减压等离子体处理对大豆分离蛋白功能性质的影响

杜艳丽，黄国清，张 彤，马 敏，肖军霞

（青岛农业大学食品科学与工程学院，山东 青岛 266109）

减压等离子体处理对大豆分离蛋白功能性质的影响

杜艳丽，黄国清，张 彤，马 敏，肖军霞*

（青岛农业大学食品科学与工程学院，山东 青岛 266109）

运用减压等离子体处理大豆分离蛋白（soybean protein isolate，SPI），研究处理时间对SPI溶解性、乳化活性、触变性、热稳定性及表面粗糙度等功能性质的影响。结果表明：经100 W的减压等离子体处理150 s后，SPI的溶解度、乳化活性指数和吸水性均达到最大，分别为572.83 μg/mL、0.584 m2/g和12.675 g/g，比对照分别增加约35%、15%和48%；吸油性随着处理时间的延长呈现先降低后上升的趋势，当处理时间为300 s时达到最大值2.071 mL/g，比对照增加了12%；流变学研究表明减压等离子体处理使SPI的黏度有所降低，但未影响其触变性及剪切变稀行为；差示扫描量热分析表明减压等离子体处理略微降低了SPI的热稳定性，扫描电子显微镜观察结果则表明减压等离子体处理增加了SPI颗粒的表面粗糙度。上述研究表明，减压等离子体处理可以改善SPI的溶解性、乳化性、吸水性、吸油性，因此在SPI的改性中具有潜在的应用价值。

减压等离子体；大豆分离蛋白；功能性质；改性

大豆分离蛋白（soybean protein isolate，SPI）是以低变性脱脂豆粕为原料，采用现代化的加工技术制备的一种蛋白质量分数大于90%（以干质量计）的功能性食品添加剂或食品原料[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 种成分[2-3]。SPI具有水溶性、乳化性、凝胶性、起泡性、吸油性等多种功能[4]，能够影响食品的感官特性，对食品在制造、加工和贮藏过程中的物理、化学性质起重要作用，已在医药保健食品、婴儿食品及饮料等诸多领域获得了广泛应用。

天然的SPI功能特性不突出，这使其难以满足食品体系对蛋白质功能特性的不同需求，因此有必要采用一些方法来改善SPI的功能性质。现有的SPI改性方法可分为物理改性、化学改性和酶法改性等[5]。化学改性是利用特定化学试剂与蛋白质分子上的基团发生反应，主要包括二硫键还原、乙酰化、糖基化、戊二醛交联等[6]；化学改性能够显著拓展SPI的应用范围，但是该法存在化学试剂残留、无选择性及成本高等弊端。酶法改性是一种比较有潜力的改性方法，其中转谷氨酰胺酶在SPI改性中的应用最为广泛；虽然该方法容易完成且具有很高选择性，但是其作用时间较长，而且有时改性效果不明显[7]。物理改性是采用高压、微波辐射、超声波、加热、机械作用、射线等[8-9]方式来改变SPI的高级结构和分子间聚集方式；该方法具有费用低、毒副作用小、处理时间短及对产品营养成分影响弱等优点，且不涉及化学试剂残留，因此应用前景广阔[10]。

等离子体是一种部分或完全电离的气体，其所含的自由电子和离子所带正负电荷完全抵消，因此宏观上仍呈现电中性[11]。由于具有操作简单、绿色、无须使用溶剂、省时、环境友好等特点，等离子体技术已经在食品工业中显现出了极大的应用潜力，已被应用于微生物的灭活[12]和黄曲霉毒素的脱毒[13]。等离子技术在生物大分子改性中的应用也已有报道。Arolkar等[14]发现减压等离子体处理可以提高玉米淀粉膜的降解率；Alves等[15]发现经过氧气等离子体处理后聚乳酸中含氧官能团的数量及蛋白质吸附性能都有极大提高；Jordá-Vilaplana等[16]发现氧气等离子体处理提高了聚乳酸的表面粗糙度和极性基团数量。国内Pang Jie等[17]就等离子体处理在淀粉改性中的应用进行了初步研究，发现经过处理后，高直链淀粉膜的表面粗糙度、含氧基团数以及亲水性都有所提高；蒲华寅[18]则发现等离子体处理基本不改变马铃薯淀粉和玉米淀粉的整体颗粒相貌及糊化历程，但降低了两者的结晶度、提高了溶解度。

