減壓等離子體處理對(duì)大豆分離蛋白功能性質(zhì)的影響

杜艷麗，黃國(guó)清，張 彤，馬 敏，肖軍霞

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109）

減壓等離子體處理對(duì)大豆分離蛋白功能性質(zhì)的影響

杜艷麗，黃國(guó)清，張 彤，馬 敏，肖軍霞*

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109）

運(yùn)用減壓等離子體處理大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI），研究處理時(shí)間對(duì)SPI溶解性、乳化活性、觸變性、熱穩(wěn)定性及表面粗糙度等功能性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：經(jīng)100 W的減壓等離子體處理150 s后，SPI的溶解度、乳化活性指數(shù)和吸水性均達(dá)到最大，分別為572.83 μg/mL、0.584 m2/g和12.675 g/g，比對(duì)照分別增加約35%、15%和48%；吸油性隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先降低后上升的趨勢(shì)，當(dāng)處理時(shí)間為300 s時(shí)達(dá)到最大值2.071 mL/g，比對(duì)照增加了12%；流變學(xué)研究表明減壓等離子體處理使SPI的黏度有所降低，但未影響其觸變性及剪切變稀行為；差示掃描量熱分析表明減壓等離子體處理略微降低了SPI的熱穩(wěn)定性，掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果則表明減壓等離子體處理增加了SPI顆粒的表面粗糙度。上述研究表明，減壓等離子體處理可以改善SPI的溶解性、乳化性、吸水性、吸油性，因此在SPI的改性中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

減壓等離子體；大豆分離蛋白；功能性質(zhì)；改性

大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）是以低變性脫脂豆粕為原料，采用現(xiàn)代化的加工技術(shù)制備的一種蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于90%（以干質(zhì)量計(jì)）的功能性食品添加劑或食品原料[1]。SPI主要包括β-大豆伴球蛋白（7S球蛋白）和大豆球蛋白（11S球蛋白）2 種成分[2-3]。SPI具有水溶性、乳化性、凝膠性、起泡性、吸油性等多種功能[4]，能夠影響食品的感官特性，對(duì)食品在制造、加工和貯藏過(guò)程中的物理、化學(xué)性質(zhì)起重要作用，已在醫(yī)藥保健食品、嬰兒食品及飲料等諸多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

天然的SPI功能特性不突出，這使其難以滿足食品體系對(duì)蛋白質(zhì)功能特性的不同需求，因此有必要采用一些方法來(lái)改善SPI的功能性質(zhì)?，F(xiàn)有的SPI改性方法可分為物理改性、化學(xué)改性和酶法改性等[5]?；瘜W(xué)改性是利用特定化學(xué)試劑與蛋白質(zhì)分子上的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，主要包括二硫鍵還原、乙酰化、糖基化、戊二醛交聯(lián)等[6]；化學(xué)改性能夠顯著拓展SPI的應(yīng)用范圍，但是該法存在化學(xué)試劑殘留、無(wú)選擇性及成本高等弊端。酶法改性是一種比較有潛力的改性方法，其中轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶在SPI改性中的應(yīng)用最為廣泛；雖然該方法容易完成且具有很高選擇性，但是其作用時(shí)間較長(zhǎng)，而且有時(shí)改性效果不明顯[7]。物理改性是采用高壓、微波輻射、超聲波、加熱、機(jī)械作用、射線等[8-9]方式來(lái)改變SPI的高級(jí)結(jié)構(gòu)和分子間聚集方式；該方法具有費(fèi)用低、毒副作用小、處理時(shí)間短及對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分影響弱等優(yōu)點(diǎn)，且不涉及化學(xué)試劑殘留，因此應(yīng)用前景廣闊[10]。

