趙建生，馬相杰，孟少華，徐姣，李鑫，鄒神中，江玉琴，袁靜瑤，曾茂茂，陳潔

1(河南雙匯投資發(fā)展股份有限公司，河南 漯河，462000)2(河南省肉品技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司，河南 漯河，462000)3(江南大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫，214122)4(江南大學(xué) 國(guó)家功能食品工程技術(shù)研究中心，江蘇 無錫，214122)

大豆分離蛋白(soybean protein isolated，SPI)由于其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、成本低以及具有眾多優(yōu)良的功能特性(如起泡性、乳化性、凝膠性等)而被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)中。凝膠性取決于蛋白質(zhì)的變性、解離和聚集的程度[1-2]，是SPI的重要功能特性之一，直接影響大豆制品的外形、口感和質(zhì)地[3]。目前，誘導(dǎo)SPI凝膠的方法主要有4種，包括熱誘導(dǎo)、酸誘導(dǎo)、鹽誘導(dǎo)或酶誘導(dǎo)[4]，其中酶誘導(dǎo)凝膠不會(huì)影響食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、色澤和質(zhì)地，是一種作用條件溫和的凝膠手段。谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(glutamine transaminase，TG酶)是在酶誘導(dǎo)凝膠中廣泛使用的一種酶，能夠催化?；w進(jìn)行脫酰胺和?；D(zhuǎn)移，進(jìn)而形成共價(jià)鍵以完成分子交聯(lián)[5]。TG酶介導(dǎo)的分子交聯(lián)能夠改善蛋白的功能特性，LIU等[6]指出，SPI中幾乎所有的蛋白質(zhì)組分都能通過TG酶處理而交聯(lián)，同時(shí)顯著提高蛋白質(zhì)平均粒徑、乳化性和乳化穩(wěn)定性、起泡性和泡沫穩(wěn)定性、持水能力和凝膠質(zhì)地。YASIR等[7]證實(shí)大豆蛋白是TG酶的優(yōu)良底物，經(jīng)過TG酶處理后的豆腐更加牢固，硬度顯著增強(qiáng)。

熱變性程度對(duì)蛋白質(zhì)的二硫鍵和疏水相互作用的影響不同，可直接影響大豆蛋白的凝膠特性。RENKEMA等[8]指出，SPI的凝膠形成由熱變性決定，變性蛋白的比例與凝膠的硬度呈正相關(guān)。目前，應(yīng)用較廣的商業(yè)SPI，由于受原料或者堿溶酸沉和噴霧干燥等操作的影響，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不同程度的熱聚集，這種聚集體的形成對(duì)SPI的功能性質(zhì)有較大影響[9-10]。然而，關(guān)于不同變性程度的SPI對(duì)TG酶誘導(dǎo)形成的蛋白凝膠性質(zhì)的影響報(bào)導(dǎo)較少。

因此，本文通過熱處理獲得不同變性程度的SPI，研究不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的SPI對(duì)TG酶誘導(dǎo)形成的蛋白凝膠性質(zhì)的影響。同時(shí)，探索TG酶在不同SPI濃度、酶濃度、培養(yǎng)溫度條件下的交聯(lián)效果，以模擬在實(shí)際生產(chǎn)過程中由于不同的加工處理工藝造成的SPI結(jié)構(gòu)和性質(zhì)差異，以及對(duì)最終TG酶誘導(dǎo)的凝膠制品的影響，以利于根據(jù)SPI熱聚集體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)調(diào)控大豆蛋白凝膠的性質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料

大豆(臺(tái)灣292)，購(gòu)于黑龍江慶美種業(yè)有限公司；TG酶(酶活力90 U/g)，江蘇泰興市東圣生物科技有限公司；8-苯胺-1-萘磺酸(8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid,ANS)，美國(guó)Sigma公司；無水乙醇、考馬斯亮藍(lán)、正己烷、鹽酸、氫氧化鈉均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

9FZ-15B粉碎機(jī)，臺(tái)州余國(guó)電器有限公司；DHG-9070恒溫干燥箱，上海一恒科技有限公司；KDN-103F自動(dòng)凱氏定氮儀，上海纖檢儀器有限公司；DELTA320 pH計(jì)，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；GL-10MD冷凍離心機(jī)，湖南湘儀儀器公司；F-2700熒光分光光度計(jì)，日本日立公司；S3500激光粒度分析儀，美國(guó)Microtrac公司；Mini-PROTEAIN Tetra Cell電泳儀、Gel DocTMEZ imager凝膠成像系統(tǒng)，美國(guó)Bio-Rad公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro System公司；ZPH-300顯微鏡，上海宙山精密光學(xué)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 未熱處理SPI的制備

