限制性酶解对亚麻籽蛋白功能特性、结构的影响及其在冰淇淋中的应用
2021-02-18李泓颉秦那日苏包小兰
(李泓颉 秦那日苏 包小兰
(内蒙古农业大学食品科学与工程学院,呼和浩特 010018)
亚麻籽是内蒙古优势特色资源,年产亚麻籽约40万t[1]。亚麻籽目前主要用于压榨制油,而榨油后的亚麻籽饼主要用于加工饲料,其实亚麻籽饼中含有丰富的蛋白质,为20%~40%,亚麻籽蛋白必需氨基酸组成较合理,是优质的植物蛋白资源,但目前内蒙地区对其深加工利用不充分,造成植物蛋白资源浪费[2],因此对其深加工利用刻不容缓。
近些年来亚麻籽蛋白的加工利用受到了国内外研究者的关注,但目前关于亚麻籽蛋白的研究主要集中于提取工艺的探讨,对亚麻籽蛋白的功能特性、应用、改性等方面的研究不够深入。在亚麻籽蛋白功能特性方面,国内外学者仅对其热变性、乳化能力、起泡性、持水性及溶解性做了初步研究。而在应用方面,也仅用于饮料、能量棒、面包以及火腿肠等产品中[3]。关于亚麻籽蛋白的改性方面的研究鲜有报道。另外,本课题组前期研究发现,常规碱溶酸沉法提取的亚麻籽蛋白具有溶解性、起泡性等功能特性较差的问题,因此,需要适宜的方法来改善亚麻籽蛋白的功能特性,使其更好地应用于食品加工中[4]。
目前我国植物蛋白主要利用方式可分为加工饲料、直接食用、食品添加剂与配料加工等。其中作为食品配料与添加剂是我国植物蛋白资源利用的新途径[5]。植物蛋白质会对食品的质构、风味和加工性状产生重大影响,这主要是因为蛋白质具有溶解性、起泡性、乳化性等功能特性[6-8]。不同种食品对配料植物蛋白有其特有的功能特性要求,任何一种蛋白都很难同时兼具多种功能特性,而这恰恰是生产上所需要的,如何将蛋白质应用于各种不同类型的食品体系,其核心就是蛋白质的改性技术。现在常用的蛋白质改性方法有:超声改性、酶解改性、高压改性、热改性、糖基化改性[9]。其中限制性酶解改性是常用方法,其优点主要有:作用专一性强、效率高、反应条件温和、毒副作用小等[10]。近些年来,一些研究证实限制性酶解对植物源蛋白质的溶解性、乳化性、起泡性等均有改善的作用。例如,葵花籽分离蛋白经碱性蛋白酶限制性酶解后溶解性、乳化性、起泡性均显著提高[11]。蓝圆鲹分离蛋白经碱性蛋白酶限制性酶解后较原蛋白的溶解性、乳化性、起泡性及持油性也显著提高[12]。大豆浓缩蛋白经中性蛋白酶限制性酶解后较原蛋白的乳化性、持油性也显著提高[13]。还有研究表明蛋白质经水解后的功能特性取决于其水解时间长短即水解度大小,当水解度过大时导致水解物即多肽分子质量过低无法吸附在油水界面,削弱其乳化性等功能特性,因此通过水解改善蛋白分子功能特性其水解度应控制在较低范围,即需进行限制性酶解[14]。但目前限制性酶解对亚麻籽蛋白结构及功能特性的影响尚不清楚。假设限制性酶解会改变亚麻籽分子结构和功能特性,这将扩大亚麻籽蛋白在食品中的应用范围。
冰淇淋是一种深受消费者喜爱的休闲食品。然而当今食品市场倾向于“健康饮食”,高糖、高油类型的冰淇淋由于含热量过高,大量摄入不利于消费者的健康。因此如何将天然功能性食物成分如优质的植物蛋白等应用于冰淇淋中生产低糖、低油的冰淇淋产品引起了广泛关注。韩雅君[15]制作出了添加富含11组分大豆蛋白质的冰淇淋,发现其表现出较高的膨胀率、良好质地及风味,可以显著改善冰淇淋品质。亚麻籽蛋白也是优质的植物蛋白,其是否同大豆蛋白一样适合添加在冰淇淋中值得探讨。
