质构仪在交联大豆蛋白凝胶的溶胀性能的研究应用

凝胶是一种交联的亲水聚合物﹐其网状结构能吸收和保持大量水分,对于大豆蛋白来说,一般认为其凝胶中的三维网络结构是由于肽链间的氢键.疏水键和静电力的作用形成的。这些相互缠绕又留有空隙的肽链交联网状结构成为束缚水分或其他组分的基质。蛋白质浓度和温度是形成凝胶的必要条件 ,加入交联剂亦有利于大豆蛋白形成凝胶。据报道 ,交联剂使氨基酸基团结构紧凑,不挥发的交联剂可能对蛋白质氢键及离子键有溶剂效应。

戊二醛是蛋白质常用的较好的交联剂 ,因从分子结构看,醛与伯胺通过亲核反应生成希夫碱,戊二醛与蛋白质肽链上的伯胺可产生类似的反应。加入适量交联剂有利于大豆蛋白形成凝胶,使之表现出凝胶的特性——吸水溶胀;但过多的交联剂可使凝胶的溶胀性降低。为此,作者对戊二醛交联大豆蛋白凝胶的溶胀性及其影响因素进行了研究,以便更多掌握凝胶化大豆蛋白分子的结构与性能的一些变化.拓展其应用领域。

1、材料与方法

(1)材料与仪器

TA.GEL质构仪 (苏州保曼精密仪器有限公司) 

2、实验方法

凝胶TPA和凝胶特性的测定

(1) TPA测定条件

测定模式和选项TPA ;测定前探头速度2.0 mm/ s;测定时探头速度5.0 mm/ s ;测定后探头速度5.0 mml s;测定距离凝胶厚度的50 %;探头两次间隔时间3.00 s ;触发类型自动;触发力1.0 g ;探头型号P6 ;数据攫取速率200.0 pps。主要取得硬度(Hardeness),脆度(Fracturability) .弹性(Springi-ness)和共聚性(Cohesiveness)。具体分析由Texture Expert软件处理。

(2）凝胶破裂强度的测定条件

测定模式和选项测定压缩力;测定前探头速度2.0 mm/s ;测定时探头速度5.0 mm/ s;测定后探头速度5.0 mm/ s;测定距离凝胶厚度的50 %;探头两次间隔时间3.00 s ;触发类型自动;触发力1.0 g;探头型号0.5 R;数据攫取速率400.0pps。主要取得凝胶破裂强度数据。

3 、结论

分别制备了纯大豆蛋白凝胶和戊二醛交联大豆蛋白凝胶,研究其溶胀率,并通过质构分析.SEM对其进行表征。得到以下结论:

(1)戊二醛交联大豆蛋白凝胶比纯大豆蛋白凝胶具有更高的平衡溶胀率。制备过程中蛋白质浓度和交联剂用量对凝胶平衡溶胀率有影响。SPI浓度13 %时,纯大豆蛋白凝胶平衡溶胀率达到最大值15 gg。SPI浓度12%时,戊二醛用量为50uL时,戊二醛交联大豆蛋白凝胶的平衡溶胀率达到最大值25.1gg。

(2)溶液pH值.NaC1浓度等对戊二醛交联大豆蛋白凝胶平衡溶胀率有影响。凝胶的平衡溶胀率随着外界NaC1浓度不断增大而减小;凝胶的吸水倍率随着温度的升高而增大。

(3)质构表征显示戊二醛交联的大豆蛋白凝胶硬度.内聚性.弹性和破裂强度较纯大豆蛋白凝胶更大,说明戊二醛的在蛋白质分子间的交联大于蛋白质分子链之间通过范德华力.氢键的作用,成为形成凝胶网络结构的主导作用。扫描电镜SEM也显示出戊二醛交联的大豆蛋白凝胶网络结构更工整.有序。