等離子體是一種部分或完全電離的氣體，其所含的自由電子和離子所帶正負(fù)電荷完全抵消，因此宏觀上仍呈現(xiàn)電中性[11]。由于具有操作簡(jiǎn)單、綠色、無(wú)須使用溶劑、省時(shí)、環(huán)境友好等特點(diǎn)，等離子體技術(shù)已經(jīng)在食品工業(yè)中顯現(xiàn)出了極大的應(yīng)用潛力，已被應(yīng)用于微生物的滅活[12]和黃曲霉毒素的脫毒[13]。等離子技術(shù)在生物大分子改性中的應(yīng)用也已有報(bào)道。Arolkar等[14]發(fā)現(xiàn)減壓等離子體處理可以提高玉米淀粉膜的降解率；Alves等[15]發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)氧氣等離子體處理后聚乳酸中含氧官能團(tuán)的數(shù)量及蛋白質(zhì)吸附性能都有極大提高；Jordá-Vilaplana等[16]發(fā)現(xiàn)氧氣等離子體處理提高了聚乳酸的表面粗糙度和極性基團(tuán)數(shù)量。國(guó)內(nèi)Pang Jie等[17]就等離子體處理在淀粉改性中的應(yīng)用進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)處理后，高直鏈淀粉膜的表面粗糙度、含氧基團(tuán)數(shù)以及親水性都有所提高；蒲華寅[18]則發(fā)現(xiàn)等離子體處理基本不改變馬鈴薯淀粉和玉米淀粉的整體顆粒相貌及糊化歷程，但降低了兩者的結(jié)晶度、提高了溶解度。

上述研究表明等離子體處理有望顯著改善生物大分子的功能性質(zhì)，目前尚未見到等離子體處理SPI的報(bào)道。本研究擬采用100 W的減壓等離子體處理SPI，探究處理時(shí)間對(duì)SPI溶解性、乳化活性指數(shù)（emulsifying activity index，EAI）、吸水性（water adsorption capacity，WAC）、吸油性（oil adsorption capacity，OAC）、流變學(xué)性質(zhì)以及熱性能的影響，以期拓寬SPI在食品工業(yè)中的應(yīng)用范圍。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

SPI（食品級(jí)） 青島天新食品添加劑有限公司；一級(jí)大豆油（食品級(jí)） 嘉里糧油（青島）有限公司；牛血清白蛋白、考馬斯亮藍(lán)G250、十二烷基硫酸鈉、磷酸、乙醇（均為分析純） 萊陽(yáng)市康德化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

減壓等離子體機(jī) 蘇州奧普斯等離子體科技有限公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋 龍口市先科儀器有限公司；FJ200-SH型數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī) 上海標(biāo)本模型廠；DL-5-B低速大容量離心機(jī) 上海安亭儀器設(shè)備廠；UV-2000紫外-可見分光光度計(jì) 尤尼柯（上海）儀器有限公司；MCR201動(dòng)態(tài)剪切流變儀 江都區(qū)昌隆試驗(yàn)機(jī)械廠；JEOL700F掃描電子顯微鏡 日本電子株式會(huì)社。

1.3 方法

1.3.1 減壓等離子體處理SPI

精確稱取0.500 0 g SPI粉末平鋪在培養(yǎng)皿上，均勻滴加蒸餾水8.00 mL使其吸水完全。將裝有SPI的培養(yǎng)皿于50 ℃烘箱烘6 h，然后置于減壓等離子體載物臺(tái)上，設(shè)置處理功率為100 W，處理時(shí)間分別為0（對(duì)照）、50、100、150、200、250、300 s。處理完畢后，將培養(yǎng)皿內(nèi)的SPI收集、粉碎，裝入密封袋中于4 ℃條件下貯存待測(cè)。

1.3.2 溶解性的測(cè)定

測(cè)定SPI中可溶性蛋白質(zhì)的質(zhì)量濃度，用每毫升水中溶解的SPI的質(zhì)量（μg）來(lái)表示溶解度，使用考馬斯亮藍(lán)G250染色法測(cè)定[19-20]。取6 支10 mL帶塞試管，分別加入1 000 μg/mL的牛血清白蛋白溶液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL，補(bǔ)足蒸餾水到1 mL，從而得到0～500 μg/mL的牛血清白蛋白稀釋溶液，取各質(zhì)量濃度的稀釋液0.10 mL置于另外6 支帶塞試管中，分別加入5.00 mL 100 μg/mL考馬斯亮藍(lán)G250溶液，漩渦振蕩混勻，2 min后測(cè)定595 nm波長(zhǎng)處各試管溶液的吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

精確稱取不同處理?xiàng)l件下的SPI粉末各0.100 0 g溶解于蒸餾水中，4 000 r/min離心20 min，取上清液0.2 mL放入10 mL試管中，再加入100 μg/mL的考馬斯亮藍(lán)G250溶液5.00 mL，振蕩搖勻，2 min后使用考馬斯亮藍(lán)G250溶液進(jìn)行調(diào)零，然后在595 nm波長(zhǎng)處測(cè)定不同處理?xiàng)l件下的SPI吸光度。根據(jù)牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線得出線性方程，通過(guò)該線性方程計(jì)算出SPI溶液中蛋白質(zhì)的質(zhì)量濃度。用每毫升水溶液中可溶性蛋白的質(zhì)量（μg）來(lái)表示溶解度。