本研究以低温脱脂亚麻籽饼为原料,利用碱溶酸沉法制备亚麻籽蛋白,并对其进行限制性酶解,分析对其功能特性及结构的影响,探讨酶解亚麻籽蛋白结构变化与功能特性之间的关系及其在冰淇淋中的应用,为指导生产实践中获得所期望的功能特性提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 主要材料与试剂
低温压榨亚麻籽饼(粗蛋白质质量分数40%);碱性蛋白酶(Alcalase,10 000 U/g);甘氨酸、Tris、5,5’-二硫双(2-硝基苯甲酸)(DTNB),1-苯胺基-8-萘磺酸(ANS):分析纯;脱脂奶粉、白砂糖、单甘酯、瓜尔豆胶、草原黄油、纯牛奶。
1.1.2 主要仪器与设备
UV-2300紫外分光光度计,IKA-T10均质机,K9860全自动凯氏定氮仪,FDU-2200真空浓缩冷冻干燥机,J-815圆二色光谱仪,Nanolog FL3-2iHR荧光光谱仪,LB-550动态光散射粒度分析仪,S-3000N扫描电子显微镜,CKX41倒置荧光显微镜,XHF-DY高速分散器,家用小型自动冰淇淋机。
1.2 方法
1.2.1 亚麻籽蛋白的制备
参照郑睿[16]的方法制备亚麻籽蛋白。将低温压榨亚麻籽饼粉碎、进一步脱脂处理。称取20 g脱脂亚麻籽饼粉,按料液比1∶35加入去离子水,用10%NaOH调节脱脂亚麻籽粉溶液的pH至8.5,50 ℃下恒温提取2 h,4 000 r/min离心15 min去除沉淀物,调节pH至4.4,静置30 min后离心去除上清液,使用1∶5去离子水洗涤沉淀2次,调节pH至7.0,冷冻干燥得亚麻籽蛋白,-18 ℃保存备用。
1.2.2 限制性酶解亚麻籽蛋白的制备
称取亚麻籽蛋白10 g于烧杯中,按料液比1∶20加入去离子水200 mL,常温下搅拌均匀后用10% NaOH调节亚麻籽蛋白粉溶液的pH至8.0,加热至50 ℃于恒温水浴锅中,按E/S=1%的比例加入100 μL碱性蛋白酶于亚麻籽蛋白溶液中,酶解10 min后用液氮速冻,存放在-86 ℃的冰箱,再经冷冻干燥后备用。
1.2.3 亚麻籽蛋白水解度的测定
称取2 g的亚麻籽蛋白于烧杯中,加入100 mL的蒸馏水后调节的pH至8.0,加热至50 ℃于恒温水浴锅中,加入20 μL碱性蛋白酶于亚麻籽蛋白溶液中,混合均匀后,使用浓度为0.5 mol/L的NaOH溶液来保持酶解反应体系的pH始终为8.0,并在酶解时间为0、5、10、15、20 min时记录NaOH消耗量,并进行空白对照实验。通过公式计算水解度:
式中:h为蛋白质被水解的肽键的量/mmol/g;htot为蛋白质肽键的总量/mmol/g;B为酶解过程中碱液消耗体积/mL;Nb为表示碱液浓度/mol/L;Mp为表示水解液中蛋白质量/g;1/α为校正系数/g。
1.2.4 亚麻籽蛋白溶解性的测定
参照Le等[17]和Yang等[18]的方法稍作改动,称取0.2 g样品加入20 mL、 pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液,将溶液在30 ℃水浴锅中以120 r/min的速度,连续搅拌60 min,4 000 r/min离心15 min,采用凯式定氮法测定上清液中的蛋白质含量。通过公式计算:
1.2.5 起泡性(FC)及泡沫稳定性(FS)的测定
