高压均质对大豆蛋白乳液性质影响的研究进展

大豆蛋白作为一种高分子蛋白质,具有良好双亲性和表面活性,可通过在油水界面形成粘弹性蛋白层的方式在乳液中起到乳化作用,从而提高乳液体系的稳定性。高压均质技术是一种通过静高压和均质阀产生的综合效应从而改变蛋白质的结构和加工特性的新型非热加工技术,可以制备纳米级的大豆蛋白乳液。本文聚焦大豆蛋白乳液,阐述了高压均质制备大豆蛋白乳液的过程以及均质条件的影响,分析总结了高压均质处理对大豆蛋白乳液结构（粒径、ζ-电位、空间结构）和功能特性（流变特性、乳化性能和凝胶性能）影响的国内外研究进展及作用机理。最后,针对目前研究进展对高压均质在大豆蛋白乳液的加工应用做出展望,以期为大豆蛋白乳液的研究提供一定的帮助。     

大豆蛋白-磷脂酰胆碱纳米乳液高压均质工艺研究

以高压均质技术制备大豆蛋白-磷脂酰胆碱纳米乳液,对其特性及稳定性进行试验分析,通过单因素响应面优化确定大豆蛋白-磷脂酰胆碱复合成稳定纳米乳液最优配比:大豆蛋白添加量1.5%,大豆磷脂酰胆碱添加量0.22%,高压均质压力100 MPa,此条件下大豆蛋白-磷脂酰胆碱纳米乳液平均粒径217.43 nm,TSI为3.02,乳化产率为93.35%。     

大豆蛋白-磷脂酰胆碱纳米乳液的显微观测及界面结构分析

超声及高压均质制备的大豆蛋白-磷脂酰胆碱纳米乳液球状形态,大豆蛋白完全吸附于纳米乳液的界面,呈现核壳状结构。在大豆蛋白-磷脂酰胆碱纳米乳液形成中,界面吸附重排作用下,大豆蛋白结构趋向于α-螺旋及无规卷曲的二级结构组成。超声制备纳米乳液的界面蛋白疏水性基团暴露程度高于高压均质制备的。在高压均质制备纳米乳液的界面,磷脂酰胆碱与大豆蛋白表现出较强的疏水交互作用。拉曼显微观测证实大豆蛋白-磷脂酰胆碱在纳米乳液界面均匀分布,更多的大豆蛋白在超声纳米乳液乳滴界面分布。     

超声辅助均质制备大豆分离蛋白-菊粉基人参皂苷纳米乳液的工艺优化和抗氧化活性分析

目的 探究超声波辅助均质工艺对大豆分离蛋白-菊粉基人参皂苷纳米乳液品质的影响并优化其制备工艺条件。方法 以人参皂苷的包埋率和颗粒粒径为考察指标,研究超声功率、超声时间、均质压力和均质次数对人参皂苷纳米乳液的影响,根据单因素实验的结果,应用四因素三水平响应面优化实验设计,获得较佳的制备工艺。利用共聚焦激光扫描显微镜对制得的纳米乳液的微观结构进行分析,并通过其对ABTS阳离子自由基和DPPH自由基的清除率进行抗氧化活性分析。结果 超声波辅助均质制备大豆分离蛋白-菊粉基人参皂苷纳米乳液的最佳工艺条件为：超声功率350 W、超声时间16 min、均质压力40 Mpa,均质次数12次。在此条件下制备的纳米乳液均粒径为(263±4.96)nm,人参皂苷包埋率为70.0%。影响因素的显著性大小顺序为：超声功率>均质次数>均质压力>超声时间。与单独超声和单独均质工艺相比,超声辅助均质工艺处理的人参皂苷纳米乳液的包埋率提高了23%,平均粒径减小了27%。由共聚焦激光扫描显微镜观察人参皂苷纳米乳液的微观结构可知,该乳液为O/W型结构。通过ABTS阳离子自由基和DPPH自由基清除率结果证明,超声辅助高压均质处理以及蛋白质-多糖复合体系的纳米载体均能够提高人参皂苷纳米乳液的抗氧化活性。结论 超声波辅助均质工艺制备的大豆分离蛋白-菊粉基人参皂苷纳米乳液品质更优,可以作为制备纳米乳液的一种更高效、更省时的方法。     

