蛋清蛋白凝胶性的研究
蛋清蛋白质的糖基化产物结构与凝胶强度关系的探究
蛋白质与单糖或寡糖发生糖基化反应提高其凝胶强 度的原因，可能是由于单糖或寡糖反应活性较强，加 快了美拉德反应进程( 快速进入反应的第二和第三阶段) ， 使其与蛋白质接枝并使蛋白质分子间交联从而提高其凝 胶性。目前，人们对蛋白质与多糖发生糖基化反应提 高蛋白质凝胶性的机理研究尚不清楚，只是一些推测。 如 Handa [13] 、Sun[17] 、Hermansson[27] 及 Kato[28] 等研究者 分别认为： “凝胶强度和持水能力均受蛋白质表面巯基 和总巯基数目的影响” ； “接枝反应提高凝胶性可能是 由于接枝反应影响了蛋清蛋白质的空间网络结构所 致” ； “如果预凝胶状态的蛋白质聚集速率小于蛋白质 变性的速率，可形成非常有序的凝胶网络，此时凝胶 具有良好的弹性和保水性” ； “有至少两分子葡聚糖与 一分子蛋白质结合后，可显著增加蛋白质的分子量，而 其分子量与蛋白质凝胶强度的平方根呈正线性关系 [ 32 ] ， 因而蛋白质与多糖的接枝反应可提高蛋白质的凝胶硬 度” 。作者在前期实验中，利用麦芽糊精 D E 值较低、 羰基位于葡萄糖单元环状结构 C 4 位置上的结构特点，使 该接枝反应处于美拉德反应的初始阶段，稳定了蛋白质 结构，从而提高了蛋清蛋白质的凝胶性。在上述有关 研究者及作者前期研究结果的基础上，如何建立蛋清蛋
作者简介：迟玉杰 (1963 － ) ，女，教授，博士，研究方向为食品化学及农产品深加工。 E-mail ：yjchi@
486
2009, Vol. 30, No. 21
食品科学
※专题论述
可能是由于蛋清蛋白质分子处于一种介于天然状态与变 性状态之间的“融球态” 。处于“融球态”的蛋白 质分子之间作用剧烈而发生一定程度的交联从而提高其 凝胶强度[3-5] 。干热法提高蛋清蛋白粉凝胶性技术虽简单 易行，但也存在着加热处理时间长、能耗大等问题。 三是利用糖基化接枝技术提高蛋清蛋白质凝胶性：蛋清 蛋白粉的生产过程中，添加一定量的麦芽糊精，在对 经混合干燥处理而得到的蛋清蛋白粉进行适当处理后， 其凝胶强度可提高到 1200g/c m 2 。前期研究结果表明， 糖基化接枝改性技术生产成本低、加工技术简单、产 品凝胶性及溶解性良好，与其他技术相比，表现出明 显的优越性[ 6 - 7 ] 。国外研究结果表明，糖基化蛋白在乳 化 性 、溶 解 性 、热 稳 定 性 、凝 胶 性 、起 泡 性 、抗氧 化性等方面均比非糖基化蛋白有不同程度的改善。除蛋 白质中赖氨酸有少量损失外，其他氨基酸基本没受影 响，仍具有很好的营养性和安全性 [ 8 - 1 3 ] 。 ２ 糖基化提高凝胶性的研究进展
转谷氨酰胺酶提高蛋清粉凝胶性能的研究
显著水平 P <0.000 1 0.005 3 0.001 9 0.007 4 0.002 9 0.807 0 0.072 9 0.008 9 0.310 2
0.338 3
显著性 极显著 极显著 极显著 极显著 极显著 不显著 不显著 极显著 不显著
不显著
图 4 酶交联蛋清粉凝胶强度的响应曲 面
蛋清因其具有多种功能性质 , 如凝胶性 、持水性 、 起泡性和乳化性而作为一种非常重要的成分被应用 到食品加工过程中 [ 1] 。尤其是凝胶性广泛应用于方 便面制品 、焙烤制品 、鱼糜制品 、肉糜制品等各类食品 中以改善制品质构 , 色泽 , 并保留风味物质 。然而 , 直 接利用鲜蛋取蛋清 , 则鲜蛋易变质 、易破损 、人工打蛋 还会有损耗 。蛋清粉的出现不仅解决了鲜蛋的这些 弊端 , 而且还大大方便了运输和储存 , 从而降低了成 本 [ 2] 。
转谷氨 酰胺 酶 (TransglutaminaseEC 2.3.2.13, 以下简称 TG)又称谷氨酰胺转氨酶 , 是种催化酰基转 移反应的转移酶 , 在肽链中谷氨酰胺残基的 γ-羧酰 胺基作为酰基供体与主要的胺类作为酰基受体之间 催化酰基转移反应[ 3] 。 当 TG作用于蛋白质分子时 , 形成蛋白质分子内和分子间的 ε-(γ-谷氨酰基 )赖氨 酸异肽键 , 使蛋白质发生交联 [ 4] 。 TG能以胺类的并 入 , 交联和脱氨基作用的方式改变蛋白质 。这些反应 形成了高分子量聚合物 , 改变了蛋白质功能性质 , 为 改善食品的凝胶性质提供了可能[ 5] 。 TG普遍用于改 善食品的质地 , 如海鲜 , 面条 , 和乳制品等 。 目前 , 各 国科研人员已经广泛的研究了 TG与酪蛋白 、乳清蛋 白 、谷蛋白 、球蛋白 、肌球蛋白 、和大豆蛋白等蛋白质 的交联反应[ 6 -9] , 其中 ConyGauche等人通过研究发 现 TG能使牛奶中乳清蛋白的稠度指数增加 , 原因可 能是 TG作用于乳清蛋白时 , 形成了 ε-(γ-谷氨酰基 ) 赖氨酸异肽键 , 并且发生了脱氨基作用 [ 6] 。 然而 , 蛋
凝胶层法实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉凝胶层析法分离蛋白质的基本原理。
2. 掌握凝胶层析法分离蛋白质的实验操作。
3. 通过实验，了解不同蛋白质分子量的分离情况。
二、实验原理凝胶层析法，又称分子筛层析法，是一种利用凝胶作为固定相，根据分子大小分离混合物中不同分子量的蛋白质的方法。
凝胶是一种多孔物质，分子大小不同的蛋白质在凝胶中流动速度不同，从而实现分离。
小分子蛋白质能够进入凝胶内部，流动速度较慢，而大分子蛋白质则不能进入凝胶内部，流动速度较快。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 蛋白质样品（如牛血清白蛋白、鸡蛋清、大豆蛋白等）- 凝胶柱（如Sephadex G-100）- 洗脱液（如磷酸盐缓冲液）- 标记笔2. 实验仪器：- 凝胶层析柱- 离心机- 吸管- 烧杯- 移液器- 水浴锅四、实验步骤1. 蛋白质样品制备：将蛋白质样品溶解于磷酸盐缓冲液中，调节pH值至7.4，使蛋白质充分溶解。
2. 凝胶柱制备：将Sephadex G-100凝胶放入凝胶层析柱中，用磷酸盐缓冲液充分洗涤凝胶，去除杂质。
3. 加样：将制备好的蛋白质样品沿凝胶柱上端缓慢加入，注意避免气泡产生。