1.3.3 EAI的測(cè)定

EAI根據(jù)Molina[21]、Tang Chuanhe[22]等的方法進(jìn)行測(cè)定。精確稱取經(jīng)減壓等離子體處理不同時(shí)間的SPI粉末0.060 0 g，加入12.00 mL蒸餾水混合均勻，再加入4.00 mL一級(jí)大豆油于10 000 r/min條件下均質(zhì)5 min。精確量取1.00 mL乳化液，稀釋至5 倍體積，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的十二烷基硫酸鈉水溶液調(diào)零，在500 nm波長(zhǎng)處測(cè)定稀釋乳液的吸光度，按式（1）計(jì)算EAI。

式中：A為500 nm波長(zhǎng)處的吸光度；N為稀釋倍數(shù)；ρ為乳化液形成前蛋白質(zhì)水溶液中蛋白質(zhì)量濃度/（g/mL）；φ為乳化液中大豆油的體積分?jǐn)?shù)/%；L為比色池光徑/cm。

1.3.4 WAC的測(cè)定

精確稱取經(jīng)減壓等離子體處理不同時(shí)間的SPI粉末0.100 0 g（m）于10 mL離心管中，加入6.00 mL蒸餾水，振蕩1 min后靜置10 min，4 000 r/min離心20 min，倒出上清液后用濾紙吸去游離水分后稱質(zhì)量（m1），再將離心管放在50 ℃烘箱中至恒質(zhì)量（m2）。SPI的WAC按公式（2）計(jì)算[23]。

1.3.5 OAC的測(cè)定

精確稱取經(jīng)減壓等離子體處理不同時(shí)間的SPI粉末0.100 0 g（m）于10 mL離心管中，然后加入5.00 mL（V1）一級(jí)大豆油，每隔5 min振蕩30 s，30 min后4 000 r/min離心10 min，讀取剩余大豆油的體積（V2），按式（3）計(jì)算SPI的OAC[23]。

1.3.6 流變學(xué)性質(zhì)的測(cè)定

精確稱取經(jīng)減壓等離子體處理不同時(shí)間的SPI粉末0.100 0 g用蒸餾水溶解后定容至10.00 mL得到1 g/100 mL的溶液，測(cè)定其流變學(xué)性質(zhì)，以未經(jīng)減壓等離子體處理的SPI溶液作為對(duì)照。SPI的觸變性質(zhì)分2 個(gè)區(qū)間進(jìn)行測(cè)量，上升測(cè)量區(qū)間的頻率變化范圍為0.3～200.0 s-1；下降測(cè)量區(qū)間的頻率變化范圍為200.0～0.3 s-1。測(cè)定過(guò)程中溫度保持為30 ℃，板間間距為1 mm。

1.3.7 熱性能的測(cè)定

采用差示掃描量熱（differential scanning calorimetry，DSC）分析。精確稱取經(jīng)減壓等離子體處理不同時(shí)間的SPI粉末及對(duì)照0.005 0 g加入到鋁盒中，在氮

氣的保護(hù)下以5 ℃/min的速率從30 ℃加熱到300 ℃，通過(guò)計(jì)算機(jī)記錄加熱過(guò)程中的熱曲線。

1.3.8 表面形態(tài)的觀察

稱取一定量的對(duì)照SPI及減壓等離子體處理300 s的SPI粉末，用導(dǎo)電膠貼于載物臺(tái)上，放入表面處理機(jī)中噴金，加速電壓為2 kV，用掃描電子顯微鏡觀察SPI微觀形貌。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 減壓等離子體處理對(duì)SPI溶解性的影響

圖1 減壓等離子體處理時(shí)間對(duì)SPI溶解性的影響Fig. 1 Effect of reduced pressure plasma treatment duration on the solubility of SPI

