大豆蛋白性质的改造及改性蛋白在香肠中的应用

论文摘要

大豆分离蛋白（SPI）作为一种植物蛋白,具有较低的成本和较高的营养价值,常作为食品配料广泛应用于肉制品加工中。但在实际的肉制品加工中,尤其是法兰克福香肠的加工中,现有商业SPI除了填充作用外,对肌肉蛋白凝胶的辅助与提高的积极作用并不十分显著,甚至还有反作用。本论文主要探讨SPI经过酶水解和交联改性后功能性质的变化及其对肌原纤维蛋白（MPI）凝胶性质和法兰克福香肠品质的影响,以期探索出适合于法兰克福香肠的大豆蛋白的改造方法以及使用方法。该研究结果对于促进SPI在香肠中的合理应用,改善香肠品质具有重要的实践意义,对于进一步认识SPI与MPI的相互作用有一定的理论价值。论文以提高SPI的凝胶性质和乳化性质为目标,将碱性蛋白酶（Alcalase）水解和谷氨酰胺转移酶（TGase）交联两种手段结合,对SPI进行改造。通过考察SPI及其水解交联产物凝胶强度、乳化性、持水性等功能性质,以及改造产物的电泳、自由羧基变化等结构信息,研究SPI的改性效果。结果表明:大豆蛋白经过碱性蛋白酶水解、TG交联处理后,性质有了显著改变。经过碱性蛋白酶水解的SPI,在DH5以下,随着水解度的增加,其乳化性不断提高,而乳化稳定性有不同程度的降低。将SPI及其水解产物采用TG交联后,SPI的交联产物的乳化性降低、乳化稳定性提高;而水解物的交联产物的乳化性和乳化稳定性没有显著变化。SPI经过碱性蛋白酶水解后成胶性能急剧下降,TG可以显著提高SPI的凝胶强度,但是对大豆蛋白水解产物的成胶性能没有帮助。酶水解可以提高SPI的抗氧化性,TG对大豆蛋白及其水解产物的抗氧化性影响不显著。对大豆蛋白改造产物的电泳和自由羧基含量研究说明了SPI、SPI水解产物以及水解后再交联产物的分子量和分子量分布的变动,印证了上述蛋白性质结果的合理性。接着论文将天然SPI、SPI水解物以及SPI水解再交联后的产物加入到肌肉纤维蛋白中,探讨在大豆蛋白-肌肉纤维蛋白这个模拟体系中,对混合蛋白的流变学性质及热诱导凝胶性质的影响。对于不使用TG进行交联的肌肉蛋白-大豆蛋白混合蛋白体系,大豆水解蛋白以及水解再交联的大豆蛋白对于肉凝胶体系的作用优于天然未变性大豆蛋白;与天然SPI相比,经过水解交联改性的SPI可以显著提高混合蛋白的乳化性与乳化稳定性以及凝胶强度和弹性模量,例如在4%蛋白浓度下,以大豆蛋白:肌纤维蛋白1:1添加量添加了天然SPI的混合蛋白相比,添加SPI水解交联产物的混合蛋白的乳化性和乳化稳定性分别提高了17%与67%。而对于使用TG进行交联的混合蛋白体系,大豆水解蛋白对于TG的交联效果有显著的负面效应,纯肌肉纤维蛋白TG交联后体系的凝胶强度和弹性模量最强,而SPI与肌纤维蛋白的混合体系其次,大豆水解蛋白则阻碍体系的凝胶形成。最后论文将经过改造的大豆蛋白应用与法兰克福香肠体系,探讨改性SPI对法兰克福香肠蒸煮损失、质构性质以及抗氧化能力的影响。结果显示添加SPI水解交联产物的香肠品质得到提升,蒸煮损失减少,储藏稳定性提高;混合体系中直接添加TG后,未变性SPI与MPI的混合蛋白的凝胶强度显著高于SPI水解产物与MPI的混合蛋白的凝胶强度;在添加了大豆蛋白的香肠中再采用TG处理,结果显示添加SPI的香肠凝胶强度显著强于添加SPI水解产物的香肠,但香肠蒸煮损失效果相反。该结果进一步说明在使用TG的肉制品体系中,天然SPI可以促进TG对混合蛋白的交联效果,而SPI水解产物则不利于TG的作用。以上研究表明,SPI水解产物和TG不适合同时添加到法兰克福香肠体系中。该研究结果对香肠的实际生产有一定的指导意义,对于进一步认识SPI与MPI的相互作用以及TG对于两者的作用机制有一定的学术价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 立题背景及意义
• 1.2 大豆蛋白及改性蛋白在肉制品中的应用
• 1.3 国内法兰克福香肠的研究进展
• 1.4 研究目的及主要内容
• 2 实验方法与材料
• 2.1 实验材料与试剂
• 2.2 主要仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 SPI 的提取
• 2.3.2 SPI 的水解
• 2.3.3 TGase 酶交联
• 2.3.4 热诱导蛋白凝胶的制作
• 2.3.5 肌原纤维蛋白MPI 的提取
• 2.3.6 混合蛋白凝胶的制备
• 2.3.7 法兰克福香肠的制作
• 2.4 测定方法
• 2.4.1 丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
• 2.4.2 自由羧基含量检测
• 2.4.3 乳化性质的测定
• 2.4.4 热诱导凝胶强度的测定
• 2.4.5 ABTS 自由基清除能力的测定
• 2.4.6 硫代巴比妥酸反应物（TBARS）含量的测定
• 2.4.7 凝胶弹性模量G’的测定
• 2.4.8 香肠的全质构分析（TPA）
• 2.5 统计分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 酶水解酶交联处理对大豆分离蛋白功能性质的影响
• 3.1.1 乳化性与乳化稳定性
• 3.1.2 凝胶性与持水性
• 3.1.3 抗氧化能力测定
• 3.1.3.1 ABTS 自由基清除能力
• 3.1.3.2 TBARS 反应物变化趋势
• 3.2 酶水解酶交联处理对大豆分离蛋白理化性质的影响
• 3.2.1 SDS-PAGE 电泳
• 3.2.2 自由羧基的含量
• 3.3 大豆分离蛋白及其水解交联产物与MPI 混合凝胶的性质测定
• 3.3.1 SPI 及其改性产物对混合蛋白乳化性及乳化稳定性的影响
• 3.3.2 SPI 及其改性产物对混合蛋白流变特性的影响
• 3.3.3 SPI 及其改性产物对混合蛋白凝胶强度的影响
• 3.3.4 SPI 及其改性产物对混合蛋白凝胶持水性的影响
• 3.4 添加SPI 及其改性产物对法兰克福香肠品质的影响
• 3.4.1 改性SPI 对于降低香肠蒸煮损失的效果
• 3.4.2 SPI 及其改性产物对香肠质构的影响
• 3.4.3 SPI 及其改性产物对香肠储藏过程中氧化稳定性的影响
• 3.5 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文