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      銀耳多糖與大豆分離蛋白的相互作用及流變性能

      2022-09-01 08:01:54朱葉力滕建文
      食品科學 2022年16期
      關鍵詞:混合液濁度儲備

      龍 慧,李 祎,朱葉力,滕建文,夏 寧

      (廣西大學輕工與食品工程學院,廣西 南寧 530004)

      多糖和蛋白質(zhì)是生物體系中最重要的兩種生物活性大分子,對保持食品品質(zhì)和發(fā)揮食品功能特性有重要意義。蛋白質(zhì)和多糖在溶液中可通過靜電相互作用形成復合凝聚體,這受蛋白質(zhì)和多糖的種類、蛋白與多糖的濃度、比例、電荷密度、分子質(zhì)量、pH值、離子強度和溫度等因素的影響。研究表明復合凝聚體具有比單獨的蛋白質(zhì)或多糖更好的功能活性,在穩(wěn)定乳液、活性物質(zhì)的包埋與保護、新型復合材料等領域得到了廣泛應用。由于蛋白質(zhì)和多糖結(jié)構的復雜性和多樣性,不同蛋白質(zhì)和多糖形成復合凝聚的條件往往不同,因此對不同來源的蛋白質(zhì)與多糖相互作用的研究是這一領域的熱點。

      大豆分離蛋白(soybean protein isolate,SPI)作為一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白,具有凝膠性、乳化性和發(fā)泡性等多種功能活性。其中,含量最多的7S和11S亞基與SPI功能活性緊密相關。SPI在食品加工等領域應用廣泛,但其對pH值較為敏感,在等電點附近穩(wěn)定性較差。以植物蛋白為體系的飲料在生產(chǎn)和貯藏過程中最常見的問題是蛋白沉淀等不穩(wěn)定現(xiàn)象,嚴重影響產(chǎn)品品質(zhì)。蛋白質(zhì)與多糖的靜電相互作用可改變蛋白質(zhì)的等電點,提高體系的穩(wěn)定性。Huang Guoqing等發(fā)現(xiàn)SPI與殼聚糖的復合凝聚能使SPI熱穩(wěn)定性提高38~43 ℃。Niu Fuge等發(fā)現(xiàn)卵白蛋白與阿拉伯膠發(fā)生相互作用后,體系的電荷中和點從pH 4.59偏移至pH 3.76。因此,通過控制蛋白質(zhì)與多糖靜電相互作用的強度可以改變體系的質(zhì)構,賦予體系新的功能特性,使其滿足生產(chǎn)加工的需要。

      目前,來源于天然原料的親水性膠體(魔芋、刺槐豆膠、瓜爾豆膠等)應用在蛋白飲料中,在滿足食品清潔標簽的同時,也改善產(chǎn)品增稠穩(wěn)定的特性。銀耳中富含的銀耳多糖(polysaccharide,TFP)除了以上特點,還具有較好的持水性和乳化穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)TFP還具有抗腫瘤、抗氧化、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性。因此,將TFP應用到富含蛋白的飲料體系中,不僅能達到增稠穩(wěn)定的目的,還能增加產(chǎn)品的功能活性。然而,目前鮮有關于TFP與蛋白質(zhì)相互作用的研究。本實驗旨在通過對TFP與SPI相互作用的條件和影響因素的研究,探討兩者的相互作用機制,為實現(xiàn)新功能性多糖在植物蛋白飲料中的應用提供一定理論基礎。

      1 材料與方法

      1.1 材料與試劑

      TFP 上海輝文生物技術股份有限公司;低溫脫脂豆粕 湖北興恒業(yè)科技有限公司。

      NaOH、HCl、NaCl 成都市科龍化工試劑廠;羅丹明B 上海麥克林生化科技有限公司;上述試劑均為分析純。

      1.2 儀器與設備

      Infinite M200 Pro型光柵型多功能微孔板檢測儀奧地利TECAN公司;NANO ZS90型納米粒度儀 英國馬爾文儀器公司;F-7000/4600型熒光分光光度計 天美(中國)科學儀器有限公司;Nicolet iS10型傅里葉變換紅外光譜儀、HAAKE-MARS4型流變儀 賽默飛世爾科技(中國)有限公司;LEICA-TCS-SP8MP型激光共聚焦顯微鏡 德國徠卡公司。