從圖1可以看出，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，SPI的溶解度呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，且在150 s時(shí)溶解度達(dá)到最大值572.83 μg/mL，比對(duì)照SPI增加了35%。當(dāng)處理時(shí)間從150 s延長(zhǎng)至300 s時(shí)SPI溶解度逐漸降低，處理時(shí)間為300 s時(shí)，SPI的溶解度僅為393.2 μg/mL，與對(duì)照SPI相比降低了7%。已有研究表明，在一定條件下等離子體處理可向生物大分子中引入大量的親水性功能基團(tuán)如氨基、羧基和羥基等[24]，但是當(dāng)超過(guò)一定強(qiáng)度時(shí)會(huì)使生物大分子發(fā)生解聚或交聯(lián)反應(yīng)[25]。從圖1可以看出，經(jīng)短時(shí)間的減壓等離子體處理可能使得SPI中親水性基團(tuán)的含量增加，從而使溶解度顯著增加（p＜0.05）；當(dāng)處理時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí)，SPI分子之間發(fā)生了交聯(lián)，分子質(zhì)量變大從而使其溶解度降低，且隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，降低趨勢(shì)愈發(fā)明顯。

2.2 減壓等離子體處理對(duì)SPI EAI的影響

從圖2可以看出，當(dāng)處理時(shí)間為50 s和100 s時(shí)，SPI的EAI均低于對(duì)照，表明此時(shí)等離子體處理引入的親水性基團(tuán)數(shù)量過(guò)多，使得SPI的EAI下降；當(dāng)處理時(shí)間延長(zhǎng)至150 s時(shí)，SPI的EAI達(dá)到最大值0.584 m2/g，比對(duì)照增加了15%，表明在此處理時(shí)間下SPI的結(jié)構(gòu)變得更加松散，使得更多的疏水性的基團(tuán)暴露出來(lái)；但是當(dāng)處理時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí)，SPI的EAI又顯著降低（p＜0.05），在處理時(shí)間為300 s時(shí)，SPI的EAI為0.443 m2/g，比對(duì)照SPI降低了6%，比150 s時(shí)的EAI降低了24%。這可能是由于長(zhǎng)時(shí)間的處理使得SPI分子間發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，從而使其溶解性和暴露在外的疏水性基團(tuán)數(shù)量降低所致。這一變化趨勢(shì)與溶解度的基本一致。

圖2 減壓等離子體處理時(shí)間對(duì)SPI EAI的影響Fig. 2 Effect of reduced pressure plasma treatment duration on the EAI of SPI

2.3 減壓等離子體處理對(duì)SPI WAC的影響

圖3 減壓等離子體處理時(shí)間對(duì)SPIX WAC的影響Fig. 3 Effect of reduced pressure plasma treatment duration on the WAC of SPI

從圖3可以看出，隨著減壓等離子體處理時(shí)間的延長(zhǎng)，SPI的WAC整體呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)，但是均高于未處理的SPI。當(dāng)處理時(shí)間從50 s延長(zhǎng)到150 s時(shí)，SPI的WAC呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，且在150 s時(shí)WAC達(dá)到最大值12.675 g/g，是對(duì)照SPI的1.48 倍。SPI的WAC主要取決于其親水性基團(tuán)的含量。由2.1節(jié)分析可知，在該處理時(shí)間范圍內(nèi)SPI中可能引入了大量親水性基團(tuán)，因此使其與水通過(guò)氫鍵結(jié)合的能力大增加，使得WAC明顯升高；當(dāng)處理時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí)，SPI之間發(fā)生了交聯(lián)，部分親水性基團(tuán)被掩蓋，從而使其WAC有所下降，但是仍高于對(duì)照。

2.4 減壓等離子體處理對(duì)SPI OAC的影響

從圖4可以看出，在50～200 s的時(shí)間范圍內(nèi)，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，SPI的OAC隨之降低，在100、150 s和200 s時(shí)達(dá)到最低值，其中處理時(shí)間為150 s時(shí)的OAC僅為1.532 mL/g，比對(duì)照SPI降低了13%；當(dāng)減壓等離子體處理時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí)，SPI的OAC有所恢復(fù)，并且在300 s時(shí)達(dá)到最大值2.071 mL/g，顯著高于對(duì)照SPI（增高約12%），該變化趨勢(shì)與2.3節(jié)中的WAC結(jié)果基本相反。這可能是由于當(dāng)減壓等離子體處理時(shí)間較短時(shí)引入了較多的親水性基團(tuán)，使得疏水性基團(tuán)的數(shù)量相對(duì)變少，因此OAC下降；當(dāng)處理時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí)，SPI發(fā)生了聚合反應(yīng)，有利于疏水性區(qū)域的形成，因此使其OAC上升且在300 s時(shí)達(dá)到最大值。