上述研究表明等离子体处理有望显著改善生物大分子的功能性质，目前尚未见到等离子体处理SPI的报道。本研究拟采用100 W的减压等离子体处理SPI，探究处理时间对SPI溶解性、乳化活性指数（emulsifying activity index，EAI）、吸水性（water adsorption capacity，WAC）、吸油性（oil adsorption capacity，OAC）、流变学性质以及热性能的影响，以期拓宽SPI在食品工业中的应用范围。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

SPI（食品级） 青岛天新食品添加剂有限公司；一级大豆油（食品级） 嘉里粮油（青岛）有限公司；牛血清白蛋白、考马斯亮蓝G250、十二烷基硫酸钠、磷酸、乙醇（均为分析纯） 莱阳市康德化工有限公司。

1.2 仪器与设备

减压等离子体机 苏州奥普斯等离子体科技有限公司；DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱、HH-S2数显恒温水浴锅 龙口市先科仪器有限公司；FJ200-SH型数显高速分散均质机 上海标本模型厂；DL-5-B低速大容量离心机 上海安亭仪器设备厂；UV-2000紫外-可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；MCR201动态剪切流变仪 江都区昌隆试验机械厂；JEOL700F扫描电子显微镜 日本电子株式会社。

1.3 方法

1.3.1 减压等离子体处理SPI

精确称取0.500 0 g SPI粉末平铺在培养皿上，均匀滴加蒸馏水8.00 mL使其吸水完全。将装有SPI的培养皿于50 ℃烘箱烘6 h，然后置于减压等离子体载物台上，设置处理功率为100 W，处理时间分别为0（对照）、50、100、150、200、250、300 s。处理完毕后，将培养皿内的SPI收集、粉碎，装入密封袋中于4 ℃条件下贮存待测。

1.3.2 溶解性的测定

测定SPI中可溶性蛋白质的质量浓度，用每毫升水中溶解的SPI的质量（μg）来表示溶解度，使用考马斯亮蓝G250染色法测定[19-20]。取6 支10 mL带塞试管，分别加入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，补足蒸馏水到1 mL，从而得到0～500 μg/mL的牛血清白蛋白稀释溶液，取各质量浓度的稀释液0.10 mL置于另外6 支带塞试管中，分别加入5.00 mL 100 μg/mL考马斯亮蓝G250溶液，漩涡振荡混匀，2 min后测定595 nm波长处各试管溶液的吸光度，绘制标准曲线。

精确称取不同处理条件下的SPI粉末各0.100 0 g溶解于蒸馏水中，4 000 r/min离心20 min，取上清液0.2 mL放入10 mL试管中，再加入100 μg/mL的考马斯亮蓝G250溶液5.00 mL，振荡摇匀，2 min后使用考马斯亮蓝G250溶液进行调零，然后在595 nm波长处测定不同处理条件下的SPI吸光度。根据牛血清白蛋白标准曲线得出线性方程，通过该线性方程计算出SPI溶液中蛋白质的质量浓度。用每毫升水溶液中可溶性蛋白的质量（μg）来表示溶解度。

1.3.3 EAI的测定

EAI根据Molina[21]、Tang Chuanhe[22]等的方法进行测定。精确称取经减压等离子体处理不同时间的SPI粉末0.060 0 g，加入12.00 mL蒸馏水混合均匀，再加入4.00 mL一级大豆油于10 000 r/min条件下均质5 min。精确量取1.00 mL乳化液，稀释至5 倍体积，以质量分数0.1%的十二烷基硫酸钠水溶液调零，在500 nm波长处测定稀释乳液的吸光度，按式（1）计算EAI。

式中：A为500 nm波长处的吸光度；N为稀释倍数；ρ为乳化液形成前蛋白质水溶液中蛋白质量浓度/（g/mL）；φ为乳化液中大豆油的体积分数/%；L为比色池光径/cm。

1.3.4 WAC的测定

精确称取经减压等离子体处理不同时间的SPI粉末0.100 0 g（m）于10 mL离心管中，加入6.00 mL蒸馏水，振荡1 min后静置10 min，4 000 r/min离心20 min，倒出上清液后用滤纸吸去游离水分后称质量（m1），再将离心管放在50 ℃烘箱中至恒质量（m2）。SPI的WAC按公式（2）计算[23]。

1.3.5 OAC的测定

精确称取经减压等离子体处理不同时间的SPI粉末0.100 0 g（m）于10 mL离心管中，然后加入5.00 mL（V1）一级大豆油，每隔5 min振荡30 s，30 min后4 000 r/min离心10 min，读取剩余大豆油的体积（V2），按式（3）计算SPI的OAC[23]。

