表面活性劑調(diào)控大豆蛋白界面性質(zhì)的研究

王依凡 高育哲 張一凡 呂文 霍金杰 楊統(tǒng)帥

摘要：以非離子表面活性劑吐溫80與大豆分離蛋白（SPI）為研究對象，探討二者以不同比例、在不同溫度和pH值條件下、加熱前后大豆蛋白的界面性質(zhì)（起泡性、泡沫穩(wěn)定性及乳化性）的變化。結(jié)果表明：吐溫80與大豆分離蛋白在50 ℃時(shí)復(fù)合得到的復(fù)合物具有較好的界面性質(zhì)，與70 ℃時(shí)復(fù)合物相比，起泡性、泡沫穩(wěn)定性和乳化性分別提高了189.73%，63.59%和80.40%；在pH值為5時(shí)復(fù)合物的起泡性和泡沫穩(wěn)定性顯著優(yōu)于其他pH值條件，在pH值為7時(shí)復(fù)合物的乳化性有最大值；吐溫80與大豆分離蛋白的比例為1∶2時(shí)，復(fù)合物的界面性質(zhì)最好。

關(guān)鍵詞：大豆分離蛋白；吐溫80；復(fù)合物；界面性質(zhì)

中圖分類號：TS201.21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2018）02-0030-03

大豆蛋白是大豆中主要的營養(yǎng)成分之一，其含量占大豆干基的40%以上。大豆蛋白含有人體所需的必需氨基酸且比例合理，是理想的食用蛋白資源。大豆蛋白被廣泛應(yīng)用于食品加工中，它能夠賦予食品較高的營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)其理化及功能特性如溶解性、吸水和持水性、吸油性、流變性、黏彈性及泡沫穩(wěn)定性能夠賦予食品良好的性狀、質(zhì)地和口感，提高了食品品質(zhì)。然而，大豆蛋白在不同環(huán)境條件下由于其本身結(jié)構(gòu)使得功能性質(zhì)不能充分發(fā)揮，導(dǎo)致其在食品加工中的應(yīng)用受到一定限制。表面活性劑和蛋白質(zhì)的相互作用能夠改變蛋白質(zhì)界面吸附層的性質(zhì)，從而對界面體系及其穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。吐溫類表面活性劑（Tweens surfactant）具有乳化、分散、增溶及穩(wěn)定等功能和無毒性、性能溫和等特點(diǎn)，其與蛋白質(zhì)的相互作用研究受到廣泛關(guān)注。本課題以吐溫80這種非離子表面活性劑和大豆分離蛋白（SPI）為研究對象，探討二者以不同比例、在不同溫度和pH值的條件下、水浴加熱前后大豆蛋白的界面性質(zhì)（乳化性、乳化穩(wěn)定性、起泡性、泡沫穩(wěn)定性）的變化，為拓寬大豆蛋白在食品加工中的應(yīng)用條件提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆分離蛋白：哈爾濱高科技食品有限公司；吐溫80：化學(xué)純；鹽酸、氫氧化鈉等：分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-6型電子恒溫水浴鍋；電子pH計(jì)：奧立籠科學(xué)儀器有限公司；ULTRA-TURRAX T25 basic高速分散機(jī)：IKA-WERKE；JD2000-2L型 電子天平：沈陽龍騰電子有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 復(fù)合物的制備 將不同比例的吐溫80與大豆分離蛋白配成混合溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值，恒溫水浴加熱制得吐溫80與大豆蛋白分離的復(fù)合物。

1.3.2 表面活性劑與大豆分離蛋白復(fù)合比例的確定 設(shè)定恒溫水浴加熱溫度為60 ℃，加熱時(shí)間為1 h，調(diào)節(jié)pH值為7，在吐溫80與大豆分離蛋白比例分別為1∶8，

1∶4，1∶2，1∶1條件下得到復(fù)合溶液，測定復(fù)合物的界面性質(zhì)。

1.3.3 復(fù)合溫度的確定 設(shè)定吐溫80與大豆分離蛋白的比例為1∶2，加熱時(shí)間為1 h，調(diào)節(jié)pH值為7，在加熱溫度分別為40，50，60，70 ℃條件下得到復(fù)合溶液，測定復(fù)合物的界面性質(zhì)。

1.3.4 表面活性劑與大豆分離蛋白復(fù)合溶液pH值的確定 設(shè)定吐溫80與大豆分離蛋白的比例為1∶2，加熱溫度為60 ℃，加熱時(shí)間為1 h，在 pH值分別為 2，5，7條件下得到復(fù)合溶液，測定復(fù)合物的界面性質(zhì)。

1.3.5 起泡性和泡沫穩(wěn)定性的測定 參照Watanabe等人的試驗(yàn)方法稍作改進(jìn)。取樣品溶液40 mL，以轉(zhuǎn)速

6 500 r/min用組織搗碎機(jī)搗碎40 s，置于量筒中。記錄泡沫高度V1，靜置30 min后記錄泡沫高度V2，按下列公式計(jì)算泡沫穩(wěn)定性。

