SPI-阴离子多糖复合体系乳化稳定性研究

郭兴凤,熊 拯,王延青,贾祥祥,胡婷婷

(1.河南工业大学粮油食品学院,河南郑州 450052;2.钦州学院生物与化学系,广西钦州 535000)

SPI-阴离子多糖复合体系乳化稳定性研究

郭兴凤1,熊 拯2,王延青1,贾祥祥1,胡婷婷1

(1.河南工业大学粮油食品学院,河南郑州 450052;2.钦州学院生物与化学系,广西钦州 535000)

研究了添加黄原胶、卡拉胶和海藻酸钠对大豆分离蛋白乳化稳定性的影响.结果表明:3种阴离子多糖中,黄原胶的添加使大豆分离蛋白乳化液具有最好的乳化稳定性,海藻酸钠次之,卡拉胶最差;当 pH值为 8,NaCl质量分数为 3%和阴离子多糖质量分数 0.2%时,3种复合体系的乳化稳定性均具有最大值;温度对复合体系乳化稳定性的影响不显著.

大豆分离蛋白;卡拉胶;海藻酸钠;黄原胶;乳化稳定性

0 前言

大豆分离蛋白是一种重要的植物蛋白产品,除了具有较高的营养价值外,还具有许多重要的功能特性,在食品中得到了广泛的应用[1-2],但是研究发现,大豆分离蛋白在某些功能性上不能充分满足食品加工的需要,因此,改善大豆分离蛋白的功能性,成为当今研究的一个焦点[3].大豆分离蛋白的许多重要的功能特性,会因为一些多糖类的添加而大大改善,例如可以提高食品乳浊液的稳定性和凝胶性等[4-7].作者在前人研究的基础上,考察了添加黄原胶、卡拉胶和海藻酸钠对大豆分离蛋白乳化稳定性的影响,以期为阴离子多糖在蛋白质产品中的添加提供理论依据,从而扩大大豆分离蛋白在食品领域的应用.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆分离蛋白、卡拉胶、海藻酸钠、黄原胶、大豆油等均为食品级;磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氯化钠等均为分析纯.

1.2 仪器与设备

高速剪切乳化机:上海弗鲁克流体机械制造有限公司;90—1型恒温磁力搅拌器:上海沪西分析仪器厂;LD4—2W离心机:北京医用离心机厂; HH—S数显恒温水浴锅:巩义市英峪予华仪器厂.

1.3 试验方法

为了使蛋白溶液处于一个相对稳定的 pH环境,故将其溶于 0.02 mol/L的 Na2HPO4-NaH2PO4缓冲液中.

称取一定质量的大豆分离蛋白样品和阴离子多糖于 100 mL小烧杯中,用 pH6.5的磷酸钠缓冲溶液配成 1%的大豆蛋白分散液,室温下搅拌均匀,加入等体积的大豆油后以 10 000 r/min均质 1 min,然后将乳状液移入3支 10 mL的离心管中,在 60℃水浴中恒温 30 min,用自来水冷却至室温,3 000 r/min离心 10 min,取出离心管,观察乳化情况,记下乳化层高度及管中液体总高度.

乳化稳定性(ES)计算如下:

改变各因素,测出不同条件下的乳化稳定性.

2 结果与分析

2.1 多糖质量分数对 SPI–阴离子多糖乳化稳定性的影响

多糖质量分数对 SPI-阴离子多糖乳化稳定性的影响见图 1.

图1 多糖质量分数对 SPI-多糖乳化稳定性的影响

由图 1可知,3种阴离子多糖都能在一定程度上改善大豆分离蛋白的乳化稳定性,随着质量分数的增加复合体系的乳化稳定性呈现先增加后减小的趋势,当阴离子多糖的质量分数在 0.20%的时候,体系具有最大的 ES值.以卡拉胶为例解释胶添加量对 SPI乳化稳定性的影响.卡拉胶是由 1,3苷键键合的β-D-吡喃半乳糖残基和 1,4苷键键合的α-D-吡喃半乳糖残基交替地连接而成的线性多糖.卡拉胶的化学反应特性主要归因于半酯式硫酸盐 ROSO3-具有强阴离子性.在大多数的情况下,卡拉胶的 ROSO3-和蛋白质荷电基团之间相互作用,依赖于蛋白质和卡拉胶的净荷电比例[8].

2.2 pH对 SPI-阴离子多糖乳化稳定性的影响

pH对 SPI-阴离子多糖乳化稳定性的影响见图2.

图 2 pH对 SPI-多糖乳化稳定性的影响

从图 2可知,在测定的 pH范围内,随着 pH的升高,体系的乳化稳定性也不断升高.随着 pH增加,蛋白质分子所带的电荷增加,因而增加了分子间的静电斥力,使离散双电层加厚,溶液界面膜增厚,同时也有利于胶束的形成,乳化性得到提高[9].Dickinson等[10]认为在特定的条件下蛋白质分子片段上带正电荷的区域与阴离子多糖发生静电吸引相互作用形成可溶性络合物,这种络合物可以大大提高蛋白质的乳化性能.

2.3 NaCl质量分数对 SPI-阴离子多糖乳化稳定性的影响

NaCl质量分数对 SPI-阴离子多糖乳化稳定性的影响见图 3.

图 3 NaCl质量分数对 SPI-多糖乳化稳定性的影响

由图 3可以看出,当NaCl质量分数为 3.0%时,体系取得最大 ES值,即乳化稳定性最好.这是由于较低浓度的NaCl有助于蛋白的溶解,从而更充分地发挥其表面活性作用;而NaCl浓度过高则起到了“盐析”的作用,蛋白质的溶解性能降低,从而抑制蛋白的表面活性作用[11].

2.4 温度对 SPI-阴离子多糖乳化稳定性的影响

温度对 SPI-阴离子多糖乳化稳定性的影响见图4.

图 4 温度对 SPI-多糖乳化稳定性的影响

由图 4可以看出,温度对阴离子多糖和大豆分离蛋白复合体系的乳化稳定性没有明显的影响.

3 结论

卡拉胶、海藻酸钠和黄原胶 3种阴离子多糖中,黄原胶使大豆分离蛋白乳化液具有最好的乳化稳定性,海藻酸钠次之,卡拉胶最差.当 pH值为 8,NaCl质量分数为 3%和卡拉胶质量分数为0.2%时,体系乳化稳定性具有最大值.温度对大豆分离蛋白 -阴离子多糖复合体系乳化稳定性的影响不显著.

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EMULSION STAB IL ITY OF SPI-AN ION IC POLYSACCHAR IDES COMPLEX SYSTEM

GUO Xing-feng1,X IONG Zheng2,WANG Yan-qing1,J IA Xiang-xiang1,HU Ting-ting1
(1.School of Food Science and Technology,Henan University of Technology,Zhengzhou450052,China; 2.Departm ent of B iology and Chem istry,Q inzhou University,Q inzhou535000,China)

The article studied the influences of xanthan,carrageenan and sodium alginate on the emulsion stability of soy protein isolates(SPI).The results show that the three anionic polysaccharides can improve the stability of the SPI emulsion in the following sequence:xanthan＞carrageenan＞ sodium alginate;the three complex systems have the largest emulsion stability under the conditions of pH 8,the mass fraction of NaCl 3%and the mass fraction of anionic polysaccharides 0.2%;and temperature has no remarkable effects on the emulsion stability of the complex systems.

SPI;carrageenan;sodium alginate;xanthan;emulsion stability

TS201.2

B

1673-2383(2010)03-0032-03

2010-02-28

郭兴凤(1965-),女,河南封丘人,教授,主要从事蛋白质资源开发应用研究.