4. 洗脱：将磷酸盐缓冲液加入凝胶层析柱中，使洗脱液缓慢流过凝胶柱，收集洗脱液。
5. 检测：取部分洗脱液，用SDS-PAGE法检测蛋白质的分子量。
6. 结果分析：根据SDS-PAGE检测结果，分析不同蛋白质的分子量及分离效果。
五、实验结果与分析1. 实验现象：在凝胶层析过程中，不同蛋白质分子量在凝胶柱中流动速度不同，从而实现分离。
分子量较大的蛋白质先流出凝胶柱，分子量较小的蛋白质后流出凝胶柱。
2. 结果分析：（1）牛血清白蛋白：分子量为66.5kDa，通过凝胶层析后，在洗脱液中的出现时间为3.5小时。
（2）鸡蛋清：分子量为58.0kDa，通过凝胶层析后，在洗脱液中的出现时间为4.5小时。
（3）大豆蛋白：分子量为15.0kDa，通过凝胶层析后，在洗脱液中的出现时间为6.0小时。
水浴和微波加热影响鸡蛋清凝胶性能比较研究
第２ ７卷第 ４期 杂质 ， 置于 ４℃待用 。
１ ． ３ ． ２ 凝胶制备
叶 阳等 ： 水浴和微波加 热影响鸡蛋清凝胶性能比较研究
ｌ ３
的升高 ， 蛋清凝胶硬度不断上升 ； 加热温度一定时， 随着
加热时间的延长 ， 蛋清凝胶 硬度不断上升 ； 但在９ ０℃、 ９ ５℃加热不同时间时蛋清凝胶硬度基本一 致。蛋清在
基金项 目： 四 川 省 教 育厅 项 目（ １ ４ Ｚ Ｂ ０ ２ １ ６） ； 四 川理 工 学 院 基金 项 目（ ２ ０ １ ３ Ｋ Ｙ ０ １ ） ； 四 川理 工 学 院 大 学 生创 新 创 业 训 练 计 划 项 目
（ Ｃ Ｘ ２ ０ １ ３ ０ ４ ０ ９）
作者简介 ： 叶 阳（ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 女， 湖南长沙人 ， 讲师 ， 博士 ， 主要从事食 品科 学方面的研究 ， （ Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ）ｙ ｅ ｙ ａ ｎ ｇ ｌ ６ １ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
１ ． ３ ． １ 蛋 清 分离
加热方式对鸡蛋蛋 白质的变性效果可能就存在差异 ， 在 蛋清凝胶质地方面很可 能也存在 差别。 目前将微 波加
用蛋清分离器将鲜鸡蛋 的蛋清和蛋黄分离 ， 将蛋 清
液用磁力搅拌器搅拌均匀 ， 静置 ２ ｈ 后弃除底层脐带 等
收稿 １ ３期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ５ － ０ ８
水 浴 和微 波加 热影 响鸡 蛋 清凝 胶 性 能 比较研 究
叶 阳 ，王 洋 ， 乔 燕娟 ，代路谣 ，贾凤 琼
（ 四川理工学 院生物工程学 院，四川 自贡 ６ ４ ３ ０ ０ ０ ）
摘
要： 以鸡蛋清为材料 ， 探讨 了加热处理方式和加 热时间对鸡蛋 清凝胶硬度、 回复性 以及持水性
磷酸化改性提高蛋清粉凝胶性的研究
磷酸化改性提高蛋清粉凝胶性的研究赵薇;迟玉杰【摘要】In order to improve the gelling property of egg white powder （EWP） ,sodium tripolyph-osphate （STP） was used to modify EWP. Sodium tripolyph-osphate substitutability, heating time and temperature were studied as three factors on gel strength of egg white powder. On the basis of single factor experiment, the conditions of phosphorylation modification were optimized by the response surface method. Research results showed that the optimization conditions were： STP substitutability 0.5% , reaction temperature 35℃ and reaction time 4 h. Under such conditions, the gel strength was increased 2.37 times from 308g/cm2 to 730. 392g/cm2.%为了提高蛋清粉的凝胶性，文中采用三聚磷酸钠（STP）对蛋清粉蛋白进行磷酸化改性，通过研究三聚磷酸钠添加量、加热时间、温度三因素对蛋清粉凝胶强度的影响，在单因素试验的基础上，采用响应面分析法对改性条件进行优化。
结果表明：磷酸化对蛋清粉最适改性条件是STP添加量0．5％，反应温度35℃，反应时间4h。
该条件下生产的蛋清粉与未改性的蛋清粉相比，其凝胶强度由308g／cm2提高到730．392g／cm2。
大豆蛋白蛋清蛋白复合凝胶特性的研究
DOI:10.13995/ki.11-1802/ts.026238引用格式:杨娟,罗玮倩,何曼源.大豆蛋白/蛋清蛋白复合凝胶特性的研究[J].食品与发酵工业,2021,47(6):134-138.YANGJuan,LUO Weiqian,HE Manyuan.Study on the characteristics of soy protein /egg white protein composite gelatin[J].Food and Fermentation Industries,2021,47(6):134-138.