大豆去皮、粉碎、脫脂，將脫酯豆粉與水以質(zhì)量比1∶10混合并用2 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，室溫下攪拌1.5 h。離心(6 500 r/min，25 min，4 ℃)取上清液，采用2 mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH至4.5，攪拌1 h后，離心(3 500 r/min，15 min，4 ℃)，取沉淀，按照沉淀與水的質(zhì)量比1∶6復(fù)溶并調(diào)節(jié)pH至7.0，冷凍干燥，得到未熱處理SPI(蛋白得率64.9%，蛋白含量85.5%，水分3.5%，脂肪0.3%，灰分4.6%)，將樣品研磨成粉末并真空包裝，置于-80 ℃冰箱存放。

1.3.2 不同熱處理SPI的制備

對(duì)未熱處理SPI溶液(蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.1%)進(jìn)行不同程度的熱處理，熱處理溫度分別為65、75、85、95 ℃，熱處理時(shí)間為10 min，冷凍干燥，將樣品研磨成粉末并真空包裝，置于-80 ℃冰箱存放。

1.3.3 蛋白凝膠的制備

1.3.3.1 不同熱處理SPI制備的蛋白凝膠

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%的不同熱處理SPI充分溶解(溶液pH 6.9)，放入4 ℃冰箱冷藏2 h，加入0.90 U/g 的TG酶，中心溫度逐漸升溫至50 ℃，并保溫1 h，75 ℃滅酶15 min，立即冰浴冷卻，冷藏過夜后脫模，備用。

1.3.3.2 不同蛋白濃度下的蛋白凝膠

將SPI按照8%、10%、12%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別進(jìn)行溶解(溶液pH 6.9)，放入4 ℃冰箱冷藏2 h，加入0.90 U/g的TG酶，中心溫度逐漸升溫至50 ℃，并保溫1 h，75 ℃滅酶15 min，立即冰浴冷卻，冷藏過夜后脫模，備用。

1.3.3.3 不同TG酶添加量下的蛋白凝膠

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%的SPI充分溶解(溶液pH 6.9)，放入4 ℃冰箱冷藏2 h，加入0.45、0.90、1.80 U/g的TG酶，中心溫度升溫至50 ℃，保溫1 h，75 ℃滅酶15 min，立即冰浴冷卻，冷藏過夜后脫模，備用。

1.3.3.4 不同培養(yǎng)條件下的蛋白凝膠

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%的SPI充分溶解(溶液pH 6.9)，放入4 ℃冰箱冷藏2 h，加入0.90 U/g的TG酶，中心溫度升溫至50 ℃，直接冷藏12 h或保溫1 h，75 ℃滅酶15 min，立即冰浴冷卻，冷藏過夜后脫模，備用。

1.3.4 SDS-PAGE

參考李偉偉[11]實(shí)驗(yàn)方法并稍作改動(dòng)。濃縮膠丙烯酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%，分離膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%，pH 8.0樣品緩沖液含有0.125 mol/L Tris-HCl以及十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate,SDS)、甘油、溴酚藍(lán)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2%、10%、0.05%),其中還原電泳的樣品緩沖液在上述基礎(chǔ)上添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的β-巰基乙醇。稀釋不同結(jié)構(gòu)SPI至質(zhì)量濃度4 mg/mL，與等體積樣品緩沖液混合，上樣量為15 μL。電泳結(jié)束后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%考馬斯亮藍(lán)R-250染色30 min，隨后用脫色液脫色至底色褪去，利用凝膠成像系統(tǒng)對(duì)膠進(jìn)行拍照和數(shù)據(jù)分析。

1.3.5 疏水性的測(cè)定

參考郭鳳仙[12]的方法，采用ANS熒光探針法測(cè)定。將SPI樣品溶解于0.01 mol/L，pH 7.0磷酸緩沖溶液中，質(zhì)量濃度范圍為0.2～1.0 mg/mL。取 40 μL 的8.0 mmol/L的ANS溶液與3 mL稀釋后的樣品溶液混合。設(shè)定激發(fā)波長(zhǎng)λex=360 nm(狹縫校正5 nm)，發(fā)射波長(zhǎng)λem=515 nm，用熒光光譜儀測(cè)定熒光強(qiáng)度。熒光強(qiáng)度對(duì)蛋白質(zhì)濃度作曲線，斜率即為蛋白質(zhì)的表面疏水性指數(shù)。

