的程度与备犟体的浓度懿及其分予结构中活健羟鏊的数舀紧密稻关, 受正楣关关系。 笛=音 巾一半茶多酚及其单体对蛋白质乳化性 能的影响蛋白质的乳化性(Emulsibility)是指将油和水混合在一起成乳状液的性能I:60】。 它也包括两个方面的内容,即乳化能力(EAI,emulsifying ability)和乳化稳定 健(ES,emulsion stability)。蛋白质的手L仡作焉不德能促进漓~汞麓乳状液的形 残,悉显一旦形袋,宅哥以起到稳定攀£默液熬作曩。 蛋白殛所含的氨旗酸一般分为疏水性(Hydrophobic)及亲水性(Hydrophilic) 两大类。在乳化时,疏水性氨基酸与脂肪球表面结合,亲水性氨基酸与水分子结 合,结柒蛋囱质形成一层薄膜被覆在脂肪球表面,镄脂肪球悬浮及分散于水溶液 中,不会聚集在一起。若蛋鑫震霉k佬麓力蓑,刘§善肪球会浆集造或箨l东分离瑶象; 若蛋白质乳化能力强,孚L状液的稳定性一般也比较强。织是实际情况并a#如此, 乳化稳定性还受其它很多因素的制约,使得蛋白质的乳化能力和乳化稳定性并不 呈现同趋势变化。 比如通过承解度酌适发控稍可以提高蛋岛永解物的乳亿健。水解可以使镪堙 予痰部躲巯承性残基暴露,提惑了在暴嚣黥吸辫,形成了内聚性骥,嗣时,蠛承 性残基与油相互作用,亲水性残基则与水相互作用。但随着水解程度的提高,蛋 白质的极度降解也会母致水解产物乳化性的急剧下降。这是由于水解物分子鼓过 小之敌。因为,肷链至少应具有大于20个氨蒸酸残基才能具有良好乳化性。尽 管,j、蘸箍逐速扩散,莠在界嚣蔽辫,毽它镯不髓辑叠并在界覆懿蛋囊质一般取淘, 因此,不能礴效地赡低暴嚣张力,且小肽能被界短吸附趋势更强的大肽分子取代, 所以小肽分子的乳化稳定性差【6”。 蛋白质的乳化性能还取决于降低界面张力的能力(油一水界面上蛋白质的吸 附能够造成界面强力大幅度静降低)和成膜的能力(该膜起着静电的、结构静稚 掇撼憨屏障捧曩)。惑之,蛋白蔟靛巍化性缝受缀多因素魏影嫡,有蓑比较复杂 的原理。 本章是在对蛋白质起泡性能进行研究的基础上,进一步研究茶多酚及其主要革体组分对蛋白质乳化性能的影响飙律,以便爱迸一步了解茶多酚与蛋臼质相互作用对蛋岛覆暴瑟性能静影璃。1材料与方法1.1材料、试剂与设备大豆分离蛋臼粉(SoybeanProteinIsolated简称SPI,由满南沐林食箍有隈公Protein司提供),80%浓缩戮潼蛋骞耪<WheyConcentrated,燕嚣WPC,美国 Agri.Mark公司),牛血清蛋白粉(BovineSerumAlbumin,简称BSA,美因Sigma公司),蛋清蛋白粉(EggAlbuminProtein,简称EAP,茨国Sigma公司),茶多酚(Teapolyphenols,简称TP,湖南衾农生物资源有限公司),茶多酚主要单体组分――表没食子几茶素没食子酸酯(Epigallocatechin gallate,简称EGCG),表Jb茶索浚食予 酸酯(Epicatechin gallate,篱稼ECG),表,L茶素(Epicatechin,篱称EC),五倍子 羧(Gallic Acid,麓稼GA)――(囊英爨UniversityofSurrey提供),嘲礤因(Caffeine,由湖窝金农生物资源有限公司提供),氯化钠、蔗糖、氨氧化钠、磷酸二氨钾、浓盐酸、乙醇等(均为AR,从市场购买),菜籽色拉油(湖南众健 米业股份有限公司),十二烷基磺酸钠(SDS生化试剂)。 FS一1型高速电动匀浆机(常州市华普达教学仪器有限公司),722s可见分光 光度计(上海精密科学仪器有限公司),芬兰可调式移液器(AThermo ElectronBusiness,Helsimki,Finland),HJ一1垒磁力搅摔器(江苏金坛市医疗仪器厂),MPl20 爱酸度诗(梅特赣一亭毛利多仪器上海有陵公司),AB265一S型分辑天平(梅特勒. 托列多仪器土海有限公司),其他掌羯仪器设餐l。2试验方法1,2.1蛋囱质和茶多酚或其主要总体组分混合溶液的配制 方法同第二章1.2.2,不同的是臻白质溶液的浓度降低为0.1%(m/v),配制 的溶液体积也降低为30 ml,相应的茶多酚所占百分比不变,添加量减少。 1.2.2加工环境改变的滋合溶液的配谶 当改变环琥pH值试验时,糟蒸馏水宋代替缓冲溶液,蛋自质浓度不交,荼 多酚添热餐为0.2%(rrdv),然纛露簸酸溶液(转.5 mol/L)帮氯氧化钺溶液(5%,m/v)来溺节溶液豹羧凄铱次为pH2…4 6 8,10,12,然后在各个点邀行揽打;当改变盐或蔗糖的添热量时,

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