      1.3 方法

      1.3.1 SPI制備

      參照Qi等的堿溶酸沉法并稍作修改。將低溫脫脂豆粕與去離子水按1∶10(g/mL)混合,用2 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為8.0,同時勻速攪拌2 h。4 ℃、8 000 r/min離心20 min,取上清液。用2 mol/L HCl溶液將上清液pH值調(diào)至4.5,8 000 r/min離心10 min,棄上清液。用去離子水復溶沉淀,用2 mol/L NaOH溶液調(diào)pH值至7.0,4 ℃透析48 h。將透析液進行真空冷凍干燥,得到SPI粉末。通過凱氏定氮法對SPI粉末的蛋白質(zhì)含量進行測定。

      1.3.2 TFP成分測定

      采用凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量,采用苯酚硫酸法測定總糖含量和3-苯基酚顯色法測定糖醛酸含量。

      1.3.3 SPI和TFP儲備液制備

      分別稱取1 g的SPI和TFP,溶解于100 mL去離子水中,常溫下用磁力攪拌器勻速攪拌3 h后,置于4 ℃冰箱中過夜以充分水合,分別得到質(zhì)量濃度為1 g/mL的SPI和TFP儲備液。重復上述步驟,用5、20、50 mmol/L和200 mmol/L NaCl溶液分別溶解SPI和TFP,得到不同鹽離子濃度的SPI和TFP離子儲備液。

      1.3.4 SPI-TFP混合液制備

      將SPI和TFP儲備液按10∶1、5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3(/)混合,同時用磁力攪拌器混合均勻,得到不同質(zhì)量比的SPI-TFP混合液。重復上述步驟,分別將相同鹽離子濃度的SPI和TFP離子儲備液按1∶1(/)混合,得到不同鹽離子濃度的SPI-TFP離子混合液。后續(xù)實驗用1 mol/L HCl溶液和1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液pH值。

      1.3.5 濁度測定

      參考Niu Fuge等方法。調(diào)節(jié)待測樣品的pH值至7.0。用0.1 mol/L HCl溶液對SPI儲備液、TFP儲備液、不同質(zhì)量比的SPI-TFP混合液(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3)和不同鹽離子濃度的SPI-TFP離子混合液進行酸化(pH 7.0~2.0),同時在磁力攪拌器上用pH計跟蹤體系pH值的變化。整個體系的pH值每變化0.1~0.2時取出樣品,在多功能微孔板檢測儀上測定600 nm波長處的光密度值,同時記錄樣品對應的pH值。

      1.3.6 粒度和Zeta電位測定

      參考Souza等方法。調(diào)節(jié)待測樣品的pH值至7.0。用相同的溶劑將SPI儲備液、TFP儲備液、不同質(zhì)量比的SPI-TFP混合液(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3)和不同鹽離子濃度下的SPI-TFP離子混合液分別稀釋10 倍(質(zhì)量濃度為0.1 g/mL)后,通過納米粒度儀測定樣品在酸化過程中(pH 7.0~2.0)的粒度分布和Zeta電位。

      1.3.7 微觀結(jié)構觀察

      參考Xiong Wenfei等方法。調(diào)節(jié)待測樣品至特定pH值。采用激光共聚焦顯微鏡觀測SPI儲備液和SPI-TFP混合液(1∶1,/)在不同pH值下(pH 3.0、5.0、6.0和7.0)的微觀結(jié)構。在1 mL樣品溶液中加入20 μL、質(zhì)量分數(shù)0.2%的羅丹明B熒光染料,用于標記蛋白質(zhì)。取55 μL樣品于載玻片上,確保沒有氣泡后用蓋玻片壓緊備用。采用20 倍物鏡,在552 nm波長處激發(fā)羅丹明B,在561~700 nm波長處采集發(fā)射信號,用LAS AF Lite軟件進行圖像分析與數(shù)據(jù)處理。