1.3.6 溶解度的測(cè)定

參考JIANG等[13]測(cè)定SPI溶解性的實(shí)驗(yàn)方法并稍作改動(dòng)，稱取SPI(0.5～2 g)溶解在50 mL磷酸緩沖溶液(pH 7.0)中，磁力攪拌器攪拌1 h，8 000 r/min離心30 min，取上清液，用凱氏定氮法測(cè)蛋白質(zhì)含量。溶解度等于上清液蛋白含量除以總蛋白含量。

1.3.7 粒徑分布的測(cè)定

取適量樣品置于激光粒度分析儀內(nèi)，在濕法模式下測(cè)定樣品的粒徑分布曲線。其中顆粒折射率為1.54，分散劑為水，分散劑折射率為1.330。

1.3.8 蛋白凝膠強(qiáng)度的測(cè)定

參考王旭峰[4]凝膠強(qiáng)度的測(cè)試方法并稍作改動(dòng)。采用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定制備的蛋白凝膠的硬度。所用探頭為P/0.5，測(cè)前速度2 mm/s，測(cè)定速度1 mm/s，測(cè)后速度5 mm/s，觸發(fā)力為5 g，測(cè)定距離為凝膠高度的50%。凝膠硬度以測(cè)試中所得的最大感應(yīng)力(g)表示。

1.3.9 蛋白凝膠持水性的測(cè)定

將蛋白凝膠樣品在8 000 r/min條件下離心20 min，持水性計(jì)算如公式(1)所示：

(1)

式中：m1為凝膠樣品中所含水分的總質(zhì)量，g；m2為離心后凝膠析出水分的質(zhì)量，g。

1.3.10 蛋白凝膠形態(tài)

取樣品切面，將其放在載玻片上用光學(xué)顯微鏡放大100倍并拍照。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，采用Origin 2022軟件進(jìn)行作圖。采用SPSS 19.0分析其顯著性差異以及相關(guān)性(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱處理溫度對(duì)SPI結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響

2.1.1 蛋白組成

對(duì)不同溫度熱處理的蛋白質(zhì)進(jìn)行電泳分析(圖1)，得到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成。SPI主要由7S蛋白和11S蛋白組成，其中7S是由α′(86 kDa)、α(66 kDa)和β(51 kDa)3個(gè)亞基組成，它們通過非共價(jià)鍵結(jié)合在一起，11S則是由酸性亞基A(34～43 kDa)和堿性亞基B(17～26 kDa)組成，A亞基和B亞基通過二硫鍵形成穩(wěn)定的AB亞基。在非還原電泳中，與未熱處理相比，65、75 ℃熱處理亞基條帶變化不明顯，隨著加熱強(qiáng)度的增加，條帶頂部的聚集體顏色逐漸加深，即蛋白聚集程度逐漸增強(qiáng)，同時(shí)，7S和11S蛋白條帶顏色逐漸減弱，尤其當(dāng)加熱溫度升至85 ℃后，AB亞基、A亞基和B亞基條帶明顯減少。在還原電泳中，頂端的聚集體數(shù)量相比于未加入β-巰基乙醇的樣品顯著減少，并主要轉(zhuǎn)化為7S組分的α′、α、β亞基和11S組分的A、B亞基，說明引起蛋白分子聚集的作用力主要是二硫鍵[14]，高于85 ℃的高溫處理后11S蛋白聚集嚴(yán)重，所以聚集體二硫鍵打開后A、B亞基的顏色較深。

總體而言，不同加熱溫度可導(dǎo)致大豆蛋白呈現(xiàn)不同程度的變性現(xiàn)象，SPI的變性伴隨著亞基的變化，其中AB亞基的變化尤為明顯，這與陳力揚(yáng)等[15]的研究結(jié)果一致，具體表現(xiàn)為AB亞基隨著加熱強(qiáng)度的增加逐漸減少直至消失，這種變化的臨界溫度為85 ℃。同時(shí)，熱變性大豆蛋白趨向于形成由二硫鍵連接的可溶性聚集體。

