Page 175 - 《精细化工》2022年第8期
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第 8 期                     王柏棋，等:  酯化大豆蛋白-壳聚糖复合物乳化性及抑菌性                                  ·1675·


                                                                                                           5
                 大豆分离蛋白（SPI）主要由两种储存蛋白〔β-                       食品级壳聚糖〔平均相对分子质量（15~50）×10 ，
                                                        [1]
            伴大豆球蛋白（7S）和大豆球蛋白（11S）〕组成 ，                         脱乙酰度> 90%，水分质量分数 8.0%，灰分质量分
            营养丰富并具有两亲特性，可作为乳化剂应用于食                             数 0.7%〕，山东奥康生物科技有限公司；NaOH、冰
                   [2]
            品领域 。然而，当大豆蛋白在酸性条件下尤其是                             乙酸，AR，天津市天力化学试剂有限公司；无水甲
            接近等电点（pI=4.5）时，易发生聚集沉淀，这极                          醇，AR，天津市富宇精细化工有限公司；浓 HCl，
                                              [3]
            大地限制了其在食品加工业中的应用 。另外，为                             AR，韶关高科祥高新材料有限公司；十二烷基磺酸
            延长大豆蛋白食品货架期，在食品配方中添加防腐                             钠（SDS），AR，Biotopped 有限公司；玉米油，九
            剂往往会降低消费者对产品的认可度。因此，对大                             三粮油工业集团有限公司；实验菌种，中国普通微
            豆蛋白分子进行改性修饰以拓展蛋白质在酸性条件                             生物菌种保藏管理中心；营养肉汤培养基，北京奥
            下稳定乳液的能力和抑菌性具有重要意义。                                博星生物技术有限责任公司；营养琼脂培养基，广东环
                 酯化改性是蛋白质在含有酸催化剂的醇中发生                          凯微生物科技有限公司。其他试剂均为市售分析纯。
            酯化反应，通过醇中的羟基对蛋白质游离羧基的亲                                 IRTracer-100 傅里叶变换红外光谱仪，日本
            核攻击导致蛋白质净电荷发生变化，从而改变蛋白                             Shimadzu 公司；Z36HK 高速离心机，德国 Hermle
            质的构象和功能性质。同时，由于酸性条件下酯化                             公司；F-4700 荧光分光光度计，日本 Hitachi 公司；
            蛋白表面所带的正电荷量提高，可通过静电作用抑                             手提式压力蒸汽灭菌器，山东新华医疗器械股份有
            制微生物的生长        [4-6] 。壳聚糖（CS）是一种在相对较               限公司；303-00A 型电热恒温培养箱，天津赛得利
            低 pH（< 6.5）下带正电荷的天然阳离子多糖，不仅                        斯实验分析仪器制造厂；Zetasizer Nano Zeta 电位分
                                                     [7]
            是一种天然增稠剂和稳定剂，而且具有抑菌性 ，能                            析仪，英国 Malvern 公司；T6 新世纪紫外-可见分光
            够通过氢键与蛋白质结合形成复合物，显著改善蛋                             光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；EL20 实
            白质的功能性质，弥补单一蛋白质在食品领域中应                             验室 pH 计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；
                     [8]
                                       [9]
            用的不足 。例如，YUAN 等 研究了 7S-壳聚糖复                        JY92-2D 超声波细胞粉碎机，宁波新芝生物科技股
            合物的乳化性能，结果表明，7S-壳聚糖复合物具有                           份有限公司；Nano-S90 纳米激光粒度仪，英国
            较高的稳定乳液的能力，除此之外，他们还发现相                             Malvern 公司。
            比于 7S 制备的乳液，由 7S 和壳聚糖复合物制备的                        1.2   方法
            乳液对大肠杆菌表现出更好的抑制作用；LIU 等                   [10] 向   1.2.1   大豆蛋白的提取
                                                                   采用文献[11-12]的方法提取大豆蛋白。SPI 提
            SPI 中加入壳聚糖，研究大豆蛋白-壳聚糖复合物功
                                                               取步骤：将 100 g 低温脱脂大豆粕粉与 1000 mL 蒸
            能性质，结果表明，壳聚糖可以提高大豆蛋白的溶
                                                               馏水混合，用 0.5 mol/L  NaOH 调节 pH 至 8.0 并搅
            解度，且相比于天然大豆蛋白，复合物的乳化性能
                                                               拌 2 h，使用离心机离心（1750 g 离心 15 min），然
            得到显著提升，絮凝程度降低。
                                                               后用 0.5 mol/L HCl 将上清液 pH 调至 4.5，静置 30 min
                 综上可知，天然大豆蛋白与壳聚糖复合物在稳
                                                               后再次离心（1750 g 离心 20 min），得到 SPI 沉淀。
            定乳液和抑菌方面具有优势。但是，大豆蛋白先经
                                                                   11S 和 7S 提取步骤：将 100 g 低温脱脂大豆粕
            过酯化处理再与壳聚糖复合，即酯化大豆蛋白-壳聚
                                                               粉与 1500 mL 蒸馏水按照料液比 1∶15（g∶mL）
            糖复合物的乳化性和抑菌性及其对乳液稳定性的影
                                                               混合，用 0.5 mol/L NaOH 调节 pH 至 8.5，在 45  ℃
            响还鲜见报道。因此，本实验以 SPI、7S 和 11S 为
                                                               搅拌 1 h，然后 4  ℃静置 2 h，使用离心机离心（1750 g
            原料，制备酯化大豆蛋白-壳聚糖复合物。利用红外
                                                               离心 15 min）。向上清液中加入亚硫酸氢钠（根据离
            光谱和荧光光谱分别分析酯化大豆蛋白和壳聚糖之
                                                               心后上清液的体积计算加入亚硫酸氢钠的质量，使上
            间的相互作用及复合物的结构；考察酸性条件下，
                                                               清液中亚硫酸钠的浓度达到 0.01 mol/L），用 0.5 mol/L
            酯化大豆蛋白-壳聚糖复合物的乳化性和抑菌性；在
                                                               HCl 调节 pH 至 6.4，4  ℃放置过夜（12 h），使用离
            酸性条件下，以酯化大豆蛋白-壳聚糖复合物作为乳
                                                               心机二次离心（1750 g 离心 20 min），得到 11S 沉淀。
            化剂制备乳液，分析乳液的储存稳定性。本研究为
                                                               向二次离心后的上清液中加入 NaCl（根据二次离心
            进一步拓宽大豆蛋白在酸性食品领域中的应用，提
                                                               后上清液的体积计算加入 NaCl 的质量，使上清液中
            高大豆制品的附加值提供了理论依据。
                                                               NaCl 的浓度达到 0.25 mol/L），用 0.5 mol/L  HCl
            1   实验部分                                           调节 pH 至 5.4，4  ℃放置 2 h，1750 g 离心 15 min
                                                               后，去除杂蛋白沉淀。在第 3 次离心后的上清液中，
            1.1   试剂与仪器                                        加入上清液体积 1 倍的冰水，以稀释上清液，用
                 低温脱脂大豆粕粉，山东招远食品有限公司；                          0.5 mol/L HCl 将上清液 pH 调至 4.8，4  ℃放置 2 h，
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