大豆蛋白/蛋清蛋白复合凝胶特性的研究杨娟1∗,罗玮倩2,何曼源21(岭南师范学院食品科学与工程学院,广东湛江,524048)2(华南理工大学食品科学与工程学院,广东广州,510641)摘㊀要㊀由于大豆蛋白制成的凝胶食品不能提供具有弹性的㊁坚韧的口感质构,该文选择性混合二硫键含量丰富的蛋清蛋白以揭示不同处理条件对所成复合凝胶性质的影响㊂通过对大豆蛋白及蛋清蛋白在不同条件所成凝胶的机械性能㊁持水能力以及微观形貌的研究,发现选择接近两者等电点制备的凝胶强度相对较强㊂蛋白浓度增加可提高蛋白质接触的机会及疏水作用,体系更易形成三维网络结构且结构的强度和持水性能随之增加㊂在pH 7.0条件下制备的复合凝胶较pH 5.5条件下制备的凝胶具有更佳结构和持水性,即符合蛋白质在相对较高pH 下,热处理可形成更多二硫键的规律㊂研究表明,利用蛋清蛋白作为大豆蛋白热致凝胶过程中游离巯基的供体,可使复合体系形成更多二硫键,在提升硬度的同时增加其持水性,赋予凝胶良好的质构㊂该研究为制备具有更佳口感品质的大豆凝胶制品提供理论指导㊂关键词㊀大豆蛋白;蛋清蛋白;成胶特性;二硫键第一作者:博士,讲师(本文通讯作者,E-mail:yangjuan198192@)㊀㊀基金项目:广东省基础与应用基础研究基金(2020A1515010852);广东省重点领域研发计划项目(2019B020213001);湛江市非资助科技攻关计划项目(2017B01003);岭南师范学院博士人才专项(ZL1615)收稿日期:2020-11-21,改回日期:2020-12-10㊀㊀大豆蛋白是一种性价比高㊁富有营养的产品㊂虽然我国食用豆制品已有悠长历史,但由于大豆蛋白属于球蛋白,其结构保守,聚集的驱动力多以疏水作用㊁氢键等物理相互作用为主,聚集体结构无序,凝胶强度不足,二硫键含量低,使得制备的大豆蛋白凝胶等食品易出现口感粗糙,滋味不足,结构松散的现象,由大豆蛋白制成的凝胶食品不能提供具有弹性的㊁坚韧的口感质构[1-4]㊂解决该问题可通过选择性混合二硫键含量丰富的蛋清蛋白于其中,制出一种高蛋白㊁风味口感俱佳的植物蛋白和动物蛋白混合物㊂蛋清蛋白富含二硫键,可形成以共价键支撑的凝胶网络,赋予凝胶良好的口感质构及持水性[5-7]㊂利用其成胶特性,使其作为大豆蛋白热致凝胶过程中游离巯基的供体,使复合体系可形成更多二硫键,最终达到改善大豆蛋白凝胶结构和质构的目的㊂本文研究大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)与蛋清蛋白(egg al-bumin,EA)及其复合体系间的差异,利用万能材料机考察其成胶性能㊁扫描电子显微镜(scanning electron-icmicroscope,SEM)观察其微观结构并分析其持水性能,了解不同条件下单一大豆蛋白体系和大豆蛋白/蛋清蛋白复合体系凝胶的状态,从而为选择性混合大豆蛋白与蛋清蛋白的进一步实验提供思路和理论基础㊂1㊀材料与方法1.1㊀实验材料蛋清蛋白,Sigma 公司;低温脱脂大豆粕,山东御馨生物科技公司;Folin-酚试剂盒,北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司;其他试剂皆为分析纯㊂1.2㊀仪器与设备CR22G 高速冷冻离心机,日本Hitachi 公司;Al-pha-4冷冻干燥机,德国Christ 公司;RW 20顶置式搅拌器㊁T25分散均质机,德国IKA 公司;Zeiss EVO18台式扫描电子显微镜,德国Carl Zeiss;Genesys 10s 分光光度计,美国Therom Fisher 公司;5943万能材料试验机,美国Instron 公司㊂1.3㊀实验方法1.3.1㊀大豆分离蛋白的制备采用WANG 等[8]的方法制备大豆分离蛋白㊂1.3.2㊀聚丙烯酰胺凝胶电泳通过SDS-PAGE 考察大豆蛋白及蛋清蛋白原料的蛋白组成[9-10]㊂配制分离胶缓冲液(1.5mol /L Tris-HCl pH 8.8)㊁浓缩胶缓冲液(0.5mol /L Tris-HClpH 6.8)㊁30%(体积分数)单体贮液㊁10%(质量分数)SDS㊁电泳缓冲液㊂分离胶由10mL分离胶缓冲液㊁17mL30%单体贮液㊁0.4mL10%SDS㊁12.4mL 去离子水加250μL过硫酸铵(ammonium persulfate, AP)后迅速摇晃,再迅速加入25μL四甲基乙二胺四甲基乙二胺(N,N,Nᶄ,Nᶄ-tetramethylethylenediamine, TEMED)组配㊂浓缩胶由5mL浓缩胶缓冲液㊁3.4 mL30%单体贮液㊁0.2mL10%SDS㊁11.4mL去离子水㊁加120μL AP后迅速摇晃再加10μL TEMED组配㊂Marker上样量7μL,蛋白样品(质量浓度2.5 mg/mL)上样量10μL㊂1.3.3㊀蛋清蛋白溶解性采用Folin-酚试剂盒进行测定㊂1.3.4㊀成胶性能测定配制8mL2%~12%(体积分数)的蛋清蛋白溶液㊁8mL10%~15%(体积分数)的SPI蛋白溶液㊁8mL10%~15%的大豆蛋白/蛋清蛋白复合溶液(质量比为4ʒ1)并调至pH5.5,置于95ħ水浴30min,冰水冷却至室温㊂将凝胶样品切成长度为10mm㊁直径为14.36mm的截面平整的圆柱体,利用万能材料机测定质地剖面分析(texture profile analysis,TPA)曲线,选用直径为25mm的探头,速度均为1mm/s,形状采用绝对斜线段,凝胶压缩强度为30%,首次压缩后探针停滞保持1s后进行二次压缩,TPA曲线最高峰点对应凝胶硬度[4,11]㊂另考察pH7.0和pH5.5时的凝胶成胶性能以及等电点成胶的优势㊂1.3.5㊀持水性测定准备1.00g蛋白复合体系于2mL离心管中,记离心管的质量为M1,加入1.00g溶液后的质量记为M2,对应蛋白溶液浓度为ω㊂将离心管置于95ħ水浴锅中水浴30min,冰水冷却至室温后,以9000ˑg 的转速离心20min,将离心管倒置于滤纸上,使其水分流出,称量离心后离心管与凝胶的质量为M[12]3㊂则持水性(water holding capacity,WHC)的计算如公式(1)所示:WHC=(M3-M1)-(M2-M1)ˑω(M2-M1)ˑ(1-ω)(1) 1.3.6㊀微观结构配制60mL5%(体积分数)戊二醛溶液,混合60 mL40mmol/L的磷酸缓冲液作为固定液使用㊂将制好的凝胶固定过夜,然后用20mmol/L的磷酸缓冲液漂洗3次,以30%~100%不同体积分数的乙醇对凝胶进行梯度脱水10min并切薄片,置于导电胶上,喷金处理后在扫描电镜10kV条件下观察[13-14]㊂2㊀结果与分析2.1㊀蛋白质的组成经分析,2种蛋白质条带对应的类别如图1所示㊂图1㊀SPI与EA的SDS-PAGE图Fig.1㊀SDS-PAGE