1～6分別代表標(biāo)品、未熱處理、65、75、85、95 ℃的SPI樣品 a-非還原電泳；b-還原電泳圖1 SPI經(jīng)不同熱處理的SDS-PAGE圖Fig.1 SDS-PAGE patterns of SPI subjected to different heat treatment

2.1.2 表面疏水性和溶解性

對(duì)不同熱處理溫度的SPI進(jìn)行表面疏水性和溶解性分析，結(jié)果如圖2所示，隨著熱處理強(qiáng)度的增大，SPI的表面疏水性大幅度提高，尤其當(dāng)溫度升高至85 ℃時(shí)，表面疏水性相比于未熱處理蛋白增加了1.4倍，這是因?yàn)殡S著熱處理溫度的升高，SPI熱變性加劇，分子鏈展開，暴露了更多的疏水基團(tuán)，從而引起表面疏水性的增加，該結(jié)論與文獻(xiàn)研究結(jié)果一致[16-17]。當(dāng)熱處理溫度進(jìn)一步提高至95 ℃時(shí)，11S徹底變性，表面疏水性與85 ℃熱處理相比差異不大，說明在較高溫度條件下，疏水相互作用可能參與了蛋白分子的重排和聚集[18]。

通過研究不同熱處理溫度下SPI的溶解度發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高可溶性蛋白溶解度呈現(xiàn)總體下降的趨勢(shì)，具體而言，65 ℃熱處理的蛋白相比于未熱處理蛋白溶解度無顯著差異(P<0.05)，而隨著溫度升高，溶解度顯著降低(P<0.05)，尤其對(duì)于95 ℃熱處理蛋白而言，溶解度相較于未熱處理蛋白降低了24%。這是因?yàn)殡S著蛋白的疏水性增強(qiáng)，發(fā)生了分子間的聚集行為[19]，從而導(dǎo)致其溶解度降低。

2.1.3 粒徑分布

對(duì)不同熱處理溫度的SPI進(jìn)行粒徑分布分析，結(jié)果如圖3所示。SPI的熱處理會(huì)導(dǎo)致生成不同大小的蛋白聚集體，且隨著熱處理溫度的升高，SPI的粒徑逐漸增大。具體而言，未熱處理以及75 ℃處理的蛋白均存在3個(gè)峰，其中未熱處理蛋白分別分布在<0.1、0.7～60、60～110 μm，而75 ℃處理的蛋白的分布峰明顯右移。65、85、95 ℃熱處理蛋白均為單峰，其中65、85 ℃熱處理蛋白粒徑分布峰形寬、矮，且隨著溫度的升高分布峰右移，而當(dāng)溫度升高至95 ℃時(shí)，蛋白出現(xiàn)一個(gè)明顯的窄、高峰，且略微向左移動(dòng)，該結(jié)果與王冬梅等[20]的結(jié)果一致，陳力揚(yáng)等[15]也證實(shí)了當(dāng)大豆蛋白的變性程度增大至接近完全變性時(shí)，平均粒徑不再增大，反而略微減小。加熱處理破壞蛋白的空間結(jié)構(gòu)，蛋白內(nèi)部疏水基團(tuán)暴露，增大了蛋白質(zhì)分子的疏水相互作用，從而誘導(dǎo)蛋白分子疏水性聚集，粒徑分布向右偏移。當(dāng)溫度升高至95 ℃時(shí)，蛋白分子熱運(yùn)動(dòng)過于劇烈，導(dǎo)致大粒徑聚集體熱解聚形成小粒徑蛋白聚集體[19]。

圖2 SPI經(jīng)不同熱處理的表面疏水性和溶解度Fig.2 The surface hydrophobicity and solubility of SPI subjected to different heat treatment 注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

圖3 SPI經(jīng)不同熱處理的粒徑分布圖Fig.3 Particle size distribution of SPI subjected to different heat treatment