      1.3.8 熒光光譜測定

      參照El Rassi方法。調(diào)節(jié)待測樣品至特定pH值。在室溫下使用熒光分光光度計測量不同pH值(2.0~9.0)下SPI儲備液和SPI-TFP混合液(1∶1,/)的熒光強度。激發(fā)電壓為400 V,激發(fā)波長為295 nm,狹縫寬度為5 nm,掃描速度為1 200 nm/min。

      1.3.9 傅里葉變換紅外光譜測定

      參照邢永娜等方法。調(diào)節(jié)待測樣品至特定pH值。將不同pH值下(pH 3.0、5.0和6.0)的SPI儲備液和SPITFP混合液(1∶1,/)進行真空冷凍干燥,將干燥后的樣品與溴化鉀按質(zhì)量比1∶100充分混合后壓片。掃描次數(shù)為32,分辨率為4 cm,掃描范圍4 000~400 cm。

      1.3.10 流變特性測定

      參考Wang Chenying等方法。調(diào)節(jié)待測樣品至特定pH值。采用流變儀對不同pH值下(pH 2.0~7.0)的SPI儲備液和不同質(zhì)量比的SPI-TFP混合液(1∶1、2∶1、4∶1、5∶1和10∶1)的黏度進行測定,選擇直徑40 mm的錐板,測量間距為1 mm,測定溫度為25 ℃,系統(tǒng)平衡3 min后在0.1~100 s剪切速率范圍內(nèi)對溶液的黏度進行測定。

      設置應變?yōu)?%,測定pH 3.0的SPI儲備液、TFP儲備液、不同質(zhì)量比SPI-TFP混合液(3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3)和不同NaCl濃度SPI-TFP混合液在0.1~10 Hz下的黏彈性,得到彈性模量(’)和黏性模量(”)。

      1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

      2 結(jié)果與分析

      2.1 SPI和TFP的組成

      實驗測得SPI的蛋白質(zhì)相對含量為93.32%。在TFP中,總糖、糖醛酸和蛋白質(zhì)的相對含量分別為93.96%、25.53%和0.23%。

      2.2 SPI-TFP復合凝聚相行為分析

      2.2.1 pH值對SPI-TFP復合凝聚的影響

      在蛋白質(zhì)-陰離子多糖體系中,當多糖和蛋白質(zhì)帶相反電荷時,兩者會由于靜電引力產(chǎn)生復合凝聚現(xiàn)象。由圖1可知,隨著pH值降低,TFP儲備液的濁度保持不變,原因是強靜電斥力抑制TFP陰離子多糖分子產(chǎn)生聚集。SPI儲備液的濁度隨著pH值降低而變化,這是由SPI的聚集引起的,并在等電點(pH 4.6)左右出現(xiàn)了最大值。由圖1可知,與其他蛋白質(zhì)-多糖體系一樣,SPITFP混合液(1∶1,/)在酸化過程中由于濁度的變化產(chǎn)生了4 個離散相。根據(jù)濁度滴定曲線,可確定復合體系的可溶性復合點(pH)和不可溶性復合點(pH)。pH為濁度曲線斜率首次出現(xiàn)變化時的pH值,pH為濁度曲線斜率突然增大時對應的pH值,pH為濁度最大時對應的pH值,pH為濁度曲線斜率降到穩(wěn)定時對應的pH值。利用復合體系的pH、pH及蛋白質(zhì)等電點可將復合體系分為4 個區(qū)域:I)共溶區(qū):當pH值大于pH(6.4)時,SPI和TFP都帶負電荷,兩者由于靜電排斥作用而各自以單分子形態(tài)穩(wěn)定存在于溶液中,從而不能形成復合凝聚體。II)可溶性復合凝聚體區(qū):當pH值降至pH時,復合體系的濁度開始逐漸增大,表明SPI-TFP復合凝聚體開始形成。在pH 5.8~6.4,SPI和TFP均帶負電荷,此時復合凝聚體的形成是由于SPI上與TFP電荷相反的局部斑塊間的絡合。在大麻分離蛋白與阿拉伯膠相互作用的研究中也有類似發(fā)現(xiàn)。III)不溶性復合凝聚體區(qū):當pH值降至pH(5.8)時,不可溶性復合凝聚體的出現(xiàn)使體系發(fā)生宏觀的相分離。隨著酸化的進行,SPI和TFP的靜電相互作用在pH(4.3)和pH(3.3)處達到最強。SPI主要組成蛋白包括7S球蛋白和11S球蛋白,其等電點分別為4.8和6.4,這與2 次濁度峰值的出現(xiàn)有關。表明在SPI-TFP復合凝聚體中,SPI與TFP質(zhì)量比為1∶1時,TFP能分別與這2 種球蛋白發(fā)生相互作用,使其分別在pH 4.3和pH 3.3處產(chǎn)生最大的聚集。IV)共溶區(qū):隨著pH值降低,復合凝聚體逐漸解離。在pH(2.2)時,SPI和TFP相互作用終止,復合凝聚體完全發(fā)生解離,體系的濁度降低且保持不變。