参照Yin等[19]的方法并做一定调整,用0.1 mol/L的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)配制浓度为1%的蛋白质样品溶液。取50 mL置于高速组织搅拌机内,以12 000 r/min的转速搅打2 min。记录泡沫体积,静置30 min后,再次记录泡沫体积。起泡性(FC)及泡沫稳定性(FS)通过公式计算:
式中:V0为搅打刚停止时泡沫体积/mL;VL为样品溶液体积/mL;V30为静置30 min后的泡沫体积/mL。
1.2.6 乳化性(EAI)及乳化稳定性(ESI)的测定
参照Liu等[20]的方法,用0.1 mol/L的磷酸盐缓冲液(pH 7.0)配制浓度为1%的蛋白质样品溶液。将蛋白质溶液与大豆油混合(3∶1),在12 000 r/min的条件下均质2 min。分别在0 min和静置10 min时从容器中取50 μL乳浊液,加入到装有5 mL1 g/L的SDS溶液的试管中,以SDS为空白对照,在波长500 nm处测定吸光度值。
式中:A0为零时刻的吸光度值;Φ为溶液中油的体积分数,0.25;C为原样品的溶液质量浓度/g/mL;ESI为乳化稳定性;A10为乳液静置10 min后的吸光度值。
1.2.7 持油性、持水性的测定
参照何兴芬[21]的方法,称取0.5g亚麻籽蛋白于50 mL离心管中,加入10 mL去离子水/油,在25 ℃下,用磁力搅拌器搅拌5 min,形成均匀的悬浊液,5 000 r/min离心30 min,除去上层水分/油份,称量样品和离心管的总质量。
式中:m0为蛋白样品质量/g;m1为样品和离心管的总质量/g;m2为沉淀和离心管的总质量/g。
1.2.8 圆二色谱(CD)测定
称取5 mg的蛋白样品,溶于5 mL磷酸缓冲液(10 mmol/L,pH 7.0)中,在室温下搅拌30 min,于25 ℃离心(10 000 r/min,10 min),上清液稀释至0.1 mg/mL,在室温和连续充氮的条件下测其圆二色谱。光谱分析条件:远紫外区域(190~250 nm),速度为50 nm/min,光谱间隔0.1 nm,实验温度为25 ℃,样品池光程为2 mm,4次累计扫描的均值。采用曲线拟合软件CDPro计算蛋白二级结构组成。
1.2.9 粒度的测定
将动态光散射粒度分析仪进行预热30 min,打开粒度分析系统,开启搅拌器和超声波开关,搅拌器顺循环,清洗粒径仪至遮光率为0.00%,将样品缓慢加到样品槽中,直至软件显示浓度正常,遮光率至5%以上,待遮光率波动极小后采取数据。
1.3.0 表面巯基含量的测定
A液:Tris-Gly缓冲液(0.086 mol/L Tris、0.09 mol/L Gly、0.004 mol/L EDTA,pH为8.0);B液:Ellman′s试剂(4 mg/mL DTNB)。取蛋白样品60 mg溶于10 mL A液中添加80 μL B液,在25 ℃保温1 h后,于25 ℃离心(10 000 r/min,10 min),取上清液在λ=412 nm下测吸光度值(A),没有蛋白质的缓冲溶液用作试剂空白。表面巯基含量计算公式为:
式中:A412为除去试剂空白后样品的吸光度值;D为稀释倍数;C为蛋白质含量。
1.3.1 表面疏水性的测定