1.3.6 流变学性质的测定

精确称取经减压等离子体处理不同时间的SPI粉末0.100 0 g用蒸馏水溶解后定容至10.00 mL得到1 g/100 mL的溶液，测定其流变学性质，以未经减压等离子体处理的SPI溶液作为对照。SPI的触变性质分2 个区间进行测量，上升测量区间的频率变化范围为0.3～200.0 s-1；下降测量区间的频率变化范围为200.0～0.3 s-1。测定过程中温度保持为30 ℃，板间间距为1 mm。

1.3.7 热性能的测定

采用差示扫描量热（differential scanning calorimetry，DSC）分析。精确称取经减压等离子体处理不同时间的SPI粉末及对照0.005 0 g加入到铝盒中，在氮

气的保护下以5 ℃/min的速率从30 ℃加热到300 ℃，通过计算机记录加热过程中的热曲线。

1.3.8 表面形态的观察

称取一定量的对照SPI及减压等离子体处理300 s的SPI粉末，用导电胶贴于载物台上，放入表面处理机中喷金，加速电压为2 kV，用扫描电子显微镜观察SPI微观形貌。

1.4 数据统计分析

2 结果与分析

2.1 减压等离子体处理对SPI溶解性的影响

图1 减压等离子体处理时间对SPI溶解性的影响Fig. 1 Effect of reduced pressure plasma treatment duration on the solubility of SPI

从图1可以看出，随着处理时间的延长，SPI的溶解度呈现先增加后降低的趋势，且在150 s时溶解度达到最大值572.83 μg/mL，比对照SPI增加了35%。当处理时间从150 s延长至300 s时SPI溶解度逐渐降低，处理时间为300 s时，SPI的溶解度仅为393.2 μg/mL，与对照SPI相比降低了7%。已有研究表明，在一定条件下等离子体处理可向生物大分子中引入大量的亲水性功能基团如氨基、羧基和羟基等[24]，但是当超过一定强度时会使生物大分子发生解聚或交联反应[25]。从图1可以看出，经短时间的减压等离子体处理可能使得SPI中亲水性基团的含量增加，从而使溶解度显著增加（p＜0.05）；当处理时间进一步延长时，SPI分子之间发生了交联，分子质量变大从而使其溶解度降低，且随着处理时间的延长，降低趋势愈发明显。

2.2 减压等离子体处理对SPI EAI的影响

从图2可以看出，当处理时间为50 s和100 s时，SPI的EAI均低于对照，表明此时等离子体处理引入的亲水性基团数量过多，使得SPI的EAI下降；当处理时间延长至150 s时，SPI的EAI达到最大值0.584 m2/g，比对照增加了15%，表明在此处理时间下SPI的结构变得更加松散，使得更多的疏水性的基团暴露出来；但是当处理时间进一步延长时，SPI的EAI又显著降低（p＜0.05），在处理时间为300 s时，SPI的EAI为0.443 m2/g，比对照SPI降低了6%，比150 s时的EAI降低了24%。这可能是由于长时间的处理使得SPI分子间发生了交联反应，从而使其溶解性和暴露在外的疏水性基团数量降低所致。这一变化趋势与溶解度的基本一致。

图2 减压等离子体处理时间对SPI EAI的影响Fig. 2 Effect of reduced pressure plasma treatment duration on the EAI of SPI

2.3 减压等离子体处理对SPI WAC的影响

图3 减压等离子体处理时间对SPIX WAC的影响Fig. 3 Effect of reduced pressure plasma treatment duration on the WAC of SPI

从图3可以看出，随着减压等离子体处理时间的延长，SPI的WAC整体呈现先升高后下降的趋势，但是均高于未处理的SPI。当处理时间从50 s延长到150 s时，SPI的WAC呈现增加的趋势，且在150 s时WAC达到最大值12.675 g/g，是对照SPI的1.48 倍。SPI的WAC主要取决于其亲水性基团的含量。由2.1节分析可知，在该处理时间范围内SPI中可能引入了大量亲水性基团，因此使其与水通过氢键结合的能力大增加，使得WAC明显升高；当处理时间进一步延长时，SPI之间发生了交联，部分亲水性基团被掩盖，从而使其WAC有所下降，但是仍高于对照。