      圖1 SPI、TFP和SPI-TFP混合液的濁度隨pH值的變化Fig. 1 Turbidity of SPI, TFP and SPI-TFP mixture as a change of pH

      2.2.2 SPI和TFP質(zhì)量比對SPI-TFP復合凝聚的影響

      復合體系中蛋白質(zhì)與多糖的比例會影響復合體系電荷的平衡,從而改變相轉(zhuǎn)變的臨界pH值。由圖2a可知,隨著體系中TFP比例的增大,SPI-TFP混合液的吸收峰變寬,最大吸收峰逐漸降低。在豌豆分離蛋白與黃芩膠的復合凝聚研究中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。在SPI-TFP混合液中,當SPI∶TFP<1時,SPI與TFP之間發(fā)生了弱相互作用,體系濁度較低。體系中由于過量陰離子基團的存在,聚合物之間存在強烈的靜電斥力,不利于凝聚的發(fā)生。當SPI∶TFP>1時,體系中存在較多SPI,可與TFP鏈結(jié)合的SPI增多,體系濁度值較高。由圖2b可知,隨著體系中TFP比例的增大,形成復合凝聚體的關鍵pH值發(fā)生變化。在SPI-TFP混合液中,當SPI∶TFP>1時,TFP比例的增大使得SPI表面的正電荷能結(jié)合的負電荷增加,在一定程度上促進了復合物的形成,所以復合凝聚的pH和pH向高pH值方向移動。當SPI∶TFP<1時,隨著體系中TFP比例的增大體系的負電荷增多,需要更多正電荷進行中和,SPI分子在較低pH值下帶的電荷較高,因而pH向低pH值方向移動。

      圖2 不同質(zhì)量比SPI-TFP混合液的濁度(a)和關鍵pH值(b)隨pH值的變化Fig. 2 Turbidity (a) and critical pH (b) of SPI-TFP mixtures with different mass ratios as a change of pH

      2.2.3 離子濃度對SPI-TFP復合凝聚的影響

      鹽離子對聚合物表面的電荷具有屏蔽作用,從而影響蛋白質(zhì)與多糖之間的復合作用。大量研究表明較低濃度的鹽離子有利于復合凝聚體的生成,較高濃度的鹽離子則會抑制兩者的作用。由圖3a可知,在SPI-TFP離子混合液(1∶1,/)中,隨著NaCl濃度增大,復合體系濁度的最大值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。在低濃度的鹽離子下,復合凝聚現(xiàn)象的出現(xiàn)在一定程度上能增強SPI與TFP的溶解,從而促進兩者相互作用的發(fā)生。NaCl濃度為20 mmol/L時,復合體系濁度的峰值最大,說明此時鹽離子對SPI和TFP復合的促進作用最大。當NaCl濃度大于20 mmol/L時,復合體系濁度的峰值開始減小,說明此時鹽離子開始抑制SPI與TFP之間的復合作用。由圖3b可知,在SPI-TFP離子混合液(1∶1,/)中,隨著NaCl濃度增大,復合物形成的關鍵pH值(pH、pH、pH)總體向更高的pH值移動,表明Na中和了部分TFP羧基基團所帶的負電荷。