参照Haskard等[22]的方法。将不同条件下的样品溶液用磷酸盐缓冲液(10 mmol/L)稀释为不同浓度(0.2、0.1、0.05、0.025、0.0125 mg/mL)。然后将20 μL的1-苯胺基萘-8-磺酸溶液(ANS)(8.0 mmol/L,pH 7.0)分别加入配制好的不同浓度缓冲溶液,用漩涡振荡仪充分混合,将其放置在暗环境中反应15 min。设置发射波长为470 nm,激发波长为390 nm,在此条件下测定样品的荧光强度。以蛋白浓度为横坐标,荧光强度为纵坐标作图,斜率表示蛋白表面疏水性。
1.3.2 扫描电镜分析
用扫描电镜观察蛋白样品的结构形貌,取样品粘贴到样品台上,进行喷金镀膜处理,放入扫描电镜抽真空,施加一定电压,调整束斑尺寸,聚集清晰后,拍摄样品的形貌和结构图像。
1.3.3 限制性酶解亚麻籽蛋白软质冰淇淋的制备
1.3.3.1 工艺流程
配料混合→均质→杀菌→冷却→老化→凝冻→灌装→硬化→成品
1.3.3.2 操作要点
原料预混:准备6份相同配比的脱脂奶粉(8%)、牛奶(67.5%)、草原黄油(9%)、白砂糖(13%)、鸡蛋(2.2%)、单甘酯和瓜尔豆胶(共0.3%)原料,将限制性酶解亚麻籽蛋白按2%、4%、6%、8%、10%的比例代替脱脂奶粉。分别将6份原料预先混匀,使其中脂肪质量分数达到11.85%,总固形物质量分数34.56%。均质:将浆料于20 MPa、45 ℃条件下均质2 min处理。杀菌:将混合均匀的浆液,加热至85 ℃,保温20 s。冷却老化:将杀菌后的物料液于4 ℃冷藏老化12 h。凝冻:将老化好的物料液放入家用小型冰淇淋机中,在搅拌下凝冻,这样空气就以极小的气泡均匀地分布于冷冻的料液中,使物料液的体积膨胀,形成冰淇淋。灌装硬化:凝冻后的物料液放入塑料盒中。将冻好的冰淇淋在-80 ℃放置2 h后于-20 ℃储存。
1.3.4 冰淇淋膨胀率的计算
参考Pereira等[23]的方法略作修改。通过比较质量来测量膨胀率,分别称取凝冻前后一定体积的混合料质量。膨胀率计算公式为:
式中:m1为凝冻前相同体积下混合料的质量/g;m2为凝冻后相同体积下的冰淇淋质量/g。
1.3.5 冰淇淋融化率的计算
参考何强等[24]的方法。取经硬化的冰淇淋成品称重后放置于35 ℃恒温培养箱中的金属网上,金属网下放置培养皿,计时30 min,测定落入培养皿中的冰淇淋融化的质量,计算冰淇淋的融化率。
1.3.6 冰淇淋的感官评价
依据GB/T 31114—2014《冷冻饮品冰淇淋》略有调整,对冰淇淋的感官品质进行评分。邀请30位食品科学与工程专业的研究生(15名男生和15名女生),在品尝样品前要用纯净水漱口,休息1 min,口中无余味后品尝。具体评分标准如表1。
表1 添加限制性酶解亚麻籽蛋白冰淇淋的感官评价标准
1.3.7 倒置荧光显微镜观察方法
利用倒置荧光显微镜对融化状态下冰淇淋中气泡分布及形态进行观察,35 ℃恒温培养箱中融化,取适量融化的冰淇淋样品固定于载玻片上,并利用CKX41倒置荧光显微镜(50倍)进行观察。
1.3.8 数据处理及统计分析方法
数据均取3次测定平均值,数据处理采用Origin 2017和SPSS 16.0。
2 结果与讨论
2.1 限制性酶解对亚麻籽蛋白功能特性的影响