圖 4 減壓等離子體處理時(shí)間對(duì)SPI OAC的影響Fig. 4 Effect of reduced pressure plasma treatment duration on the OAC of SPI

莫耽等[26]就輻照處理對(duì)SPI功能性質(zhì)的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著輻射強(qiáng)度的增加，SPI的WAC和乳化活性均表現(xiàn)出了先增加后降低的趨勢(shì)，而OAC則先降低后升高，且當(dāng)OAC最低時(shí)乳化活性最高，這與本研究中觀察到的規(guī)律基本一致，表明輻照處理與等離子體處理這兩種方法在機(jī)理上可能有相似之處。

2.5 減壓等離子體處理對(duì)SPI溶液流變學(xué)性質(zhì)的影響

圖5 對(duì)照組SPI（a）及減壓等離子體處理300 s的SPI（b）的動(dòng)態(tài)黏度Fig. 5 Dynamic viscosity of control SPI (a) and SPI exposed to reduced pressure plasma for 300 s (b)

以處理300 s的SPI為代表研究減壓等離子體處理對(duì)SPI流變學(xué)性質(zhì)的影響。從圖5可知，隨著剪切速率的增加，兩種SPI溶液的黏度均迅速下降，表現(xiàn)出明顯的剪切變稀現(xiàn)象及非牛頓流體的特征；外力逐步撤銷后黏度均能恢復(fù)到初始值，表明減壓等離子體處理未破壞SPI的觸變特性；另外，減壓等離子體處理后SPI的初始黏度有所降低，這可能是由于處理300 s后SPI溶解度降低及發(fā)生聚集而使SPI分散性能變差所致。

2.6 減壓等離子體處理對(duì)SPI熱性能的影響

表1 SPI在DSC圖譜上的峰值溫度Table 1 Peak temperatures of SPI in DSC thermogram

減壓等離子體處理過(guò)的SPI和對(duì)照SPI的DSC分析結(jié)果如表1所示。所有樣品在實(shí)驗(yàn)設(shè)置溫度范圍內(nèi)均只有一個(gè)吸熱峰和一個(gè)放熱峰。吸熱峰在90 ℃附近，與樣品中水分蒸發(fā)有關(guān)；放熱峰與SPI的熱分解有關(guān)。處理組的SPI放熱峰的峰值溫度比對(duì)照的峰值溫度都要低，說(shuō)明經(jīng)減壓等離子體處理的SPI熱穩(wěn)定性有所降低。在處理時(shí)間為50 s時(shí)，放熱峰峰值溫度最低，對(duì)應(yīng)SPI的熱穩(wěn)定性最低，這可能是由于SPI經(jīng)過(guò)減壓等離子體處理后發(fā)生了部分分解所致；隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，放熱峰的峰值溫度呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，且在150 s時(shí)峰值溫度達(dá)到最大值，這可能是由于此時(shí)SPI中的親水性基團(tuán)含量最高，分子內(nèi)的氫鍵相互作用最強(qiáng)，因此需要額外的熱量來(lái)破壞該相互作用所致；當(dāng)處理時(shí)間達(dá)到300 s時(shí)，SPI的熱分解溫度又有所升高，這可能是由于此時(shí)SPI發(fā)生了聚集，形成了熱穩(wěn)定性較好的復(fù)合物，此時(shí)的水分蒸發(fā)峰溫度的變化趨勢(shì)與此分析一致，即由于形成了更加致密的結(jié)構(gòu)，水分的蒸發(fā)受阻，從而使其吸熱峰溫度略有上升。本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果與從印度香米米粉中觀察到的結(jié)果一致[27]，但與聚乳酸薄膜的結(jié)果相反[28]，表明等離子體處理對(duì)生物大分子的性質(zhì)有重要影響。

2.7 減壓等離子體處理對(duì)SPI微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖6 對(duì)照組SPI（a）及100 W減壓等離子體處理300 s的SPI（b）掃描電子顯微鏡圖Fig. 6 Scanning electron micrographs of control SPI (a) and SPI exposed to reduced pressure plasma for 300 s (b)

