Page 176 - 《精细化工》2022年第12期
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·2542·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

            出，利用碳排放低的植物源蛋白部分替代碳排放高                             量浓度的问题。本文拟在前期报道                [12] 分子结构特征
            的动物源蛋白，以期获得营养健康双蛋白产品的研                             影响凝胶性质的基础上，探讨凝胶物理微观结构影
                                   [1]
            究成为近年来的研究热点 。                                      响凝胶性质的问题，可为植物动物复合蛋白凝胶产
                 在高蛋白食品，如营养棒中，乳清蛋白是使用较                         品的开发提供技术依据和理论基础。
            多的动物蛋白，因而，利用植物蛋白如大豆蛋白                     [2-4] 、
            豌豆蛋白     [5-6] 、马铃薯蛋白   [7-8] 等替代乳清蛋白开发            1   实验部分
            双蛋白凝胶的研究受到关注。其中，马铃薯蛋白相
                                                               1.1   材料、试剂与仪器
            对分子质量（简称分子量）小、变性温度低、过敏
                                                                   材料：新鲜马铃薯，采购于江苏大学凯源超市；
            性低，在部分替代乳清蛋白开发双蛋白凝胶产品上                             乳清蛋白（蛋白质量分数 90.9%），美国 Hilmar 公司。
                                        [8]
            具有较好的应用前景。MAO 等 研究了蛋白比例对
                                                                   试剂：固绿（Fast Green）、β-巯基乙醇（β-ME），
            乳清和马铃薯混合蛋白乳液填充乳清蛋白凝胶的质
                                                               AR，德国默克公司；十二烷基硫酸钠（SDS）、尿
            构和流变特征以及消化行为的影响。但是乳清和马
                                                               素、戊二醛、磷酸盐（ Na 2 HPO 4 •12H 2 O 、
            铃薯混合蛋白只是用于制备填充的乳液，凝胶网络
                                                               NaH 2 PO 4 •2H 2 O），AR，国药集团化学试剂有限公司；
            的基质为乳清蛋白，乳清蛋白用量较高。为了降低                             实验用水为自制去离子水。
                                           [7]
            乳清蛋白比例，ANDLINGER 等 研究了不同 pH
                                                                   扫频式三频超声设备，江苏江大五棵松生物科
            （5、7、9）和氯化钠浓度（0 和 100 mmol/L）条件
                                                               技有限公司；Avanti J-26XP 真空冷冻离心机，贝克
            下不同蛋白比例的热诱导乳清和马铃薯双蛋白凝胶
                                                               曼库尔特（美国）有限公司；FE20 型 pH 计，梅特
            的流变和质构特征以及凝胶中蛋白聚集的分子间作                             勒-托利多仪器（上海）有限公司；CR-400 色差仪，
                                  [7]
            用力。ANDLINGER 等 研究的复合蛋白体系中总
                                                               柯尼卡美能达控股公司；Litesizer 500 型粒度电位
            蛋白质量分数为 15%，其中乳清蛋白的浓度较高，
                                                               仪，奥地利 Anton-Paar 公司；DHR-1 旋转流变仪，
            未能实现乳清蛋白用量的降低。同时，该研究也未
                                                               美国 TA 仪器公司；TA.XT Plus 物性测试仪，英国
            报道复合凝胶微观结构和复合蛋白总浓度的变化对
                                                               Stable Micro Systems 仪器公司；UV-2800 型紫外-
            凝胶性质的影响。
                                                               可见光分光光度计，尤尼科（上海）科学仪器有限
                 蛋白凝胶的性质，如质构特征和持水性会影响
                                             [8]
                                 [9]
            凝胶基食品的感官风味 和消化特征 。而蛋白凝胶                            公司；冷冻切片机、TCS SP 型激光共聚焦显微镜，
                                                               德国 Leica 公司；NMI20-030 V-I 型低场核磁共振分
            的微观结构和分子结构特征则会影响凝胶性质。影
                                                               析仪，苏州纽迈分析仪器股份有限公司；可变真空
            响蛋白凝胶性质和微观结构的因素包括蛋白浓度、
                                                 [9]
            凝胶成胶方式、酶处理、盐浓度和 pH 等 。其中，                          钨灯丝扫描电子显微镜，日本日立公司；Nicolet 傅
                                                               里叶变换红外光谱仪，美国尼高力仪器公司。
            蛋白浓度是影响凝胶特征的最直接因素和开发凝胶
                                                               1.2   制备方法
            产品的基础。当马铃薯蛋白部分替代乳清蛋白后，
                                                               1.2.1   马铃薯蛋白的制备
            复合蛋白的最低成胶浓度与纯乳清蛋白体系相比是
                                                                   参考 MAO 等    [13] 的方法制备马铃薯蛋白。称取
            否会下降，从而在开发双蛋白凝胶产品时减少乳清
                                                               1 kg 去皮切块的马铃薯于匀浆机中，按液料比 3 mL/g
            蛋白的用量尚不清楚。考虑到乳清蛋白凝胶成胶的
            最低质量浓度在 80 g/L 左右         [10-11] ，本课题组前期的         加入质量浓度为 1.2 g/L 的 Na 2 SO 3 水溶液进行破碎，
                 [8]
            研究 也得到类似结果，本文在设定总蛋白质量浓                             并用纱布过滤，得到的滤液静置 30 min 后，在 4000 g
                                                               离心 30 min。取上清液用 NaOH（2 mol/L）调节 pH
            度上限为 80 g/L 的前提下研究总蛋白浓度的影响。
                 前期研究结果      [12] 表明，经过超声辅助 pH 偏移              至 10.0，4  ℃搅拌 1 h 后用六层纱布过滤，滤液在
            处理的马铃薯蛋白与乳清蛋白复合溶液可形成凝                              4000 g 离心 30 min。取上清液用 HCl（1 mol/L）调
            胶，但该研究中未考察总蛋白质量浓度对凝胶性质                             节 pH 至 4.6，4  ℃搅拌 10 min 并静置 1 h 后在 4000 g
            和微观结构的影响。根据前期研究结果，本研究以                             离心 30 min 得到蛋白沉淀。加水复溶蛋白后，用
            马铃薯和乳清蛋白质量比为 1∶1 的复合蛋白作为                           HCl（0.1 mol/L）调节蛋白溶液 pH 至 7.0，真空冷
            研究对象，考察总蛋白质量浓度（40、50、60、70、                        冻干燥后装于密封袋中保藏，通过凯氏定氮法得到
            80 g/L）对马铃薯乳清复合蛋白凝胶特征，包括色                          马铃薯蛋白粉中蛋白质量分数为 70%。
            度、水分分布、质构特征、流变学性质、微观结构                             1.2.2   马铃薯/乳清复合蛋白溶液的制备
            以及凝胶中蛋白二级结构和分子间作用力的影响，                                 配制蛋白质量浓度分别为 20、25、30、35、40 g/L
            并测定了复合蛋白溶液的粒径和电位，从多角度系                             的马铃薯蛋白水溶液，经磁力搅拌 1 h 后，用 2 mol/L
            统地探讨马铃薯蛋白替代降低乳清蛋白最低成胶质                             NaOH 调节 pH 至 12.0。将装有样品的烧杯置于同步
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