大豆蛋白结构柔性与界面功能的构效关系

不同蛋白柔性区间的预测方法,为研究大豆蛋白界面功能与大豆蛋白柔性区间的构效关系,开发具有良好界面功能性的大豆蛋白,提供了理论参考。蛋白质结构的刚性、柔性影响蛋白质的工程特性、营养特性和生物功能。表面柔性是决定蛋白质性质,尤其是功能性质的重要因素之一,它实质上反映了蛋白质构象的运动性,而功能性质,如乳化性、起泡性、溶解度等都与蛋白质构象的运动性有关。通过对蛋白质柔性区间的预测来确定大豆蛋白柔性区间,表征大豆蛋白界面结构柔性特征。通过结构柔性区间定位可明确蛋白质分子的运动轨迹,进一步探究界面吸附大豆蛋白结构重排规律,明确大豆蛋白在界面吸附舒张过程中,区间结构的刚/柔性转变规律,对大豆蛋白分子柔性加工及界面功能性的应用研究,具有重要的现实意义。     

超声及高压均质处理对大豆蛋白-磷脂酰胆碱相互作用的影响

为揭示不同物理处理对大豆蛋白-磷脂酰胆碱间相互作用的影响,采用荧光猝灭法分析超声及高压均质处理下大豆蛋白-磷脂酰胆碱间相互作用及作用力类型,利用三维荧光光谱探究蛋白构象变化。内源猝灭荧光研究表明:磷脂酰胆碱对大豆蛋白有猝灭作用,在超声及高压均质处理下大豆蛋白最大荧光发射波长均发生红移,两种物理处理均使大豆蛋白-磷脂酰胆碱存在相互作用;高速分散处理、超声及高压均质处理下大豆蛋白-磷脂酰胆碱相互作用的吉布斯自由能绝对值大小排序为:高压均质处理超声处理高速分散处理,说明高压均质作用及超声处理均可增强大豆蛋白-磷脂酰胆碱的相互作用强度,且高压均质作用的效果较超声处理更为显著(P0.05)。三维荧光光谱研究表明:高压均质处理对大豆蛋白-磷脂酰胆碱相互作用的影响显著高于超声处理(P0.05)。本研究结果为将超声及高压均质处理运用于制备大豆蛋白-磷脂酰胆碱纳米乳液提供参考。     

薄荷油纳米乳液的制备及其性质分析

为克服薄荷油易挥发、不易溶于水的缺点,以大豆分离蛋白-磷脂酰胆碱复合物作为乳化剂,采用高压均质法制备薄荷油纳米乳液,研究大豆分离蛋白质量分数、薄荷油质量分数及均质压力对薄荷油纳米乳液的平均粒径、多分散性指数、Zeta电位、浊度、乳化产率、乳液稳定性指数的影响,并确定制备薄荷油纳米乳液的最佳工艺参数为：大豆分离蛋白质量分数2.5%、薄荷油质量分数5%、均质压力80 MPa。通过动态光散射和透射电镜验证最佳条件制备的薄荷油纳米乳液平均粒径小且分布均匀;通过气相色谱-质谱检测发现大豆蛋白-磷脂酰胆碱为乳化剂制备的纳米乳液可有效保护薄荷油功能成分;流变学特性结果表明薄荷油纳米乳液具有良好的动力学稳定性。     

高压均质协同壳聚糖萃取对乳清水中大豆蛋白结构和功能性的影响

本研究以大豆乳清水为原料,研究高压均质协同壳聚糖法对大豆乳清水中大豆蛋白回收的影响,并研究其对回收蛋白的结构及功能特性的影响。结果表明,当蛋白/多糖质量比为2:1时,与未高压均质处理相比,在高压均质压力不大于90 MPa条件下,高压均质协同壳聚糖处理使蛋白回收率显著增加（P<0.05）,达到61.92%;另外,拉曼光谱和荧光光谱显示,在高压均质压力不大于90 MPa条件下,随着高压均质压力的逐渐升高,大豆分离蛋白的α-螺旋和β-折叠含量呈现降低趋势,无规卷曲含量呈现增加趋势,荧光强度和λ_max呈现增加趋势,表明经高压均质后混合体系的微环境发生了改变;且回收蛋白的溶解性、乳化活性及乳化稳定性逐渐增加,浊度逐渐减少。当高压均质压力大于90 MPa时,随着高压均质压力的逐渐升高,蛋白质分子荧光强度和λ_max降低,回收蛋白的溶解性、乳化活性及乳化稳定性的逐渐增加速率逐渐减少。该研究可为工业化生产大豆分离蛋白废水的处理和副产物资源化利用提供理论指导。     