      圖3 不同NaCl濃度SPI-TFP離子混合液的濁度(a)和關鍵pH值(b)隨pH值的變化Fig. 3 Turbidity (a) and critical pH (b) of SPI-TFP mixtures with different NaCl concentrations as a change of pH

      2.3 SPI-TFP復合凝聚的Zeta電位分析

      DLVO膠體溶液理論表明,電位值越高,溶液的斥力位能越大,體系的穩(wěn)定性越好;當Zeta電位的絕對值大于30 mV時,體系基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。如圖4a所示,TFP儲備液在pH 2.0~7.0范圍內(nèi)都帶負電荷;當pH>3.5時,TFP儲備液電位的絕對值均大于30 mV,表明TFP在溶液中充分溶解,溶液處于穩(wěn)定狀態(tài)。在SPI儲備液中,當pH值為4.7左右時,溶液的Zeta電位為0,這與文獻報道的等電點一致。pH值為2.0~7.0時,SPI-TFP混合溶液(1∶1,/)的電位值在SPI與TFP儲備液之間;當pH<4.7時,帶相反電荷的SPI和TFP之間會形成凝聚體。

      由圖4b可知,SPI-TFP混合溶液隨著TFP比例的增加,SPI與TFP在低pH值(pH 2.0)發(fā)生中和,提高TFP的添加比例,會使溶液的負電荷增加。因此,形成凝聚體需要溶液提供更多正電荷,體系的電荷中和點向更低的pH值方向移動。在pH 5.0~7.0,所有混合溶液的Zeta電位值變化相對較??;當pH<5.0時,SPI-TFP混合液的Zeta電位值迅速增加,SPI-TFP混合物的電荷中和點與pH(pH 3.0~4.0)相近。

      由圖4c可知,復合物形成區(qū)域(pH>4.5)SPI-TFP體系的Zeta電位絕對值隨NaCl濃度的增加而降低。這與NaCl的靜電屏蔽效應有關,在較高的離子強度下,SPI與TFP間的靜電相互作用由于屏蔽了兩種生物聚合物上的帶電活性位點而減弱,從而導致過量的羧基不能與陽離子氨基結(jié)合,抑制了SPI與TFP的相互作用,降低了體系的穩(wěn)定性。Liu Jingbo等發(fā)現(xiàn)NaCl濃度大于100 mmol/L會降低卵清蛋白/葡聚糖硫酸鹽復合體系的穩(wěn)定性。

      圖4 pH值(a)、質(zhì)量比(b)和離子強度(c)對SPI-TFP混合溶液Zeta電位的影響Fig. 4 Effects of pH (a), mixing ratio (b) and ionic strength (c) on zeta potential of SPI-TFP mixtures

      2.4 SPI-TFP復合凝聚的熒光光譜分析

      蛋白質(zhì)的內(nèi)源熒光光譜可以反映蛋白質(zhì)的三級結(jié)構和極性變化,常用來表征蛋白質(zhì)與多糖的相互作用。由圖5可知,在相同pH值條件下,與SPI溶液相比,SPI-TFP混合液(1∶1,/)的最大熒光強度降低,對應的波長發(fā)生紅移(由333 nm移動到335 nm)。SPI-TFP復合物的形成可能改變了色氨酸殘基的微環(huán)境,猝滅SPI固有熒光使熒光強度下降,表明疏水相互作用參與了復合物的形成。

      圖5 SPI(a)和SPI-TFP混合液(b)在不同pH值下的熒光光譜圖Fig. 5 Fluorescence spectra of SPI (a) and SPI-TFP mixture (b) at different pHs