由表2可以看出,限制性酶解能显著提高亚麻籽蛋白的溶解性,酶解时间越长溶解性越好;但对亚麻籽蛋白的乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性、持油性来说需要适度的水解,限制性酶解时间为5 min时乳化稳定性、泡沫稳定性、持油性达到最高,限制性酶解时间为10 min时乳化性和起泡性达到最高;但限制性酶解会削弱亚麻籽蛋白的持水能力。证明适度的限制性酶解能显著提高亚麻籽蛋白的溶解性、乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性、持油性等功能特性,但降低其持水能力。
表2 限制性酶解时间对亚麻籽蛋白功能特性的影响
2.2 限制性酶解对亚麻籽蛋白结构特性的影响
2.2.1 圆二色谱(CD)分析
由表3可知随着限制性酶解时间延长亚麻籽蛋白的α-螺旋和无规卷曲质量分数分别增加至8.37%和57.94%,β-折叠和β-转角的质量分数分别降低至22.62%和11.07%。Zang等[25]研究结果也发现米糠蛋白随着水解度由1%提高至6%,与原蛋白相比,α-螺旋质量分数由18.5%增加至21.6%,无规卷曲质量分数由24.6%增至34.7%,β-折叠质量分数由48.8%降至39.5%,β-转角质量分数由8.1%降至4.0%。α-螺旋、β-转角和无规卷曲结构相对灵活且开放,而β-折叠结构则更稳定[26]。表明限制性酶解导致亚麻籽蛋白质的二级结构膨胀并更具柔韧性。
表3 限制性酶解时间对亚麻籽蛋白二级结构的影响
2.2.2 粒度分布分析
限制性酶解时间对亚麻籽蛋白的粒度分布和平均粒径的影响如图1、表4所示。从图1可以看出,未限制性酶解的亚麻籽蛋白粒度分布范围为1.5~473 μm,在164 μm附近观察到峰,经限制性酶解后随着酶解时间的延长出峰位置向较小粒径方向移动,限制性酶解至20 min时其出峰位置由未限制性酶解前的164 μm移至10 μm,表明粒径较小的分子增多;从表4也可以看出,经限制性酶解后随着酶解时间的延长平均粒径逐渐降低,限制性酶解至20 min时其平均粒径由未限制性酶解前的67.94 μm降低到42.68 μm。限制性酶解使亚麻籽蛋白粒径变小,酶解时间越长粒径越小。徐红华等[27]研究发现大豆分离蛋白经胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、米曲霉蛋白酶、枯草杆菌中性蛋白酶酶解至水解度为5%时,粒度均有不同程度的减小,这是由于限制性酶解将大粒径蛋白分子酶解为小粒径分子。
图1 限制性酶解时间对亚麻籽蛋白粒径分布的影响
表4 限制性酶解时间对亚麻籽蛋白平均粒径的影响
2.2.3 表面巯基含量分析
通过测定限制性酶解对亚麻籽蛋白表面巯基含量,可以进一步了解限制性酶解对亚麻籽蛋白结构变化的影响,结果如表5所示。亚麻籽蛋白表面巯基含量为4.13 μmol/g。表面巯基含量随着限制性酶解时间延长呈先上升后下降趋势,限制性酶解时间为10 min时表面巯基含量达到最高。刘宁等[28]研究发现米渣蛋白经限制性酶解后表面巯基含量较原蛋白显著提高,可能是由于限制性酶解使蛋白质分子展开,使存在于蛋白质分子内部的一些-SH暴露在其表面。但长时间暴露可能会发生氧化作用使-SH氧化成二硫键,所以导致表面巯基含量逐渐降低[28-30]。
表5 限制性酶解时间对亚麻籽蛋白表面巯基含量的影响
2.2.4 表面疏水性分析