2.4 减压等离子体处理对SPI OAC的影响

从图4可以看出，在50～200 s的时间范围内，随着处理时间的延长，SPI的OAC随之降低，在100、150 s和200 s时达到最低值，其中处理时间为150 s时的OAC仅为1.532 mL/g，比对照SPI降低了13%；当减压等离子体处理时间进一步延长时，SPI的OAC有所恢复，并且在300 s时达到最大值2.071 mL/g，显著高于对照SPI（增高约12%），该变化趋势与2.3节中的WAC结果基本相反。这可能是由于当减压等离子体处理时间较短时引入了较多的亲水性基团，使得疏水性基团的数量相对变少，因此OAC下降；当处理时间进一步延长时，SPI发生了聚合反应，有利于疏水性区域的形成，因此使其OAC上升且在300 s时达到最大值。

图 4 减压等离子体处理时间对SPI OAC的影响Fig. 4 Effect of reduced pressure plasma treatment duration on the OAC of SPI

莫耽等[26]就辐照处理对SPI功能性质的影响进行了研究，结果发现随着辐射强度的增加，SPI的WAC和乳化活性均表现出了先增加后降低的趋势，而OAC则先降低后升高，且当OAC最低时乳化活性最高，这与本研究中观察到的规律基本一致，表明辐照处理与等离子体处理这两种方法在机理上可能有相似之处。

2.5 减压等离子体处理对SPI溶液流变学性质的影响

图5 对照组SPI（a）及减压等离子体处理300 s的SPI（b）的动态黏度Fig. 5 Dynamic viscosity of control SPI (a) and SPI exposed to reduced pressure plasma for 300 s (b)

以处理300 s的SPI为代表研究减压等离子体处理对SPI流变学性质的影响。从图5可知，随着剪切速率的增加，两种SPI溶液的黏度均迅速下降，表现出明显的剪切变稀现象及非牛顿流体的特征；外力逐步撤销后黏度均能恢复到初始值，表明减压等离子体处理未破坏SPI的触变特性；另外，减压等离子体处理后SPI的初始黏度有所降低，这可能是由于处理300 s后SPI溶解度降低及发生聚集而使SPI分散性能变差所致。

2.6 减压等离子体处理对SPI热性能的影响

表1 SPI在DSC图谱上的峰值温度Table 1 Peak temperatures of SPI in DSC thermogram

减压等离子体处理过的SPI和对照SPI的DSC分析结果如表1所示。所有样品在实验设置温度范围内均只有一个吸热峰和一个放热峰。吸热峰在90 ℃附近，与样品中水分蒸发有关；放热峰与SPI的热分解有关。处理组的SPI放热峰的峰值温度比对照的峰值温度都要低，说明经减压等离子体处理的SPI热稳定性有所降低。在处理时间为50 s时，放热峰峰值温度最低，对应SPI的热稳定性最低，这可能是由于SPI经过减压等离子体处理后发生了部分分解所致；随着处理时间的延长，放热峰的峰值温度呈现先增加后减少的趋势，且在150 s时峰值温度达到最大值，这可能是由于此时SPI中的亲水性基团含量最高，分子内的氢键相互作用最强，因此需要额外的热量来破坏该相互作用所致；当处理时间达到300 s时，SPI的热分解温度又有所升高，这可能是由于此时SPI发生了聚集，形成了热稳定性较好的复合物，此时的水分蒸发峰温度的变化趋势与此分析一致，即由于形成了更加致密的结构，水分的蒸发受阻，从而使其吸热峰温度略有上升。本实验的研究结果与从印度香米米粉中观察到的结果一致[27]，但与聚乳酸薄膜的结果相反[28]，表明等离子体处理对生物大分子的性质有重要影响。

2.7 减压等离子体处理对SPI微观结构的影响

图6 对照组SPI（a）及100 W减压等离子体处理300 s的SPI（b）扫描电子显微镜图Fig. 6 Scanning electron micrographs of control SPI (a) and SPI exposed to reduced pressure plasma for 300 s (b)

高能粒子在轰击生物大分子时会在聚合物表面产生蚀刻效应[29]，已有报道称空气等离子体处理会增加聚对苯二甲酸乙二醇酯玉米淀粉膜[30]、玉米淀粉/聚ε-已内酮复合膜[14]及聚乳酸膜[16]的表面粗糙度。本研究在减压等离子体处理时间300 s的SPI中也观察到了相同的结果。由图6a可知，对照组的SPI颗粒表面外表比较平滑，而经减压等离子体处理300 s后，SPI颗粒表面出现一些小碎片且变得比较粗糙（图6b），表明等离子体中的高能粒子攻击了SPI分子。