image of SPI and EA2.3.2㊀蛋清蛋白溶解性蛋清蛋白于pH8.0条件的溶解度最高,随着pH 下降,在pH5.0时溶解度达到最低㊂呈现典型的蛋白质溶解度曲线㊂SPI在pH4.5处达到等电点,二者等电点接近㊂选择pH5.5即接近两者等电点处作为成胶条件可使凝胶强度相对较强[15-16]㊂图2㊀pH2~8时100μg/mL EA溶液溶解度Fig.2㊀Solubility of100μg/mL EA solution at pH2-8注:不同小写字母表示具有显著性差异(P<0.05)(下同) 2.3.3㊀蛋清蛋白及大豆蛋白/蛋清蛋白复合体系成胶性能2%~12%的EA㊁10%~15%的SPI和SPI+EA 加热后所形成的凝胶形态如图3所示㊂EA溶液,体积分数为2%时难以成胶㊂溶液体积分数为4%可形成结构仍然不紧致凝胶,无法切块后直立㊂溶液体积分数为5%及以上,凝胶结构和质地良好且强度随蛋清蛋白浓度的增加逐渐升高[16-17]㊂10%~15%的SPI溶液加热后可形成完好凝胶,但凝胶结构仍不紧致㊂凝胶结构强度随大豆蛋a -5%~12%的EA 凝胶形态;b -10%~15%的SPI 凝胶形态;c -10%~15%SPI +EA 凝胶形态图3㊀蛋白浓度为2%~12%的EA㊁蛋白浓度为10%~15%的SPI 和SPI +EA 凝胶形态Fig.3㊀Morphology of EA gel with 2%-12%protein content,SPI gel with 10%-15%protein content and SPI +EAcomposite gel白浓度增加逐渐升高,形状更加完整,质地愈来越硬㊂10%~15%的SPI +EA 复合溶液加热后形成的凝胶结构强度随着SPI +EA 蛋白浓度的增加逐渐升高,其质地也越来越硬㊂相比于单纯的大豆蛋白凝胶,同一浓度复合凝胶结构的完整性及质地有明显的优势㊂TPA 曲线分别对应5%~12%的蛋清蛋白凝胶㊂溶液浓度为6%及以上时,凝胶硬度逐渐上升,逐渐形成了结构良好㊁完整的圆柱体,即凝胶硬度随着蛋清蛋白浓度的增加而上升,趋势明显㊂同一浓度和处理条件下,添加了蛋清蛋白后的复合体系形成的凝胶结构更紧密,质地硬度更高,成胶性能大大提升㊂图4㊀蛋白浓度为5%~12%的EA㊁蛋白浓度为10%~15%的SPI 以及SPI +EA 凝胶硬度Fig.4㊀Hardness of EA gel with 5%-12%protein content,SPI gel with 10%-15%protein content and SPI /EA composite gel2.3.4㊀蛋清蛋白持水性不同浓度蛋清蛋白间的持水性能差异如图5所示㊂在5%~12%,随EA 溶液浓度的增加,其持水性能提高㊂更多蛋白加入到凝胶网络中带来更多的亲水基团,将更多的水束缚在网络内㊂随着蛋白浓度增加,网络结构增强,网络内可承载水分量增加㊂随着SPI 和SPI +EA 复合体系浓度的增加,体系的持水性逐步加强㊂相比于同一浓度的单一SPI 溶液体系,复合体系的持水性具有优势,蛋清蛋白的加入不仅能够增加二硫键来改善蛋白凝胶的硬度,还能锁住更多的水分㊂图5㊀蛋白浓度为5%~12%的EA㊁5%~12%的SPI 及SPI +EA 凝胶持水性Fig.5㊀Water holding capacity of EA gel with 5%-12%protein content,SPI gel with 10%-15%protein content andSPI +EA composite gel 2.3.5㊀蛋白凝胶微观结构通过SEM 观察到的微观结构如图6所示㊂凝胶网络是由多个聚集体小球组装成凝胶的三维网络,在浓度较低时,EA 复合凝胶疏松,孔隙和颗粒更多,在浓度较高时,蛋白体系形成了结构紧密的状态㊂随着蛋白体系浓度的增加,凝胶微观结构从疏松过渡为致密,凝胶机械强度由此提升,颗粒数的明显降低和越来越致密网络导致了凝胶持水性的提高㊂浓度相同时,在浓度较低时,纯SPI 凝胶较SPI +EA 复合凝胶疏松,孔隙和颗粒更多,在浓度较高时,2种蛋白体系都形成了结构紧密的状态㊂蛋白浓度低时,SPI 网络是颗粒球堆砌起来,而加了蛋清蛋白以后,有了更多共价键参与网络的构建,EA 融入了SPI 网络,形成了更清晰的网络结构,使蛋白网络更致密,因而改善凝胶的硬度和持水性㊂2.3.6㊀不同pH 下蛋白体系成胶性能对比10%浓度下不同pH 和不同构成的蛋白溶液加热后形成的凝胶的成胶性能,结果如图7所示㊂10%pH 7.0EA 溶液热处理可以形成质地良好的凝胶,相比于相同条件下SPI 与EI 复合溶液所形成的凝胶硬度更高,主要源于蛋白在相对较高pH 下,热处理可形成更多二硫键,所形成凝胶的质地结a-EA5%;b-EA6%;c-EA7%;d-EA8%;e-EA9%;f-EA10%;g-EA11%;h-EA12%;i-SPI10%;j-SPI+EA10%;k-SPI11%;l-SPI+EA11%; m-SPI12%;n-SPI+EA12%;o-SPI13%;p-SPI+EA13%; q-SPI14%;r-SPI+EA14%;s-SPI15%;t-SPI+EA15%图6㊀蛋白浓度为5%~12%的EA以及10%~15%的SPI与SPI+EA微观结构Fig.6㊀Microstructure of SPI gel,SPI+EA composite gel with 10%-15%protein content and EA gel with5%-12%protein content构更好,而pH较低时,二硫键则形成得少[18]㊂pH7.0的SPI+EA复合溶液的持水性效果最佳,可见混合SPI可以提高蛋白体系的持水性能㊂选择pH5.5作为凝胶条件,接近两者等电点,可以使凝胶的强度相对较强,但持水性比pH7.0时相对较差,因为此时接近等电点,蛋白与水的相互作用相对弱一些㊂10% pH7.0时SPI+EA复合凝胶相比于10%pH7.0相同条件的EA凝胶更加致密㊁平整,因为形成了完整㊁质地紧致的透明状凝胶,水分含量极高,蛋白固体沉淀很少㊂在10%pH5.5时,SPI+EA复合凝胶结构相比之下疏松许多,颗粒数明显增加㊂3㊀结论与讨论纯大豆蛋白形成的凝胶二硫键含量很少,凝胶结a-硬度㊁凝胶形态;b-持水性㊁微观结构图7㊀蛋白凝胶硬度㊁蛋白凝胶形态㊁持水性和微观结构Fig.7㊀Hardness,gel