表面疏水性是判断蛋白质构象及功能特性变化的重要指标之一[29]。限制性酶解对亚麻籽蛋白表面疏水性的影响如图2所示。亚麻籽蛋白表面疏水性为3 740 630。表面疏水性随着限制性酶解时间延长呈先上升后下降趋势,限制性酶解时间为10 min时表面疏水性达到最高,为4 341 000。研究发现,鱼糜蛋白、米糠蛋白分别经碱性蛋白酶、胰蛋白酶水解后的表面疏水性随着水解度的增加呈先增加后下降趋势,这种增加可能是由于部分水解,导致蛋白质构象发生变化,空间结构展开并暴露出先前埋在蛋白质内部的疏水基团,但随着水解的进行表面疏水值逐渐降低,可能归因于酶解产生的游离疏水氨基酸和其不断提升的疏水相互作用导致蛋白质疏水基团重新被包裹起来[25,31,32]。限制性酶解时间为5 min时表面疏水性比原蛋白显著降低的原因,有待进一步探讨。
图2 限制性酶解时间对亚麻籽蛋白表面疏水性的影响
2.2.5 扫描电镜分析
蛋白粉体形状及聚集情况可以通过扫描电镜进行观察。限制性酶解时间对亚麻籽蛋白的扫描电镜图谱如图3所示。与亚麻籽蛋白相比,限制性酶解亚麻籽蛋白的粉体状态发生了显著变化。未经限制性酶解的亚麻籽蛋白粉体呈现大片状结构、表面相对平滑(图3)。经限制性酶解亚麻籽蛋白粉体随着酶解时间的延长呈现疏松多孔、碎片状,酶解时间越长观察到越小的碎片。Jin等[33]也研究发现,用胰蛋白酶限制性酶解核桃蛋白其酶解后的结构呈碎块状,疏松多孔。
图3 限制性酶解亚麻籽蛋白粉体扫描电镜图(×1 500)
2.3 限制性酶解亚麻籽蛋白对软质冰淇淋品质的影响
韩雅君[15]研究表明具有较高的乳化性和起泡性等功能特性的蛋白组分,适合添加在冰淇淋中。因此本研究选择乳化性及起泡性较高的限制性酶解10 min的亚麻籽蛋白添加在冰淇淋中,考察其对冰淇淋品质的影响。
软质冰淇淋品质评定指标主要包括感官评价、膨胀率和融化率。由表6可以看出随着限制性酶解亚麻籽蛋白添加量的增加,冰淇淋感官评分值呈先增加后下降趋势,当添加量为4%时感官评分值达到最高为85.0分。刘丽等[34]研究也发现,随着大豆分离蛋白添加量的增加,冰淇淋的感官评分先升高后降低,这可能是由于过高的添加量使浆料黏度较高,导致产品风味物质释放较差,奶香味被掩盖,使得感官评分降低。随着添加量的增加冰淇淋的膨胀率呈逐渐上升趋势、融化率呈逐渐下降趋势,当添加量为10%时膨胀率由48.99%提高至83.33%、融化率由87.48%降低至54.97%。徐莹[35]研究发现,随着酶法改性大豆蛋白添加量的增加,冰淇淋融化率降低。Chen等[36]利用胃蛋白酶和木瓜蛋白酶将大豆蛋白酶解后应用于冰淇淋中,冰淇淋的融化速率也降低。这可能是添加酶法改性蛋白使冰淇淋黏度增加、冰晶粒径减小,进而减缓了冰淇淋融化。
表6 添加限制性酶解亚麻籽蛋白对冰淇淋感官品质、膨胀率和融化率的影响
冰淇淋在融化状态下气泡大小是决定冰淇淋膨胀率的重要因素,冰淇淋在融化状态下气泡体积越大,冰淇淋膨胀率越高[37]。如图4所示,未添加限制性酶解亚麻籽蛋白的冰淇淋融化状态下的气泡数量较少。当添加不同质量浓度的限制性酶解亚麻籽蛋白后,随着添加量的增加大气泡数量呈增加趋势,表明冰淇淋的膨胀率随着添加量的增加而提高。结果表明,添加限制性酶解亚麻籽蛋白可以改善膨胀率降低融化率,当添加量为4%时可获得品质较好的软质冰淇淋。
图4 添加限制性酶解亚麻籽蛋白制作的冰淇淋在融化状态下气泡分布情况