高压均质对大豆蛋白-磷脂复合体系结构及理化/功能性质的影响

以大豆蛋白-磷脂复合体系为研究对象,采用圆二色谱表征复合体系构象变化,采用乳化性及乳化稳定性测定、表面疏水性及粒度分析等解析高压均质对复合体系中大豆蛋白二级结构的变化与理化/功能性质表达的影响。结果显示:高压均质会显著改善复合体系的功能性质如乳化性和乳化稳定性。随着均质压力升高,体系中大豆蛋白表面疏水性显著提高,说明疏水基团暴露明显,蛋白质与磷脂间的相互作用程度增加。复合体系的体积平均粒径由未均质时的33.21 μm降至3.61 μm,粒径分布均匀,整体向小粒径方向移动。圆二色谱结果显示高压均质改变了蛋白质-磷脂复合体系的构象,说明蛋白质和磷脂间发生相互作用,但当均质压力进一步增加,和未经处理的样品相比,样品中的α-螺旋含量略有下降,同时功能性质稍有提高。     

大豆亲脂蛋白-羟丙基甲基纤维素乳液制备及其稳定性

研究60、100、140 MPa高压处理对0.5%大豆亲脂蛋白（lipophilic protein,LP）与0%、0.01%、0.05%、0.1%、0.2%的羟丙基甲基纤维素（hydroxypropylmethylcellulose,HPMC）复合乳液形成的影响,揭示蛋白质结构变化与乳液稳定性的关系,采用动态激光散射、接触角测量仪和红外光谱研究不同压力处理LP与可溶性HPMC复合物形成乳液的流体动力学半径、界面吸附特性和LP的二级结构变化。结果表明,60?MPa处理下的乳液其乳化性、贮藏稳定性和界面吸附能力较低,随着压力的增加乳液粒径变小,乳滴形状规则、分布均匀,乳液表面负电荷增加;均质压力在140?MPa、纤维素质量分数0.1%时,乳化活性和乳化稳定性分别高达223.05?m2/g和290.5?min;不同压力处理改变了LP二级结构,影响了与可溶性HPMC的结合,进而影响所形成乳液在油-水界面吸附特性,结果证明HPMC质量分数为0.1%时其亲水性最好。     

大豆、牛乳发酵制作大豆酸奶的工艺研究

为更好地开发大豆酸奶,介绍了大豆酸奶的生产工艺,详细介绍了原材料的处理、混合浆定容、高压均质、杀菌、冷却、添加生产发酵剂、接种、塑料杯消毒、灌装、主发酵和产品检验等操作要点,认为大豆酸奶的发酵条件:接种量为3%、白砂糖加入量为12%、发酵时间为4 h和发酵温度为42℃。     

Effect of Ultra-high-pressure Homogenization on Structure and on Rheological Properties of Soy Protein-stabilized Emulsions

ABSTRACT: An ultra high-pressure homogenizer (20 to 350 MPa) was used to realize fine food emulsions stabilized by soy proteins. The first aim of the work was to understand how dynamic high-pressure processing affects soybean globulin conformation. Then, the effect of homogenizing pressure on the emulsions structure and rheology was investigated. High-pressure homogenization caused denaturation of proteins due to strong mechanical forces and high temperatures encountered in the valve. Droplet sizes of emulsions were greatly reduced with high-pressure homogenization and Newtonian liquid emulsions were converted into shear-thinning emulsion gels by homogenization at pressures above 250 MPa. Hydrophobic interactions between proteins were supposed to cause the gel-like network structure of emulsions.     

牛奶大豆双蛋白营养酸奶的研究

大豆蛋白质的氨基酸组成与牛奶蛋白质相近,除蛋氨酸略低外,其余必需氨基酸含量均较丰富,是植物性的完全蛋白质,在营养价值上,可与动物蛋白等同。大豆磷脂作为营养补助品已有七十多年历史,国外称其为“头脑补助食品”。用大豆分离蛋白、大豆磷脂和鲜牛奶制作的酸奶具有很高的营养价值和保健功能。     

不同增稠剂对凝固型发酵酸豆乳质构的影响

研究了明胶、果胶、改性琼脂和变性淀粉4种增稠剂对凝固型发酵酸豆乳质构的改良效果.通过测定产品冷藏期间凝胶强度、表观黏度、持水力等指标的变化,得出了这4种增稠剂在凝固型发酵酸豆乳中单独使用的最佳添加量分别为:明胶0.6%,果胶0.3%,改性琼脂0.4%,变性淀粉0.5%(均为质量分数).     

