Page 187 - 《精细化工》2023年第9期
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第 9 期                  何振东，等: CaCl 2 调节银杏果分离蛋白/果胶复合凝胶质构特性                               ·2035·


            是一种较为优质的食品蛋白质，具有显著的食品开                             1   实验部分
            发利用价值      [2-4] 。蛋白资源产量也是其利用的重要因
                                                   [5]
            素。目前，中国银杏果年产量已达 60000 t ，对植                        1.1   试剂与仪器
            物源性可食性蛋白资源的挖掘，以减少对动物源性                                 新鲜银杏果（即白果，邳州大佛指）、不同酯化
            蛋白的依赖，也契合“碳达峰、碳中和”战略目标，                            度（DE，分别为 38%和 76%）的果胶，砀山海升果
                                              [6]
            对农业与食品可持续性发展有所贡献 。                                 胶有限责任公司；HCl、NaOH、无水 CaCl 2 、酒石
                 凝胶是植物蛋白一个重要的应用方向。在制备                          酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸铜和牛血
            热诱导的聚集凝胶过程中，蛋白质分子在加热时发                             清蛋白等试剂，国药集团化学试剂有限公司；丙烯
            生变性而不同程度地展开，促进蛋白质与蛋白质、                             酰胺、N,N′-甲叉双丙烯酰胺、甘油、过硫酸铵、四
            蛋白质与溶剂间形成一定的相互作用，部分展开的                             甲基乙二胺、溴酚蓝、 N-乙基顺丁烯二酰亚胺
            分子链间相互纠缠，从而使蛋白质发生聚集，形成                             （NEM）、三羟甲基氨基甲烷（Tris-HCl）、β-巯基乙
                             [7]
            较大分子的凝胶体 。在上述蛋白热凝胶体系中，                             醇（β-ME）等，Sigma-Aldrich 公司，以上所有试剂
                                                 [8]
               2+
            Ca 是影响蛋白质凝胶化的一个重要因素 。                              均为分析纯；实验用水均为去离子水。
                 作为代表性盐类物质，氯化钙（CaCl 2 ）是食品                         FE28 型 pH 计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限
            工业中常用的一种重要的钙强化剂                 [9-10] ；同时 Ca 2+   公司；Avanti JXN-26 型高速冷冻离心机，贝克曼库尔
            作为一种良好的交联剂，常被用于稳定食品凝胶基                             特国际贸易（上海）有限公司；P4 PC 型紫外-可见分
                                                     2+
            质，促进各种胶凝环境下的凝胶形成                  [11] 。Ca 诱导      光光度计，上海美谱达仪器有限公司；SCIENTZ-18N
            的蛋白作用包括：静电屏蔽、离子特异性的疏水相                             型冷冻干燥机，宁波新芝生物科技股份有限公司；
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            互作用和通过蛋白-Ca -蛋白桥使相邻阴离子基团                           Zetasizer Nano ZS-90 型纳米粒度及 Zeta 电位分析仪，
            交联  [12] 。藜麦分离蛋白的热诱导凝胶行为会受到离                       英国 Malvern 仪器有限公司；DHR-1 型流变仪，美国
            子类型和浓度的调节          [13] ，CaCl 2 也会增强豆类蛋白           TA 仪器公司；Bio-Rad Mini-PROTEAN Tetra 型蛋白电
                              2+
            的凝胶性能      [14] 。Ca 除对成胶蛋白的分子行为及凝                  泳仪，美国 Bio-Rad 公司；TA.XT Plus 型物性测试仪，
            胶性能产生影响外，还可能对果胶凝胶性产生影响，                            英国 Stable Micro Systems 公司；VERTEX 80V 型傅里
                                                 2+
            进而改变蛋白-果胶复合凝胶的性能。Ca 通过离子                           叶变换红外光谱仪，德国 Bruker 公司；Quanta 200 型
            键影响高酯化度果胶多糖链间相互作用，而通过形                             环境扫描电子显微镜，荷兰 FEI 公司。
            成“蛋盒”结构影响低酯化度果胶多糖链间相互作                             1.2   方法
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            用 [15] 。Ca 可诱导低酯化度果胶的交联             [16] 及果胶二      1.2.1  GSPI 的制备
            聚物的形成      [17] ；在多糖/离子竞争性实验中也发现，                      参考 ZHANG 等    [24] 方法略作修改。将新鲜银杏
               2+
            Ca 可调节低酯化度果胶成胶性              [18] 。在高酯化度果          果手工去壳、去外种皮，在 40  ℃的烘箱中干燥 50 h
                     2+
            胶中，Ca 亦能促进糖链间的交联               [19-20] 和缔合 [21] 。  后，研磨成粉过 80 目筛，用正己烷脱脂 3 次，室温
                                                 2+
            在米蛋白/甜菜果胶复合凝胶中，加入 Ca 则形成致                          下自然干燥后得到脱脂银杏果粉。将 1 kg 脱脂银杏
            密且均匀的结构，明显提高复合凝胶的流变学性能、                            果粉按料液比（kg∶L）1∶10 分散在去离子水中，
            质构特性及持水性         [22] 。可见，在蛋白-果胶复合凝胶               用 1 mol/L NaOH 调节 pH 至 10.0；室温下搅拌 2 h，
                       2+
            体系中，Ca 对成胶各组分均有潜在的影响，从而                            然后在 5000 g、4  ℃下离心 15 min，收集上清液；
            影响蛋白/果胶复合凝胶的性能。                                    用 1 mol/L  HCl 调节 pH 至 4.4，并在相同条件下离
                 在前期研究中发现，银杏果分离蛋白（GSPI）                        心，收集沉淀。再将沉淀物以质量比 1∶1 分散在去
            具有凝胶性能       [23] ，但相比其他蛋白，其凝胶性需要                  离子水中，并用 1 mol/L NaOH 调节 pH 至 7.0，在–40
            提升，为此，在蛋白中加入不同酯化度的果胶，有                             ℃真空冷冻干燥后，得到 GSPI 粉，储存在 4  ℃冰
            望实现凝胶性能的提升。在食品消费中，特殊人群                             箱中，备用。
            对凝胶的质构和营养性（比如：膳食纤维）有特别                             1.2.2   成胶溶液及热诱导凝胶的制备
            的需要，因此，蛋白/果胶复合凝胶是良好的候选者，                               成胶溶液的配制：将 12.0 g  GSPI 粉加入装有
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            能够实现对质地和营养的双向要求。基于 Ca 对成                           50 mL 去离子水的烧杯中，磁力搅拌下使其完全溶解，
            胶蛋白、果胶均有潜在流变学性能的影响，通过在                             置于 4  ℃冰箱中保存过夜，得到质量浓度为 240 g/L
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            GSPI、不同酯化度果胶混合体系中加入 Ca 来调节                         的 GSPI 储备液。将 0.5 g  果胶（DE 分别为 38%和
            复合凝胶的功能性，实现对凝胶功能性的调控，以                             76%）加入装有 50 mL 蒸馏水的烧杯中，室温下磁
                   2+
            评估 Ca 对蛋白/多糖二元体系的影响，也为食品质                          力搅拌 6 h，完全溶解后置于 4  ℃冰箱中保存过夜，
            构多样性提供一种技术策略和理论基础。                                 得到质量浓度为 10 g/L 的果胶储备液。将果胶储备
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