【摘 要】
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豌豆蛋白是一种优质全价植物蛋白资源,正逐渐成为传统蛋白质如动物蛋白、乳清蛋白和大豆源蛋白等的流行替代蛋白。然而,目前国内现有加工技术生产的商品化豌豆蛋白易受热变性、溶解度低、功能性较差、风味和口感较差,极大地限制了其在食品中的应用。因此,如何改善豌豆蛋白的整体性能使其更广泛地应用于食品中是一个亟待解决的问题。本课题旨在通过酶法改性提高豌豆蛋白的整体性能,具体研究结果如下:(1)选用谷氨酰胺酶对豌豆
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豌豆蛋白是一种优质全价植物蛋白资源,正逐渐成为传统蛋白质如动物蛋白、乳清蛋白和大豆源蛋白等的流行替代蛋白。然而,目前国内现有加工技术生产的商品化豌豆蛋白易受热变性、溶解度低、功能性较差、风味和口感较差,极大地限制了其在食品中的应用。因此,如何改善豌豆蛋白的整体性能使其更广泛地应用于食品中是一个亟待解决的问题。本课题旨在通过酶法改性提高豌豆蛋白的整体性能,具体研究结果如下:(1)选用谷氨酰胺酶对豌豆分离蛋白(PPI)进行酶解,分析不同程度的脱酰胺处理对PPI结构、理化和感官特性的影响。研究结果表明:谷氨酰胺酶处理显著提高了PPI的悬浮性、ζ-电位和表面疏水性(H0)(p<0.05),降低了PPI样品的平均粒径(d3,2和d4,3),但没有改变PPI的一级结构和亚基组成。红外光谱结果显示谷氨酰胺酶改性样品(GPPI)的β-折叠、反平行β-折叠和聚集体的比例显著降低,而β-转角和α-螺旋的比例显著增加。GC-MS分析结果表明,GPPI样品中的醛类和酮类(豆腥味等的主要成分)含量较未经处理的PPI-0h样品明显降低,而酯类含量明显上升。感官评价结果表明谷氨酰胺酶处理可以显著改善PPI的均一性、分散性和悬浮性,同时降低豆味、苦味、砂砾感和团块感。(2)又选用植酸酶对PPI进行酶解,分析植酸酶处理对PPI结构、理化、营养和感官特性的影响。单因素和正交实验表明最佳酶解条件为:酶解温度50°C、p H 5.5和酶添加量0.04%。进一步研究结果表明:植酸酶处理显著降低了PPI样品的悬浮性、平均粒径和表面疏水性(H0),未改变PPI的一级结构和亚基组成。红外光谱结果表明植酸酶改性样品(PPPI)的聚集体比例显著增加,从17.92%增加到29.05%,而β-折叠、β-转角和反平行β-折叠的比例显著降低。营养特性分析结果表明,PPI样品的模拟胃消化率、模拟胃肠道消化率随植酸酶水解时间延长均大幅度增长,其中PPPI-1h样品最终消化率高达79.63%。同时,植酸酶处理提高了PPI的矿物质(钙、锌、铁)生物可及性。感官评价结果表明植酸酶处理降低了PPI的均一性、分散性和悬浮性,但同样减弱了砂砾感和团块感。(3)研究了两种酶改性对PPI功能性质和金属螯合能力的影响。研究结果表明,谷氨酰胺酶处理改善了PPI的溶解性,尤其是碱性条件下的溶解性。植酸酶处理使PPI的等电点向右移动,从p H 4.5移到p H 5.0,但溶解度整体没有大幅改善。对于持水性,谷氨酰胺酶处理没有明显改变PPI的持水能力,而植酸酶处理显著提高了PPI的持水能力。对于持油性,两种酶处理均显著提高了PPI的持油能力,且GPPI样品的持油能力更强。对于起泡性和泡沫稳定性,GPPI样品的起泡能力远高于PPI-0h和PPPI样品,但泡沫稳定性不如PPI-0h和PPPI样品,而PPI-0h和PPPI两者间的起泡能力和泡沫稳定性差距都很小。对于乳化性和乳化稳定性,GPPI样品的乳化能力较PPI-0h有所降低,乳化稳定性有所提高,而PPPI样品的乳化能力略有提高,乳化稳定性的变化不大。对于凝胶性,所有PPI样品热致凝胶的凝胶强度都不高。其中,GPPI样品的凝胶强度较PPI-0h样品显著降低,而PPPI样品的凝胶强度显著提高。对于金属螯合能力,谷氨酰胺酶处理显著增强了PPI样品钙离子、锌离子和亚铁离子螯合能力,其中亚铁离子螯合能力的增强效果最好,从85.34%增加到91.27%。植酸酶处理对PPI样品的锌离子螯合能力几乎没有影响,而钙离子和亚铁离子螯合能力有所下降。(4)评价GPPI和PPPI在巧克力和植物蛋白饮料中的应用效果。将PPI-0h、GPPI-12h和PPPI-1h分别以5%、10%、15%的比例应用在巧克力中,研究发现10组巧克力样品色度值范围变化不大,均呈棕褐色;PPPI-1h样品制备的巧克力硬度最大,而GPPI-12h样品制备的巧克力硬度最小,且添加PPI样品的巧克力的熔化峰值和熔化焓值均较低。感官评价结果表明1-5%、2-5%、2-10%和3-5%这四个巧克力样品的外观更为平滑整齐,且表面有光泽,香气更为浓郁醇香,口感更为细腻顺滑。又利用PPI-0h、GPPI-12h和PPPI-1h制备了含乳和不含乳PPI饮料,研究发现相较于不含乳饮料,含乳PPI饮料黏度更高、浊度更大、稳定性更好,且离心沉淀率也较高。感官评价结果表明B1、B2和B3这三个蛋白饮料样品的色泽更为纯正均一,香气更为浓郁醇香,口感更为细腻醇厚。
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