超高压技术在食品植物蛋白加工中的应用研究进展

超高压技术是近年来食品工程领域热点研究高新技术之一。本文综述了超高压技术在大豆蛋白、小麦蛋白、大米蛋白、花生蛋白、鹰嘴豆蛋白等植物蛋白加工改性中的应用现状,分析了超高压技术在食品植物蛋白加工中存在的问题并探讨了其今后主要发展方向。     

基于科学知识图谱的大豆蛋白基食品包装膜研究态势分析

为减轻石油基包装材料带来的环境压力,研制天然、易降解的环保型大豆蛋白基食品包装膜现已成为当前研究热点。本文检索了Web of Science核心合集数据库（WOS）1990～2021年间关于大豆蛋白基食品包装膜的研究论文,运用科学知识图谱工具CiteSpace5.8.R3可视化处理了1318篇相关文献,结合文献资料法、定量分析法对大豆蛋白基食品包装膜的研究热点变化及发展态势进行深入探讨和分析。结果表明,大豆蛋白基食品包装膜的研究历程可分为初级起步、稳步发展和加速发展3个阶段,现今正处于加速发展阶段;中国发文量排名第一体现其在该领域巨大的发展潜力;美国的中介中心性值为0.59,表明其已具备较高的科研实力;《Food Hydrocolloids》为该领域具有引领力的期刊;大豆蛋白基食品包装膜的改性和食品包装应用为主流研究;未来研究趋向于搭载天然生物活性化合物的绿色食品包装膜开发。     

酸性条件下高压均质对大豆蛋白结构与功能特性的影响

通过还原电泳、粒度分布以及内源荧光扫描光谱等手段研究了酸性条件(pH3.0)下高压均质处理对大豆蛋白结构的影响,并测定了改性样品功能特性的变化。结果表明,酸性条件下高压均质对大豆蛋白亚基组成影响较小。随着均质压力的上升,改性样品的粒径呈现先增大后下降的趋势,在40MPa时达到最大值,为94.33nm;而内源扫描最大吸收波长λmax也呈现先增大后下降的过程,表明大豆蛋白结构先展开后聚集,在20MPa时,其λmax为336.0nm,展开程度达到最大。功能特性方面,均值压力为20MPa时能有效改善大豆蛋白的溶解性;其乳浊液的粒径随着均质压力的增大而不断下降。     

EFFICACY OF HIGH HYDROSTATIC PRESSURE AND MILD HEAT TO REDUCE GEOBACILLUS STEAROTHERMOPHILUS AS 1.1923 SPORES IN MODEL FOOD SYSTEMS

The objective of this investigation was to evaluate the efficacy of high hydrostatic pressure and mild heat against spores of Geobacillus stearothermophilus AS 1.1923 in model food systems. The pressure-processing conditions were fixed at 625.0 MPa and 86C for 14 min, which have been determined as the optimum processing conditions considering six-log-cycle reductions of G. stearothermophilus spores. Based on the results, response surface methodology was performed in the present investigation, the effects from food ingredients, such as soybean protein, soybean oil and sucrose, as well as pH of the food matrix on the inactivation of G. stearothermophilus spores by high pressure and mild heat was explored, and a quadratic predictive model for the effects of food ingredients and pH on the reduction levels of G. stearothermophilus spores by high-pressure processing was built. The predictive model is significant because the level of significance was P  < 0.0001 and the calculated F value is much greater than the tabulated F value. Moreover, the adequacy of the model equation for predicting the reduction of G. stearothermophilus spores was verified effectively.

PRACTICAL APPLICATIONS

This paper clearly demonstrated the contributions to pressure resistance from food ingredients such as soybean protein, soybean oil, sucrose and pH of the food matrix to the inactivation of Geobacillus stearothermophilus spores by high hydrostatic pressure and mild heat. The predictive model for predicting the reduction of G. stearothermophilus spores in model food systems was built which can be beneficial to targeted process development toward high-pressure sterilization of foods.