morphology,water holding capacity andmicrostructure of protein gel构疏松,与蛋清蛋白相比,相差比较远,在大豆蛋白溶液中添加蛋清蛋白溶液(质量比为4ʒ1),可以增加所形成的凝胶中含有的二硫键,从而增加凝胶的硬度,使其拥有良好的质地,微观形貌体现了凝胶结构从疏松过渡为致密,颗粒数明显降低㊂此外,添加了蛋清蛋白所形成的凝胶的持水性能也有所改善㊂蛋白在相对较高pH下,热处理可形成更多二硫键,而pH较低时,二硫键则形成得少[19-20]㊂当pH7.0时10%纯大豆蛋白溶液无法形成凝胶,当添加了蛋清蛋白质之后可以形成具有良好结构和持水性更好的凝胶㊂随着蛋白浓度增加,蛋白质相互接触的机会增加,疏水作用增强,更易形成三维网络结构,且结构的强度和持水性能随之增加㊂利用蛋清蛋白作为大豆蛋白热致凝胶过程中游离巯基的供体,可使复合体系可形成更多二硫键,在提升硬度的同时增加也能其持水性,赋予凝胶良好的质构㊂参考文献[1]㊀GUO J,YANG X Q,HE X T,et al.Limited aggregation behavior ofβ-conglycinin and its terminating effect on glycinin aggregation dur-ing heating at pH7.0[J].Journal of Agricultural&Food Chemis-try,2012,60(14):3782-3791.[2]㊀HERMANSSON A M.Soy protein gelation[J].Journal of the Ameri-can Oil Chemists Society,1986,63(5):658-666.[3]㊀WANG C H,DAMODARAN S.Thermal gelation of globular pro-teins:Influence of protein conformation on gel strength[J].Journal of Agricultural&Food Chemistry,1991,39(3):999-1006.[4]㊀吴超.大豆蛋白凝胶结构与非网络蛋白扩散行为或网络蛋白性质关系的研究[D].无锡:江南大学,2017.WU C.Study on the relationship between the structure of soy gel and the diffusion behavior of non-network proteins or properties of net-work proteins[D].Wuxi:Jiangnan University,2017.[5]㊀周绪霞,陈婷,吕飞,等.茶多酚改性对蛋清蛋白凝胶特性的影响及机理[J].食品科学,2018,39(16):13-18.ZHOU X X,CHEN T,LYU F,et al.Effect and mechanism of mod-ification with tea polyphenols on the gel properties of egg white pro-tein[J].Food Science,2018,39(16):13-18.[6]㊀叶钰,高金燕,陈红兵,等.超声波加工对蛋清蛋白质结构和凝胶特性的影响[J].食品科学,2018,39(21):52-59.YE Y,GAO J Y,CHEN H B,et al.Effect of ultrasonic processing on protein structure and gel properties of egg white[J].Food Sci-ence,2018,39(21):52-59.[7]㊀HANDA A,TAKAHASHI K,KURODA N,et al.Heat-induced eggwhite gels as affected pH[J].Journal of Food Science,1998,63(3):403-407.[8]㊀WANG J M,XIA N,YANG X Q,et al.Adsorption and dilatationalrheology of heat-treated soy protein at the oil-water interface:Rela-tionship to structural properties[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2012,60(12):3302-3310.[9]㊀齐宝坤,赵城彬,江连洲,等.大豆分离蛋白组成及二级结构对表面疏水性的影响[J].中国食品学报,2018,18(5):288-293.QI B K,ZHAO C B,JIANG L Z,et al.Effect of composition and secondary structure of soybean protein isolate on surface hydropho-bicity[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Techno-lo,2018,18(5):288-293[10]㊀陈雅君,陈小威,杨晓泉,等.双酶法制备富含多酚的荞麦浓缩蛋白及体外消化研究[J].中国粮油学报,2017:32(2):67-73.CHEN Y J,CHEN X W,YANG X Q,et al.Evaluation of double-enzyme extraction and in vitro digestion of buckwheat protein con-centrate rich in polyphenols[J].Journal of the Chinese Cereals andOils Association,201732(2):67-73.