      2.5 SPI-TFP復合凝聚的傅里葉變換紅外光譜分析

      為進一步分析復合凝聚過程中SPI與TFP之間的相互作用,測定了SPI儲備液與SPI-TFP混合液(1∶1,/)在不同pH值下的傅里葉變換紅外光譜。如圖6a所示,加入TFP后,在pH值相同條件下,SPI酰胺I帶從1 660 cm紅移至1 650 cm、酰胺II帶的特征峰從1 530 cm藍移至1 540 cm,說明TFP與SPI發(fā)生了疏水相互作用,引起了SPI二級結(jié)構的變化。與SPI儲備液相比,SPI-TFP混合液的酰胺A帶吸收峰的強度和位置均發(fā)生改變,表明SPI與TFP間存在氫鍵相互作用。由圖6b可知,與SPI儲備液相比,SPI-TFP混合液的-螺旋和-折疊的總相對含量有所增加,無規(guī)卷曲的相對含量降低。-螺旋和-折疊屬于相對規(guī)則的構象,表明添加TFP后SPI的有序結(jié)構增加,剛性增強,也進一步證明了TFP能夠抑制SPI的聚集。

      圖6 SPI儲備液和SPI-TFP混合液在不同pH值下的紅外光譜圖(a)和二級結(jié)構相對含量(b)Fig. 6 FTIR spectra (a) and secondary structure contents (b) of SPI and SPI-TFP mixture under different pH conditions

      2.6 pH值對SPI-TFP復合凝聚微觀結(jié)構的影響

      由圖7可知,pH 7.0時,SPI儲備液和SPI-TFP混合液(1∶1,/)的微觀圖像上沒有觀察到凝聚體的出現(xiàn),表明SPI和TFP處于共溶狀態(tài)。此時SPI-TFP混合液的粒徑分布圖可觀察到2 個散射強度相對相等的峰,與SPI溶液的峰形相差不大,表明SPI與TFP之間沒有形成凝聚體。pH 6.0時,SPI儲備液和SPI-TFP混合液均開始出現(xiàn)微小顆粒。SPI顆粒的形成是由于蛋白質(zhì)的自聚集;SPI和TFP開始形成可溶性復合凝聚體。與SPI儲備液相比,此時SPI-TFP混合液中峰的數(shù)目減少,且粒徑分布更為集中。pH 5.0接近SPI的等電點,此時SPI儲備液中觀察到致密且團聚的SPI聚集體,粒徑分布表現(xiàn)為一個窄而尖的峰。SPI-TFP此時處于不溶性復合凝聚體的形成區(qū),因而能觀察到較多微小顆粒。pH值降至3.0時,SPI儲備液中能觀察到較多蛋白質(zhì)顆粒,這與此時SPI的溶解度較低有關。此時,SPI-TFP混合液中SPI與TFP的相互作用較強,可觀察到較為致密且大的凝聚體。卵清蛋白/羧甲基纖維素復合凝聚體的研究中也觀察到類似的微觀結(jié)構。

      圖7 不同pH值下SPI儲備液(a)和SPI-TFP混合液(b)的共焦圖像及粒度分布Fig. 7 Confocal image and particle size distribution of (a) SPI and SPI-TFP mixture (b) at different pHs

      2.7 SPI-TFP凝聚體流變學特性分析

      2.7.1 pH值及質(zhì)量比對SPI-TFP復合體系黏度的影響

      由圖8a可知,隨著剪切速率的增大,不同pH值的SPITFP混合液(1∶1,/)及SPI儲備液(pH 6.4)表現(xiàn)出剪切稀化行為,即黏度隨著剪切速率的增大而減小,呈典型的非牛頓流體特征。黏度減低的原因是隨著剪切速率的增大,復合凝聚體分子間的連接被削弱甚至被破壞導致黏度降低。pH 3.0時,SPI-TFP混合液的總體黏度最高,表明此時兩者的相互作用最強,復合凝聚體趨于聚集絡合,體系黏度較大。pH 6.0時,由于蛋白與多糖均帶負電荷,在體系中存在靜電斥力,對流體流動的趨勢具有較大的阻礙作用,所以此時SPI-TFP混合液的黏度較高。如圖8b所示,隨著TFP添加比例的增大,SPI-TFP混合液的總體黏度逐漸增大。這是因為在較高的多糖濃度下,分子鏈間的相互作用增加,從而使溶液的黏度增加。斯托克斯定律表明,在一定程度上,體系較高的黏度能減少分子間的運動,會延緩兩相分離,提高體系的穩(wěn)定性,這表明添加適量的TFP,能提高復合體系的穩(wěn)定性。