2.2 不同熱處理SPI對(duì)其凝膠性質(zhì)的影響

研究了不同熱處理溫度對(duì)TG酶誘導(dǎo)的SPI凝膠的強(qiáng)度(以硬度為表征指標(biāo))、持水性以及凝膠形態(tài)的影響。由圖4-a可知，65 ℃熱處理蛋白凝膠強(qiáng)度和持水性相比于未熱處理蛋白無顯著差異(P>0.05)，而隨著溫度進(jìn)一步升至75 ℃，凝膠強(qiáng)度顯著增大(P<0.05)，這是因?yàn)榈鞍追肿诱归_，TG酶反應(yīng)位點(diǎn)增加，有利于凝膠強(qiáng)度和持水性的增強(qiáng)。當(dāng)升溫至85 ℃時(shí)，凝膠強(qiáng)度出現(xiàn)顯著的降低(P<0.05)，甚至低于未熱處理蛋白，猜測(cè)可能是因?yàn)樵谝訲G酶為主導(dǎo)誘導(dǎo)蛋白分子交聯(lián)形成凝膠時(shí)，隨著溫度的進(jìn)一步升高，蛋白分子發(fā)生疏水性聚集，TG酶反應(yīng)位點(diǎn)大大減少，從而導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度減弱。當(dāng)溫度升至95 ℃時(shí)，凝膠強(qiáng)度又呈現(xiàn)顯著的增強(qiáng)(P<0.05)，由2.1中的表面疏水性和粒徑可以推測(cè)，高溫導(dǎo)致大豆蛋白分子發(fā)生熱解聚，進(jìn)而進(jìn)行分子重排和聚集，從而暴露更多的TG酶反應(yīng)位點(diǎn)，凝膠強(qiáng)度大大增強(qiáng)。由圖4-b和圖4-c可知，隨著熱處理溫度的升高，蛋白凝膠逐漸由略透明轉(zhuǎn)變成不透明和偏白色狀態(tài)，且通過顯微鏡(100倍)看出，蛋白凝膠逐漸由細(xì)密無氣孔轉(zhuǎn)變成氣孔較多較大的狀態(tài)。由于95 ℃處理SPI發(fā)生的這一有趣現(xiàn)象，后續(xù)以其為對(duì)象進(jìn)一步研究蛋白濃度、加酶量和培養(yǎng)溫度對(duì)TG酶誘導(dǎo)蛋白凝膠的影響。

a-硬度和持水性；b-宏觀凝膠形態(tài)(1～5分別代表未熱處理、 65、75、85、95 ℃熱處理SPI)；c-微觀凝膠形態(tài)圖4 不同熱處理SPI對(duì)其凝膠強(qiáng)度、持水性、宏觀和微觀 凝膠形態(tài)的影響Fig.4 Effect of SPI subjected to different heat treatment on the gel strength, water holding capacity, macrograph, and micrograph of SPI gels

2.3 SPI的含量對(duì)SPI凝膠性質(zhì)的影響

圖5為蛋白含量對(duì)蛋白凝膠性質(zhì)的影響，由圖5-a可知，隨著蛋白含量的增加，凝膠強(qiáng)度顯著增大(P<0.05),而持水性基本保持不變，對(duì)于凝膠強(qiáng)度而言，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高至12%時(shí)，凝膠強(qiáng)度是10%的2.9倍。前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時(shí)形成的凝膠強(qiáng)度很弱，不在所用質(zhì)構(gòu)儀的量程范圍內(nèi)。蛋白凝膠的形成是蛋白-蛋白和蛋白-溶劑的相互作用以及臨近肽鏈之間的吸引力和排斥力平衡的結(jié)果[21]。因此，在蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于6%時(shí)，蛋白-溶劑相互作用占主導(dǎo)，體系不易凝結(jié)形成凝膠，而隨著蛋白含量的增加，蛋白-蛋白相互作用占主導(dǎo)，凝膠強(qiáng)度隨之增大。由圖5-b和圖5-c亦可知，8%時(shí)形成的蛋白凝膠較軟、塌，而隨著含量的增加，凝膠塊較為硬挺，同時(shí)形成的氣孔也由少變多。

a-硬度和持水性；b-宏觀凝膠形態(tài)(1～3分別代表SPI 質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%、10%、12%)；c-微觀凝膠形態(tài)圖5 SPI含量對(duì)蛋白凝膠強(qiáng)度、持水性、宏觀和 微觀凝膠形態(tài)的影響Fig.5 Effect of SPI content on the gel strength, water holding capacity, macrograph， and micrograph of SPI gels