3 讨论
经限制酶解后亚麻籽蛋白的溶解性显著提高,限制性酶解时间越长溶解性越好。前人的研究表明蛋白质分子溶解度与其粒径有关,粒径降低使蛋白质的溶解度增加[25,38]。本研究结果显示亚麻籽蛋白经限制性酶解后其粒度较小的分子增多、平均粒径降低,因此可以推测经限制性酶解后亚麻籽蛋白的粒径变小促使其溶解性得到改善。另一方面本研究还发现随着酶解时间的延长其柔韧性越来越好,从而可以推测其溶解性可能与其柔韧性有关,柔韧性越好其溶解性越高,但有待进一步验证。
经限制酶解后亚麻籽蛋白的持水性显著降低,限制性酶解时间越长持水性越差。前人的研究证实蛋白质分子持水性与其分子质量及黏度有关,蛋白分子经酶解后,分子质量与黏度降低,导致持水性降低[27]。本研究结果也发现随着限制性酶解时间的延长亚麻籽蛋白粒径即分子质量降低,因此可以推测亚麻籽蛋白经限制性酶解后其持水性下降的原因与其粒径即分子质量降低有关。经限制性酶解后亚麻籽蛋白的黏度变化情况还有待进一步探讨。
亚麻籽蛋白的乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性随着水解时间的延长呈先增后降的趋势,限制性酶解时间为5 min时乳化稳定性、泡沫稳定性达到最高,限制性酶解时间为10 min时乳化性和起泡性达到最高。前人的研究也显示了类似的结果,葵花籽分离蛋白、大豆浓缩蛋白、米糠蛋白等经酶解其乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性均呈现随着水解度的提高先增后降的趋势[11,12,25]。本研究结果也发现亚麻籽蛋白经限制性酶解酶解其粒径越来越小、分子越来越具柔韧性、粉体状态越来越呈较疏松多孔碎片状,但表面巯基含量及表面疏水性呈先增后降趋势,限制性酶解时间为10 min时表面巯基含量及表面疏水性达到最高。因此可以推测亚麻籽蛋白如要获得较高的乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性需要适当的粒径、柔韧性,同时当游离巯基含量、表面疏水性较高时相应的可表现出较高的乳化性、起泡性。
亚麻籽蛋白的持油性呈先增加后下降趋势。前人研究也显示了类似结果,蓝圆鲹分离蛋白经碱性蛋白酶酶解持油性也呈现先提高后降低趋势[12]。有报道指出持油性的呈现较复杂,受蛋白含量、颗粒大小、表面性质、疏水性等多方面因素的影响[39]。经限制性酶解后亚麻籽蛋白的持油性先增后降的原因尚不明确,还有待进一步探讨。
植物源蛋白质的功能特性的呈现非常复杂,受分子质量、粒径大小、表面疏水性等多方面因素的影响,任何加工条件的改变或结构的细微变化均导致其功能特性的变化,所以关于限制性酶解对亚麻籽蛋白功能特性的影响及其在各类食品中的应用有待深入研究。
4 结论
限制性酶解改变了亚麻籽蛋白结构,随着限制性酶解时间的延长,二级结构发生改变更具柔韧性;粒径逐渐降低;表面巯基含量及表面疏水值均呈先增加后降低趋势;蛋白粉体状态由较大平滑片状变成了较小松散碎片状。适度的限制性酶解能显著提高亚麻籽蛋白的溶解性、乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性、持油性等功能特性,但降低其持水能力。适量添加限制性酶解亚麻籽蛋白可以改善软质冰淇淋的感官品质、提高其膨胀率、降低其融化率。