1.3.6 乳化性的測定 取樣品溶液5 mL，加入5 mL大豆色拉油，以轉(zhuǎn)速7 500 r/min用組織搗碎機(jī)搗碎1 min，制成乳化液并倒入量筒。靜置10 min時(shí)量取乳化層的高度，以此表示乳化性。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對復(fù)合物界面性質(zhì)的影響

吐溫80與大豆分離蛋白在不同溫度條件下形成復(fù)合物的界面性質(zhì)測定結(jié)果見表1。

由表1可知：復(fù)合溫度影響復(fù)合物的界面性質(zhì)，隨著復(fù)合溫度的升高，界面性質(zhì)先增大后減??；在50 ℃時(shí)復(fù)合得到的復(fù)合物具有較好的界面性質(zhì)，與70 ℃時(shí)復(fù)合物相比，起泡性、泡沫穩(wěn)定性和乳化性分別提高了189.73%，63.59%和80.40%。產(chǎn)生這種差異的原因可能是溫度太高使蛋白質(zhì)變性程度增加，過度展開的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與吐溫80復(fù)合后不利于大豆蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的發(fā)揮。因此，確定研究50 ℃時(shí)吐溫80與大豆分離蛋白在不同pH值且以不同比例復(fù)合時(shí)復(fù)合物的界面性質(zhì)。

2.2 pH值及復(fù)合比例對復(fù)合物起泡性的影響

在不同pH值，50 ℃恒溫水浴加熱1 h條件下，通過改變吐溫80與大豆分離蛋白的比例制得復(fù)合物，其起泡性測定結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出：吐溫80與大豆分離蛋白以不同比例復(fù)合形成的復(fù)合物起泡性不同，pH值為5時(shí)得到的復(fù)合物起泡性最好，pH值為2時(shí)起泡性最差；隨著吐溫80含量的增加，復(fù)合物的起泡性先增大后減小，在二者比例為1∶2時(shí)起泡性有最大值，較1∶8時(shí)起泡性提高了78.30 mL。

2.3 pH值及復(fù)合比例對復(fù)合物泡沫穩(wěn)定性的影響

在不同pH值，50 ℃恒溫水浴加熱1 h條件下，通過改變吐溫80與大豆分離蛋白的比例制得復(fù)合物，其泡沫穩(wěn)定性測定結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出：吐溫80與大豆分離蛋白以不同比例復(fù)合形成的復(fù)合物泡沫穩(wěn)定性不同，pH值為5和7時(shí)得到的復(fù)合物泡沫穩(wěn)定性較好，pH值為2時(shí)泡沫穩(wěn)定性最差；隨著吐溫80含量的增加，復(fù)合物的泡沫穩(wěn)性先增大后減小，在二者比例為1∶2時(shí)泡沫穩(wěn)定性有最大值，較1∶8時(shí)泡沫穩(wěn)定性提高了157.11%。

2.4 pH值及復(fù)合比例對復(fù)合物乳化性的影響

在不同pH值，50 ℃恒溫水浴加熱1 h條件下，通過改變吐溫80與大豆分離蛋白的比例制得復(fù)合物，其乳化性測定結(jié)果如圖3所示。

由圖3可以看出：吐溫80與大豆分離蛋白以不同比例復(fù)合形成的復(fù)合物乳化性不同，pH值為7時(shí)得到的復(fù)合物乳化性最好，pH值為5時(shí)乳化性最差；隨著吐溫80含量的增加，復(fù)合物的乳化性先增大，在二者比例為1∶2和1∶1時(shí)乳化性有最大值且差異不顯著，較1∶8時(shí)乳化性提高了41.67%。綜合起泡性和泡沫穩(wěn)定性的結(jié)果，當(dāng)吐溫80與大豆分離蛋白以1∶2比例復(fù)合時(shí)復(fù)合物界面性質(zhì)最好。

3 結(jié)論

吐溫80與大豆分離蛋白以不同比例、在不同溫度和pH值的條件下、加熱前后復(fù)合物的界面性質(zhì)不同。吐溫80與大豆分離蛋白在50 ℃時(shí)復(fù)合得到的復(fù)合物具有較好的界面性質(zhì)，與70 ℃時(shí)復(fù)合物相比，起泡性、泡沫穩(wěn)定性和乳化性分別提高了189.73%，63.59%和80.40%；在pH值為5時(shí)復(fù)合物的起泡性和泡沫穩(wěn)定性顯著優(yōu)于其他pH值條件，在pH值為7時(shí)復(fù)合物的乳化性有最大值；吐溫80與大豆分離蛋白的比例為1∶2時(shí)，復(fù)合物的界面性質(zhì)最好。

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