2.4 TG酶濃度對(duì)SPI凝膠性質(zhì)的影響

TG酶濃度對(duì)大豆蛋白凝膠性質(zhì)的影響如圖6所示，隨著TG酶濃度的增加(1.80 U/g以內(nèi))，凝膠強(qiáng)度顯著增大(P<0.05)。已有文獻(xiàn)證實(shí)[22]，TG酶的酶促反應(yīng)物ε-(γ-谷氨酸)賴氨酸的含量隨TG酶濃度的升高而升高。TG酶濃度由0.90 U/g增至1.80 U/g時(shí)，持水性出現(xiàn)顯著降低(P<0.05)，結(jié)合圖6-b和圖6-c發(fā)現(xiàn)，TG酶濃度的增大無論是宏觀還是微觀層面上均造成了蛋白凝膠氣孔的增多，因而未形成緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無法束縛住凝膠體系中的水，從而導(dǎo)致持水性降低。

a-硬度和持水性；b-宏觀凝膠形態(tài)(1～3分別代表TG酶濃度 0.45、0.90、1.80 U/g)；c-微觀凝膠形態(tài)圖6 TG酶濃度對(duì)SPI凝膠強(qiáng)度、持水性、 宏觀和微觀凝膠形態(tài)的影響Fig.6 Effect of TG concentration on the gel strength, water holding capacity, macrograph， and micrograph of SPI gels

2.5 培養(yǎng)溫度對(duì)SPI凝膠性質(zhì)的影響

TG酶的最適培養(yǎng)溫度在50～55 ℃，但是，工業(yè)上(如利用TG酶制備千葉豆腐等)常用4 ℃培養(yǎng)過夜。為研究?jī)煞N方法對(duì)蛋白凝膠性質(zhì)的影響，選取了加酶后50 ℃水浴培養(yǎng)1 h，75 ℃滅活以及加酶后4 ℃培養(yǎng)過夜，75 ℃滅活兩種處理工藝。由圖7-a可知，50 ℃培養(yǎng)的蛋白凝膠強(qiáng)度顯著高于4 ℃培養(yǎng)樣品(P<0.05)，增加約64%。雖然4 ℃培養(yǎng)條件下凝膠強(qiáng)度有一定減弱，但對(duì)持水性無影響，同時(shí)，由圖7-b和圖7-c可知，4 ℃培養(yǎng)蛋白凝膠較為透明、表面光滑且氣孔較少，這可能是由于低溫條件下蛋白充分溶脹，TG酶可以誘導(dǎo)SPI更好地形成緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

a-硬度和持水性；b-宏觀凝膠形態(tài)(1、2分別代表培養(yǎng) 溫度50、4 ℃)；c-微觀凝膠形態(tài)圖7 培養(yǎng)溫度對(duì)SPI凝膠強(qiáng)度、持水性、宏觀和微觀凝膠 形態(tài)的影響Fig.7 Effect of culture temperature on the gel strength, water holding capacity, macrograph， and micrograph of SPI gels

3 結(jié)論

熱處理加劇了SPI亞基的解離與聚集，并導(dǎo)致SPI的表面疏水性增強(qiáng)和溶解性下降，同時(shí)粒徑隨溫度的升高而增大，但升至一定程度(95 ℃)粒徑開始減小且分布均勻。熱處理SPI樣品經(jīng)TG酶誘導(dǎo)形成凝膠后，凝膠強(qiáng)度在85 ℃時(shí)最低，而在95 ℃時(shí)達(dá)到最高，表明大豆蛋白分子經(jīng)過一定程度的熱處理，分子展開，疏水相互作用增強(qiáng)，逐漸形成聚集體，此過程涉及TG酶反應(yīng)位點(diǎn)逐漸增多又降低的過程，而在較高溫度下，蛋白分子發(fā)生熱解聚，此時(shí)TG酶反應(yīng)位點(diǎn)增多，凝膠強(qiáng)度最大，持水性也隨之增大。對(duì)于95 ℃熱處理蛋白的凝膠，隨著蛋白含量的增大，凝膠強(qiáng)度增大，同時(shí)氣孔逐漸增多；隨著TG酶添加量的增加，凝膠強(qiáng)度增大，而持水性在TG酶添加量為1.80 U/g時(shí)達(dá)到最低，同時(shí)氣孔多且大；50 ℃培養(yǎng)的蛋白凝膠強(qiáng)度高于4 ℃培養(yǎng)樣品，但凝膠形態(tài)不如4 ℃凝膠樣品細(xì)膩透明?？傊?，大豆蛋白一定程度的熱變性(尤其95 ℃熱處理)有利于低溫下(相較于熱致凝膠)經(jīng)TG酶誘導(dǎo)形成蛋白凝膠，這為工業(yè)生產(chǎn)提供了一定的理論依據(jù)。