[11]㊀陈晓,郭善广,周佺,等.温度对蛋清碱诱导凝胶形成的影响及机理研究[J].食品工业,2017,37(12):196-200.CHEN X,GUO S G,ZHOU Q,et al.The effects of temperature onthe gel formation and mechanism of alkali induced egg white gel[J].Journal of Food Industry,2017,38(12):196-200. [12]㊀彭晶.菜籽蛋白的制备及其对白鲢鱼糜凝胶特性的影响[D].武汉:华中农业大学,2018.PENG J.Study on the preparation of rapeseed protein and its effecton the gelation of silver carp surimi[D].Wuhan:Huazhong Agri-cultural University,2018.[13]㊀KOHYAMA K,MURATA M,TANI F,et al.Effects of proteincomposition on gelation of mixtures containing soybean7s and11sglobulins[J].Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,1995,59(2):240-245.[14]㊀RAMLAN B M S M,MARUYAMA N,TAKAHASHI K,et al.Gelling properties of soybeanβ-conglycinin having different subunitcompositions[J].Bioscience,Biotechnology,and Biochemistry,2004,68(5):1091-1096.[15]㊀卫永华,刘永娟,杨莉,等.超高压处理对乳清分离蛋白凝胶特性的影响[J].食品与发酵工业,2018,44(8):203-210.WEI Y H,LIU Y J,YANG L,et al.The effect of ultra-hiigh pres-sure on the gel properties of whey protein isolated gel[J].Food andFermentation Industries,2018,44(8):203-210. [16]㊀PARK J.Ingredient Technology for Surimi and Surimi Seafood[M].2nd ed.Boca Raton:Taylor and Francis Group,2005. [17]㊀陶汝青,夏宁,滕建文.热处理对大豆分离蛋白结构和凝胶性的影响[J].食品科学,2018,39(9):60-66.TAO R Q,XIA N,TENG J W.Effect of heat treatment on the sec-ondary structure and gel property of soybean protein isolate[J].Food Science,2018,39(9):60-66.[18]㊀阮奇珺.大豆蛋白热诱导二硫键连接物的形成及巯基变化亚基水平研究[D].无锡:江南大学,2015.RUAN Q J.Subunit level study on heat induced disulfide linkedproducts and sulfhydryl change of soy protein[D].Wuxi:JiangnanUniversity,2015.[19]㊀盖静.不同加热温度对鳙鱼肌球蛋白聚集行为的影响及其机理研究[D]镇江:江苏大学,2016.GAI J.Study on the aggregation behavior and mechanism of bigheadcarp(Aristichthys nobilis)myosin affected by heating temperature[D].Zhenjiang:Jiangsu University,2016.[20]㊀林岱.苦杏仁11S球蛋白自组装现象及其应用研究[D].杭州:浙江工商大学,2018.LIN D.Study on self-assembly property and application of11Sglobulin from chinese apricot kernel[D].Hangzhou:ZhejiangGongshang University,2018.Study on the characteristics of soy protein/egg white protein composite gelatin YANG Juan1∗,LUO Weiqian2,HE Manyuan21(College of Food Science and Engineering,Lingnan Normal University,Zhanjiang524048,China) 2(School of Food Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou510641,China) ABSTRACT㊀Since gelatin foods made from soy protein cannot provide elastic and tough texture,this study intends to reveal the influence of different processing conditions on the characteristics of the composite gelatin by selective mixing of egg white protein with rich disulfide bond content.Observation