      圖8 不同pH值(a)和質(zhì)量比(b)SPI-TFP混合液的黏度Fig. 8 Viscosity of SPI-TFP mixtures at different pHs (a) and mass ratios (b)

      2.7.2 質(zhì)量比和離子濃度對SPI-TFP復合體系黏彈性影響

      如圖9a所示,整個測定過程中,’始終大于”,表明凝聚體都表現(xiàn)出彈性大于黏性的流變學特性,在SPI/殼聚糖凝聚體、羅勒籽膠/-乳球蛋白中也有類似的發(fā)現(xiàn)。2 種聚電解質(zhì)形成的凝聚體的流變學性質(zhì)依賴于其分子間相互作用的強度,越強的相互作用會導致越強的黏彈性質(zhì)。在SPI-TFP混合液中,當SPI∶TFP=2∶1時總體的’最高,表明在pH 3.0、SPI與TFP質(zhì)量比為2∶1時,兩者的相互作用最強。進一步增加或減少TFP的含量,總體上均會引起’的降低。由于空間位阻效應,高支化多糖在混合體系中比線性大分子更難形成纏繞結(jié)構,因此,過多的TFP會導致形成較弱的網(wǎng)絡結(jié)構。

      如圖9b所示,當剪切頻率為10 Hz,NaCl濃度為20 mmol/L時,’和”值達到最大值,當鹽濃度大于20 mmol/L時,’和”降低。即鹽離子濃度為20 mmol/L時,對SPI和TFP復合的促進作用最大,當鹽離子濃度大于20 mmol/L時,鹽離子開始抑制SPI與TFP之間的相互作用。這些結(jié)果與濁度和Zeta電位隨離子強度的變化一致。

      圖9 pH 3.0下不同質(zhì)量比(a)和NaCl濃度(b)的SPI-TFP混合液的G’和G”Fig. 9 G’ and G” of SPI-TFP mixtures with different mixing ratios (a) and NaCl concentrations (b) at pH 3.0

      3 結(jié) 論

      研究pH值、離子濃度和蛋白質(zhì)/多糖質(zhì)量比對SPI和TFP復凝聚過程的影響。結(jié)果表明:SPI-TFP混合物在酸化過程中(pH 7.0~2.0)會出現(xiàn)4 個相區(qū)(I)共溶區(qū)、II)可溶性復合凝聚體區(qū)、III)不溶性復合凝聚體區(qū)和IV)共溶區(qū))以及4 個關鍵pH值(pH、pH、pH和pH)。當SPI∶TFP>1時,與復合物形成相關的關鍵pH值(pH和pH)向高pH值方向移動。當SPI∶TFP<1時,pH向低pH值方向移動。隨著體系中TFP比例的增大,SPI-TFP混合液的最大吸收峰逐漸降低。當NaCl濃度小于20 mmol/L時,鹽離子能增強SPI與TFP之間的相互作用;當NaCl濃度大于20 mmol/L時,鹽離子開始抑制SPI與TFP之間的相互作用。SPI-TFP混合液(1∶1,/)在pH 3.0處總體黏度最大,此時兩者的相互作用最強,形成的凝聚體數(shù)量最多且粒徑最大;SPI-TFP混合液的總體黏度隨體系中TFP添加比例的增加而增大。SPI-TFP混合液均表現(xiàn)出彈性大于黏性的流變學特性,當剪切頻率達到10 Hz,NaCl濃度為20 mmol/L時,SPI-TFP混合液(1∶1,/)的’和”值達到最大值。綜上所述,通過控制TFP與SPI混合的條件可實現(xiàn)提高體系穩(wěn)定性的目的,為TFP作為新的功能性多糖在植物蛋白飲料中的應用提供理論基礎。未來可從SPI和TFP的分子結(jié)構特性進一步解析兩者相互作用的機理。

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