Page 179 - 《精细化工》2022年第12期

第 12 期 王思念，等: 马铃薯/乳清蛋白复合凝胶的性质和微观结构 ·2545·

特征峰 T 2b、T 21、T 22 对应的弛豫时间降低，凝胶中水 溶解性、乳化性和胶凝性 [23] 。不同蛋白质量浓度的马
分子的流动性有降低的趋势。这可能与复合蛋白凝胶 铃薯乳清复合蛋白溶液中蛋白颗粒的平均粒径和  电
中蛋白分子与水分子的作用增强有关。利用面积归一 位如图 4 所示。复合蛋白溶液中蛋白分子的平均粒径
法对不同状态水含量进行定量分析，结果如图 3B 所 和  电位随着蛋白质量浓度的增加而增大。当蛋白质
示。凝胶中绝大部分的水都是以束缚水的形式存在。 量浓度从 40 g/L 提高到 80 g/L 时，蛋白颗粒的平均粒
这是由于凝胶形成的蛋白网络可以通过物理束缚作用 径和  电位分别增加了 65.60%和 17.60%（p<0.05)。
以及网络中蛋白分子的氨基酸侧链与水分子形成的氢 蛋白分子粒径增加的原因可能是蛋白质分子浓度的增
键作用将水保留在凝胶中。蛋白质量浓度的增加，提 加使蛋白分子接触的几率增加，蛋白分子间通过非共
高了结合水和自由水的含量，但是降低了束缚水的含 价相互作用自发形成了聚集体，导致蛋白分子的平均
量。当蛋白质量浓度从 50 g/L 提高到 80 g/L 时，结合 粒径增大。蛋白分子平均粒径增大会增加蛋白分子的
水的含量从 4.67%提高到 6.87%，自由水的含量从 比表面积，在凝胶形成过程中可能有利于蛋白分子的
0.021%提高到 0.297%，结合水和自由水的含量分别增 聚集，从而提高凝胶的强度。蛋白分子  电位的增加
加了 0.47 倍和 13.14 倍；束缚水含量从 95.72%下降到 表明蛋白分子表面负电荷增多，这会增强蛋白分子氨
92.36%，束缚水含量降低了 3.51%。尽管蛋白质量浓 基酸侧链与水分子的相互作用，导致结合水含量增加。
度增加使自由水含量大幅度增加，但是自由水在所有 蛋白分子  电位的增加会增大蛋白分子间的静电排斥
水中的比例很低，这表明复合蛋白凝胶在加工过程的
作用，有可能降低蛋白分子的稳定性，间接导致蛋白
蒸煮损失率可能较低。复合蛋白凝胶中较多的束缚水
分子粒径变大。并且，静电斥力的改变可能会通过调
可以为水溶性组分提供载体，并为产品提供多汁性。 节分子间斥力和引力的平衡影响蛋白分子的聚集，从

而改变凝胶的网络结构。因此，通过 CLSM 和 SEM
对凝胶的微观结构进行了表征。

图 3 不同蛋白质量浓度马铃薯乳清复合蛋白凝胶中不同
状态水的弛豫时间（A）和含量（B）
Fig. 3 Relaxation time (A) and content (B) of water in
different states in potato whey complex protein gel
with different protein mass concentrations 图 4 不同总蛋白质量浓度马铃薯乳清复合蛋白溶液的粒
径（A）和  电位（B）
以上研究结果表明，马铃薯蛋白部分替代乳清蛋 Fig. 4 Particle size (A) and  potential (B) of mixed solution
白开发双蛋白凝胶产品，可以显著降低乳清蛋白的用 of potato and whey protein with different protein mass
concentrations
量。并且，马铃薯乳清复合蛋白凝胶在降低乳清蛋白含
量的同时还保持一定的质构和持水性，有较好应用前景。 2.5 复合蛋白凝胶的微观结构分析
2.4 复合蛋白溶液的粒径和电位分析 食品凝胶的微观结构显著影响其机械性能。微观
溶液中蛋白质分子的大小和表面电位会影响其 结构的评价主要包括凝胶的粗糙度、孔隙率和孔隙尺