of the mechanical properties,water holding capacity and microscopic morphology of the gels formed by soybean protein and egg white protein under different conditions showed that the gelatin strength prepared by choosing close to the two isoelectric points was relatively strong.And with the in-creasing of protein concentration,the chance of protein contact and hydrophobic effect could be increased which resulted in the system easier to form a three-dimensional network structure and increase the strength of the structure and water holding capacity accordingly.The composite gelatin prepared at pH7.0had better structure and water holding capacity than the gelatin prepared at pH5.5,which conformed to the rule that the heat treatment of proteins can form more disul-fide bonds at relatively high pH value.This study concluded that egg white protein can be used as a donor of free sulf-hydryl groups in the process of thermally induced soy protein gelation and therefore can make the composite system form more disulfide bonds,increase its hardness as well as its water holding capacity.And it also endowed a good texture to the gel.It provides theoretical guidance for preparing soybean gelatin products with better taste quality in the study.Key words㊀soy protein;egg white protein;gelationproperty;disulfide bond。
蛋清蛋白凝胶性能的影响因素分析
蛋 白质 的 凝胶 特性 在 食 品 中应 用 极 为 广 泛 ， 目前 大
豆蛋 白已 广泛 应 用于 西式 火 腿 、 腿肠 等 肉制 品 中 。 使 火 可
肉糜 中 的水 分 、 肪 、 白质 、 粉 等 形 成 稳 定 均 匀 的 体 脂 蛋 淀 系 ］ 。同时 蛋 白质在 加 热形 成凝 胶 过程 中 。 较 多 的水 分 使 包 埋 在 蛋 白质 凝 胶 中 ， 风 味 剂 、 及 其 他 配 合 物 的 载 是 糖 体， 因此可 提 高产 品的持 水 性 、 度 ， 善 制 品切 片 性 、 嫩 改 风 味等 。 目前 关 于蛋 清 粉 的干燥 制 备 技术 研 究 已 经较 为 成 熟， 为其 实 际生 产应 用提 供 了可 行性 ［ ］ ７。 － ９
电荷 值 。 而 改变 分 子 的 吸 引力 和排 斥 力 以及 蛋 白质分 从
ｌ 蛋 清 蛋 白凝 胶 形 成 机 理
蛋 白质 是 由各 种 氨 基 酸 相 互 联 结 而 构 成 的 具 有 空 间
结 构 的生 物大 分子 ＿。其 理化 性 质尤 其 分子 质量 、 基酸 １ ］ 氨 组 成 、 电荷 和表 面疏 水性 等 与功 能特 性直 接相 关 。蛋 白 静
胶 温度 。 有鸡 蛋 样本 的 内聚强度 在 ｐ 所 Ｈ值 为 ５ ８时 高于 、 ２时 。 蛋清 蛋 白强度 也显 出最 高 的增 长 。全蛋 和 蛋清 蛋 白 的黏性 在 ｐ 为 ５时最 高 ， 蛋黄 维 持相 对恒 定 。凝 胶 电 Ｈ 而 泳 显 示 加 热 时 ． 黄 和 蛋 白 ２种 蛋 白质 分 子 展 开并 发 生 蛋 交 互 作用 ， 成 高分子 质量 的 聚集物 。 形 ” 底 物种类 直 接决 定凝 胶性 能 。Ｍｉ ｉｅ等 比较 了商业 ｒｌ ｅｌ 蛋 白粉 、卵 白蛋 白的 酸诱 导凝 胶 和分 离 乳 清蛋 白的 流变 学 性 质 ， 现卵 传铁 蛋 白会 干扰 纤 维状 结 构 的形 成 ， 们 发 他
蛋清蛋白凝胶性的研究
酶法改性
• 酶法改性蛋白质是采用蛋白酶对蛋白质进行酶解，产生具 有一定功能性质的肽段，而这些肽的分子相对小些，并且 发生结构重排，导致一些原来包埋在蛋白质分子内部的疏 水区暴露在溶剂中，因而产生的多肽不同于原来的蛋白质， 它们可以具有新的营养、功能及生物特性。 • 转谷氨酰胺酶（简称TG）又称谷氨酰胺转氨酶，是一种 催化酰基转移反应的转移酶，在肽链中谷氨酰胺残基的羧 酰胺基作为酰基供体与主要的胺类作为酰基受体之间催化 酰基转移反应。各国科研人员已经广泛的研究了 TG 与酪 蛋白、乳清蛋白、谷蛋白、球蛋白、肌球蛋白、和大豆蛋 白等蛋白质的交联反应。
结语
凝胶性是蛋清的重要功能性质，鉴于蛋清的凝胶性能 受介质的影响巨大，蛋白制品的加工对蛋清凝胶性质也可 能会产生负面影响，已有许多科学家致力于蛋清凝胶性质 的改进方法的研究，以拓宽蛋清的应用范围，或改善蛋白 制品的品质。
谢谢
Thanks for your attention
磷酸化作用