3 结 论

本实验运用减压等离子体对SPI进行改性，固定处理功率100 W，研究了处理时间对SPI功能性质的影响。结果表明，减压等离子体处理对SPI的功能性质有重要影响，且具体效果与处理时间密切相关。当减压等离子体处理时间为150 s时，SPI的溶解度、EAI和WAC均达到最大值，分别为572.83 μg/mL、0.584 m2/g和12.675 g/g，分别比对照SPI提高了35%、15%和48%；当处理时间为300 s时，SPI的OAC最强，达到了2.071 mL/g，比对照SPI提高了12%。减压等离子体处理对SPI溶液的触变特性无影响，但是略微降低了其热稳定性，且当处理时间为300 s时使SPI颗粒表面的粗糙度增加。综上所述，减压等离子体处理可以显著改善SPI的部分功能性质，且可根据实际情况改变处理强度以获得所需的功能性质，因此在SPI的改性中具有潜在的应用价值。

[1] 李海萍, 易菊珍. 大豆分离蛋白改性的研究进展[J]. 高分子通报,2009, 10(2): 58-63.

[2] NAGANOA T, AKASAKA T, FUKUDA Y. Rheological studies on preheated β-conglycinin and glycinin[M]// NISHINARI K.Hydrocolloids. Amsterdam: Elsevier Science, 2000: 429-434.DOI:10.1016/B978-044450178-3/50055-X.

[3] 陈伟斌. 大豆分离蛋白的功能性和改性研究进展[J]. 粮食加工,2006, 31(4): 67-71.

[4] 郭勇, 张春红. 大豆蛋白改性的研究现状及发展趋势[J]. 粮油加工与食品机械, 2003(7): 46-47; 50.

[5] 黄友如, 华欲飞. 大豆分离蛋白化学改性及其对功能性质影响[J]. 粮食与油脂, 2003(4): 17-19. DOI:10.3969/j.issn.1008-9578.2003.04.006.

[6] PARK S K, BAE D H, RHEE K C. Soy protein biopolymers crosslinked with gutaraldehyde[J]. Journal of the American Oil Chemists’Society, 2000, 77(8): 879-884. DOI:10.1007/s11746-000-0140-3.

[7] GAN C Y, CHENG L H, EASA A M. Physicochemical properties and microstructures of soy protein isolate gels produced using combined cross-linking treatments of microbial transglutaminase and Maillard cross-linking[J]. Food Research International, 2008, 41(6): 600-605.DOI:10.1016/j.foodres.2008.03.015.

[8] UZUN H, IBANOGLU E, CATAL H, et al. Effects of ozone on functional properties of proteins[J]. Food Chemistry, 2012, 134(2):647-654. DOI:10.1016/j.foodchem.2012.02.146.

[9] 张玉荣, 周显青, 王东华, 等. 稻谷新陈度的研究(三): 稻谷的储藏过程中α-淀粉酶活性的变化及其与各储藏品质指标之间的关系[J]. 粮食与饲料工业, 2003(10): 12-14.

[10] AN H J, KING J M. Using ozonation and amino acids to change pasting properties of rice starch[J]. Journal of Food Science, 2009,74(3): C278-C283. DOI:10.1111/j.1750-3841.2009.01109.x.

[11] 孟月东, 钟少锋, 熊新阳, 等. 低温等离子体技术应用研究进展[J]. 物理, 2006, 35(2): 140-146. DOI:10.3321/j.issn:0379-4148.2006.02.009.

[12] LI X, FARID M. A review on recent development in non-conventional food sterilization technologies[J]. Journal of Food Engineering, 2016,182: 33-45. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2016.02.026.

[13] WANG S Q, HUANG G Q, LI Y P, et al. Degradation of af l atoxin B1by low-temperature radio frequency plasma and degradation product elucidation[J]. European Food Research and Technology, 2015, 241(1):103-113. DOI:10.1007/s00217-015-2439-5.

[14] AROLKAR G A, SALGO M J, KELKAR-MANE V, et al. The study of air-plasma treatment on corn starch/poly (ε-caprolactone)fi lms[J]. Polymer Degradation and Stability, 2015, 120(3): 262-272.DOI:10.1016/j.polymdegradstab.2015.07.016.

[15] ALVES C M, YANG Y, MARTON D, et al. Plasma surface modification of poly(D,L-lactic acid) as a tool to enhance protein adsorption and the attachment of different cell types[J]. Journal of Biomedical Materials Research, 2008, 87(1): 59-66. DOI:10.1002/jbm.b.31068.