高能粒子在轟擊生物大分子時(shí)會(huì)在聚合物表面產(chǎn)生蝕刻效應(yīng)[29]，已有報(bào)道稱空氣等離子體處理會(huì)增加聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯玉米淀粉膜[30]、玉米淀粉/聚ε-已內(nèi)酮復(fù)合膜[14]及聚乳酸膜[16]的表面粗糙度。本研究在減壓等離子體處理時(shí)間300 s的SPI中也觀察到了相同的結(jié)果。由圖6a可知，對(duì)照組的SPI顆粒表面外表比較平滑，而經(jīng)減壓等離子體處理300 s后，SPI顆粒表面出現(xiàn)一些小碎片且變得比較粗糙（圖6b），表明等離子體中的高能粒子攻擊了SPI分子。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用減壓等離子體對(duì)SPI進(jìn)行改性，固定處理功率100 W，研究了處理時(shí)間對(duì)SPI功能性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，減壓等離子體處理對(duì)SPI的功能性質(zhì)有重要影響，且具體效果與處理時(shí)間密切相關(guān)。當(dāng)減壓等離子體處理時(shí)間為150 s時(shí)，SPI的溶解度、EAI和WAC均達(dá)到最大值，分別為572.83 μg/mL、0.584 m2/g和12.675 g/g，分別比對(duì)照SPI提高了35%、15%和48%；當(dāng)處理時(shí)間為300 s時(shí)，SPI的OAC最強(qiáng)，達(dá)到了2.071 mL/g，比對(duì)照SPI提高了12%。減壓等離子體處理對(duì)SPI溶液的觸變特性無(wú)影響，但是略微降低了其熱穩(wěn)定性，且當(dāng)處理時(shí)間為300 s時(shí)使SPI顆粒表面的粗糙度增加。綜上所述，減壓等離子體處理可以顯著改善SPI的部分功能性質(zhì)，且可根據(jù)實(shí)際情況改變處理強(qiáng)度以獲得所需的功能性質(zhì)，因此在SPI的改性中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

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Effect of Reduced Pressure Plasma Treatment on Functional Properties of Soybean Protein Isolate

DU Yanli, HUANG Guoqing, ZHANG Tong, MA Min, XIAO Junxia*
(College of Food Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China)

Reduced pressure plasma was used to modify soybean protein isolate (SPI) and the ef f ect of exposure duration to 100 W plasma on the solubility, emulsifying activity index, rheological properties, thermal behavior, and surface roughness of SPI was studied in this work. The results indicated that exposure to 100 W reduced pressure plasma for 150 s resulted in the highest solubility, emulsifying activity, and water adsorption capacity of up to 572.83 μg/mL, 0.584 m2/g and 12.675 g/g,which were 35%, 15%, and 48% higher than those of the untreated control respectively. The highest oil adsorption capacity of 2.071 mL/g was observed at an exposure duration of 300 s, which was 12% higher than that of the control. Reduced pressure plasma treatment slightly decreased the initial viscosity of SPI solution, but did not af f ect its thixotropy or shearthinning behavior. Differential scanning calorimetry analysis revealed slightly decreased thermal stability and scanning electron microscope observation indicated increased surface roughness in plasma-treated SPI. Therefore, reduced-pressure plasma treatment could improve the solubility, emulsifying activity, water adsorption capacity, and oil adsorption capacity of SPI and hence has a great potential in the modif i cation of SPI.

reduced pressure plasma; soybean protein isolate; functional properties; modif i cation

10.7506/spkx1002-6630-201723004

TS202.1

A

1002-6630（2017）23-0020-06

杜艷麗, 黃國(guó)清, 張彤, 等. 減壓等離子體處理對(duì)大豆分離蛋白功能性質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(23): 20-25.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201723004. http://www.spkx.net.cn

DU Yanli, HUANG Guoqing, ZHANG Tong, et al. Effect of reduced pressure plasma treatment on functional properties of soybean protein isolate[J]. Food Science, 2017, 38(23): 20-25. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201723004. http://www.spkx.net.cn

2016-07-24

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31571890）；山東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（ZR2015CM037）

杜艷麗（1990—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称放淞霞胺€(wěn)態(tài)化技術(shù)。E-mail：18354255812@163.com

*通信作者：肖軍霞（1977—），女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称放淞霞胺€(wěn)態(tài)化技術(shù)。E-mail：xjxfood@qau.edu.cn