• 蛋白磷酸化改性后，由于引进大量磷酸根基团，从而提高 了蛋白质体系电负性、分子间斥力，使之在食品体系中相 互排斥更易分散， 进而降低等电点，提高其溶解度、聚集 稳定性。 • Mineetal发现 LPC 和自由氨基酸提高了卵清蛋白的吸附能 力，这种联合体具有很强的热稳定性和乳化性。研究他们 在油水界面的吸附现象和相互作用发现，LPC 增加了α-螺 旋结构，减少了β-折叠含量。分析认为此联合物是通过磷 脂的酰胺键的疏水相互作用结合到蛋白质上，并改变蛋白 质的结构的。
凝胶强度评定方法研究进展
1997年 黄少虹研究了恒定压力 破裂法和凝胶强度测定 仪法两种简易的凝胶强 度测定方法，并建立了 应用物性仪测定仪 RheoMeter更准确的测 定凝胶强度的方法。 2001年 薄玉红、崔东善等研究 了应用物性仪对大豆分 离蛋白的凝胶特性进行 全面的分析，如凝胶强 度、凝胶长度、凝胶时 间等。 2005年 郭兴凤张艳红等研究了 以大豆分离蛋白为原料， 采用物性仪对不同条件 下制备的凝胶的质构特 性进行研究，以凝胶硬 度、脆性、弹性等为指 标，得出各自最佳的制 备条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
糖基化作用
• 将碳水化合物以共价键与蛋白质分子上氨基或羧基相结合 的化学反应（包括美拉德反应），称之为蛋白质糖基化作 用。 “凝胶强度和持水能力均受蛋白质表面巯基和总巯基数目 的影响” “接枝反应提高凝胶性可能是由于接枝反应影响了蛋清蛋 白质的空间网络结构所致” “如果预凝胶状态的蛋白质聚集速率小于蛋白质变性的速 率，可形成非常有序的凝胶网络，此时凝胶具有良好的弹 性和保水性” “有至少两分子葡聚糖与一分子蛋白质结合后，可显著增 加蛋白质的分子量，而其分子量与蛋白质凝胶强度的平方 根呈正线性关系，因而蛋白质与多糖的接枝反应可提高蛋 白质的凝胶硬度”
•盐的种类
Wongsasulak等以蛋清 各种添加成分 改性 蛋白为基材，嵌入木薯 淀粉颗粒制备混合凝胶， pH值能影响蛋白质的净电荷，且高pH 发现增加木薯淀粉的含 影响巯基的反应性，在鸡蛋贮藏过程中， Vassilios 等测量了添 NaCl对凝胶网络结构的形成和流变性质 量可提高混合凝胶网络 •化学改性 pH升高，从而可以增强凝胶的弹性、穿 加了氯化钠和蔗糖的全 的改变主要是由于钠离子对蛋白质负电 结构的杨氏模量、强度 低浓度的CaCl 能降低卵白蛋白的变 刺力、和粘度指数。 蛋、蛋白、蛋黄的凝胶 糖基化作用 荷的屏蔽作用，随着NaCI浓度的提高， •糖盐等添加剂 2 和不透明性，降低了其 性温度，而NaCI则不能，且CaCl2还影 卵白蛋白在其等电点附近(pH5)，蛋白 性能发现，糖和盐对凝 磷酸化作用 由于存在屏蔽作用,蛋白质之间的排斥力 黏性。此法可在室温下 响卵白蛋白热诱导凝胶的微观结构和流 •大分子物质 质变性形成粗糙的聚集物，只能形成粘弹 胶的内聚力和黏性的影 减小，水一蛋白质相互作用减弱,蛋白质 酶改性 形成蛋清蛋白-木薯淀粉 变性质。 性低、持水性差的凝结物；而在pH7和9 响并不明显，而加糖及 一蛋白质相互作用增加，蛋白质的聚集 的复合膜。除了蛋白网 在pH7时，Ca2+和Mg2+通过固定卵白 •物理改性 时则形成粘弹性好、持水能力高的凝胶。 /或盐引起的蛋黄和蛋 过程先于展开过程，所以形成的凝胶随 络的强度和弹性，老化 蛋白的磷酸丝氨酸残基而改变蛋清的凝 热改性 清蛋白凝胶强度的差异 机聚集结构更多，持水能力更低。 过程中的相对湿度也会 胶性质。 非常明显。 高压改性 对这种复合膜的可控释 辐射改性 放性能有轻微的影响。
酶法改性
• 酶法改性蛋白质是采用蛋白酶对蛋白质进行酶解，产生具 有一定功能性质的肽段，而这些肽的分子相对小些，并且 发生结构重排，导致一些原来包埋在蛋白质分子内部的疏 水区暴露在溶剂中，因而产生的多肽不同于原来的蛋白质， 它们可以具有新的营养、功能及生物特性。 • 转谷氨酰胺酶（简称TG）又称谷氨酰胺转氨酶，是一种 催化酰基转移反应的转移酶，在肽链中谷氨酰胺残基的羧 酰胺基作为酰基供体与主要的胺类作为酰基受体之间催化 酰基转移反应。各国科研人员已经广泛的研究了 TG 与酪 蛋白、乳清蛋白、谷蛋白、球蛋白、肌球蛋白、和大豆蛋 白等蛋白质的交联反应。
蛋清蛋白凝胶性的研究
目录
1
蛋清蛋白质凝胶性概述 影响蛋清蛋白凝胶性的因素
2
3
凝胶强度评定方法研究进展
4
结语
凝胶的形成过程
预凝胶状态 凝胶点 后凝胶状态
蛋白质单体
可溶性聚集物
连续的分子结构
不溶性的网状凝胶粘弹性液体粘来自性固体蛋清凝胶的形成过程
影响蛋清蛋白凝胶性的因素
凝胶条件
•pH 值
•离子强度
磷酸化作用
• 蛋白磷酸化改性后，由于引进大量磷酸根基团，从而提高 了蛋白质体系电负性、分子间斥力，使之在食品体系中相 互排斥更易分散， 进而降低等电点，提高其溶解度、聚集 稳定性。 • Mineetal发现 LPC 和自由氨基酸提高了卵清蛋白的吸附能 力，这种联合体具有很强的热稳定性和乳化性。研究他们 在油水界面的吸附现象和相互作用发现，LPC 增加了α-螺 旋结构，减少了β-折叠含量。分析认为此联合物是通过磷 脂的酰胺键的疏水相互作用结合到蛋白质上，并改变蛋白 质的结构的。
结语
凝胶性是蛋清的重要功能性质，鉴于蛋清的凝胶性能 受介质的影响巨大，蛋白制品的加工对蛋清凝胶性质也可 能会产生负面影响，已有许多科学家致力于蛋清凝胶性质 的改进方法的研究，以拓宽蛋清的应用范围，或改善蛋白 制品的品质。
谢谢
Thanks for your attention
凝胶强度评定方法研究进展
1997年 黄少虹研究了恒定压力 破裂法和凝胶强度测定 仪法两种简易的凝胶强 度测定方法，并建立了 应用物性仪测定仪 RheoMeter更准确的测 定凝胶强度的方法。 2001年 薄玉红、崔东善等研究 了应用物性仪对大豆分 离蛋白的凝胶特性进行 全面的分析，如凝胶强 度、凝胶长度、凝胶时 间等。 2005年 郭兴凤张艳红等研究了 以大豆分离蛋白为原料， 采用物性仪对不同条件 下制备的凝胶的质构特 性进行研究，以凝胶硬 度、脆性、弹性等为指 标，得出各自最佳的制 备条件。