[16] JORDÁ-VILAPLANA A, FOMBUENA V, GARCÍA-GARCÍA D, et al.Surface modification of polylactic acid (PLA) by air atmospheric plasma treatment[J]. European Polymer Journal, 2014, 58: 23-33.DOI:10.1016/j.eurpolymj.2014.06.002.

[17] PANG Jie, JIAN Wenjie, WANG Liangyu, et al. X-ray photoelectron spectroscopy analysis on surface modif i cation of Konjac glucomannan membrane by nitrogen plasma treatment[J]. Carbohydrate Polymers,2012, 88(1): 369-372. DOI:10.1016/j.carbpol.2011.12.013.

[18] 蒲华寅. 等离子体作用对淀粉结构及性质影响的研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2013: 1-3.

[19] 袁道强, 杨丽. 超声波改性提高大豆分离蛋白酸性条件下溶解性的研究[J]. 粮食与饲料工业, 2008(1): 27-28; 47. DOI:10.3969/j.issn.1003-6202.2008.01.012.

[20] 朱建华, 杨晓泉, 邹文中, 等. 超声处理对大豆分离蛋白功能特性的影响[J].食品科学, 2004, 25(7): 56-59. DOI:10.3969/j.issn.1002-0306.2004.04.023.

[21] MOLINA E, PAPADOPOULOU A, LEDWARD D A. Emulsifying properties of high pressure treated soy protein isolate and 7S and 11S globulins[J]. Food Hydrocolloids, 2001, 15(3): 263-269. DOI:10.1016/S0268-005X(01)00023-6.

[22] TANG Chuanhe, YANG Xiaoquan, CHEN Zhong, et al.Physicochemical and structural characteristics of sodium caseinate biopolymers induced by microbial transglutaminase[J]. Journal of Food Biochemistry, 2005, 29(4): 402-421.

[23] GUIL-GUERRERO J L, NAVARRO-JUÁREZ R, LÓPEZMARTINEZ J C, et al. Functional properties of the biomass of three microalgal species[J]. Journal of Food Engineering, 2004, 65(4): 511-517. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2004.02.014.

[24] HUA Z Q, SITARU R, DENES F, et al. Mechanisms of oxygen- and argon-RF-plasma-induced surface chemistry of cellulose[J]. Plasmas and Polymers, 1997, 2(3): 199-224. DOI:10.1007/BF02766154.

[25] WONGSAGONSU R, DEEYAIB P, CHAIWATC W, et al.Modification of tapioca starch by non-chemical route using jet atmospheric argon plasma[J]. Carbohydrate Polymers, 2014, 102: 790-798. DOI:10.1016/j.carbpol.2013.10.089.

[26] 莫耽, 黄行健, 段雅庆, 等. 辐照对大豆分离蛋白功能特性影响[J].食品科学, 2011, 32(1): 52-55.

[27] THIRUMDAS R, DESHMUKH R R, ANNAPURE U S. Effect of low temperature plasma on the functional properties of basmati rice fl our[J]. Journal of Food Science and Technology, 2016, 53(6): 2742-2751. DOI:10.1007/s13197-016-2246-4.

[28] PANKAJ S K, BUENO-FERRER C, MISRA N N, et al.Characterization of polylactic acid fi lms for food packaging as af f ected by dielectric barrier discharge atmospheric plasma[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2014, 21: 107-113. DOI:10.1016/j.ifset.2013.10.007.

[29] JOHN P I. Plasma science and the creation of wealth[M]. New Delhi:Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, 2005: 90-110.

[30] PANKAJ S K, BUENO-FERRER C, MISRA N N, et al. Dielectric barrier discharge atmospheric air plasma treatment of high amylose corn starch fi lms[J]. LWT-Food Science and Technology, 2015, 63(2):1076-1082. DOI:10.1016/j.lwt.2015.04.027.

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

杜艳丽, 黄国清, 张彤, 等. 减压等离子体处理对大豆分离蛋白功能性质的影响[J]. 食品科学, 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

国家自然科学基金面上项目（31571890）；山东省自然科学基金面上项目（ZR2015CM037）

杜艳丽（1990—），女，硕士研究生，研究方向为食品配料及稳态化技术。E-mail：18354255812@163.com

*通信作者：肖军霞（1977—），女，教授，博士，研究方向为食品配料及稳态化技术。E-mail：xjxfood@qau.edu.cn