大豆分离蛋白范文

要：对晋大78号种子进行60Co辐射处理，以后代M3代为材料，进行聚丙烯酰胺凝胶电泳检测和分析，结果显示：晋大78及诱变后代贮藏蛋白亚基的组成基本相同，但是各亚基相对含量变异较大，变异系数均大于10%，变异类型丰富；11S/7S与11S球蛋白呈极显著正相关，11S与7S球蛋白呈显著负相关（r=-0.109，P2.6）、比值较高（2.0～2.6）、比值中等（1.0～2.0）以及比值低等（

关键词：诱变大豆；贮藏蛋白；亚基；相对含量

中图分类号：TQ937

文献标识码：A

DOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.01.001

StudiesonContentVariationofSubunitStorageProteininSoybeanIrradiatedby60Co

XUEYun-yun，LIGui-quan，GUOShu-jin

（CollegeofAgricultural，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu，Shanxi030801，China）

Abstract：

Jinda-78hadbeenirradiatedby60Co-ray，andtheirdescendantsM3wereselectedastestmaterials，hebandpicturesofthefractionsoftheirstorageproteinsweregotwithSDS-PAGEelectrophoresis．Theresultsshowedthatsubunitcompositionsofsoybeanstorageproteinforparentsandhybridprogenieswerebasicallythesame，buttherewassignificantvariationsinthesubunitcontentfordifferentline．Thesignificantnegativecorrelationbetween11Sglobulinand7Sglobulinwasobservedat0.02level.Thecontentof11Snegativelycorrelatedwiththatof7S，andpositivelycorrelatedwith11S／7S．Clusteranalysisshowedthemutantsweredividedintofourgroups（average11S/7Srate>2.6，2.0～2.6，1.0～2.0and

Keywords：soybeanirradiated；storageprotein；subunit；contentvariation

目前，世界上人类所得到的蛋白质80％来源于植物蛋白，其中16％来源于大豆[1]。大豆是蛋白质含量最高的作物之一，栽培大豆蛋白质含量一般为40％左右，野生大豆中有的材料蛋白质含量高达55％[2]。大豆种子中的蛋白绝大部分为贮藏蛋白，主要是11S和7S球蛋白。因此，研究l1S和7S球蛋白就成为大豆蛋白质研究的主要内容。Kitamura等[3]和Davies等[4]对11S和7S组分的亚基进行遗传学研究，发现部分亚基是由显性基因控制的。研究表明，增加11S球蛋白的含量，降低7S球蛋白的含量，可以提高大豆蛋白的营养品质，调节11S和7S球蛋白的比例可以提高大豆的加工品质[5]。本研究以诱变后代为材料，对其大豆蛋白亚基相对含量进行检测分析，探讨诱变后代大豆品系的蛋白遗传特性和变异规律，为通过诱变育种筛选大豆优质品种提供理论基础和实践依据。

1

材料和方法

1.1

材料

本试验所用的材料是山西农业大学选育的农艺性状好、品质优良的诱变亲本——晋大78及其诱变后代：M3代。2009年利用60Co（剂量率为100R·min-1）对晋大78号的风干种子进行辐照处理，得到M1代共67份材料；2010年收获M2代后，2011年4月30日种植M2代与亲本晋大78，行长3m，行距0.5m，株距0.2m，二行区，重复3次。在生长期间按照当地水平进行管理，及时中耕锄草，收获后统一进行大豆贮藏蛋白的电泳分析。

1.2

方

法

1.2.1

贮藏蛋白的提取及电泳

脱脂豆粉的制备：选取籽粒饱满的大豆种子去皮，置于无菌的三层滤纸间用小铁锤砸碎后放入研钵中研磨至粉末，分两份分别放入1.5mL的离心管中，每管中加入1mL乙醚脱脂过夜。脱脂结束后倒去上清液，风干后-20℃保存备用。

贮藏蛋白的提取：1.0g脱脂豆粉加20mL50mmol·L-1的Tris-HCl（pH值=8.0，含0.01mol·L-1β-巯基乙醇）提取液，室温下提取1h，离心（10000r·min-1，20min，4℃），取上清，用1mol·L-1HCl调pH值至4.5，离心（10000r·min-1，15min，4℃），弃掉上清，得到沉淀，经低温干燥后得到大豆贮藏蛋白。

电泳：采用不连续垂直板状凝胶电泳，凝胶厚度1mm，浓缩胶浓度为5%，电流15mA，分离胶浓度为12%，电流30mA。用考马斯亮蓝R-250染色2h，用蒸馏水漂洗2～3次，再用甲醇、冰醋酸溶液（甲醇∶冰醋酸∶水=1∶6∶3）在脱色摇床上脱色，直至各亚基条带清晰，最后7%冰醋酸固定。电泳完成后用TY4133型凝胶成像分析系统拍照。

1.2.2

数据分析

蛋白谱带用TY4133型凝胶成像分析系统拍照，并用其自带的QuantityOne软件进行分析，各试验数据采用MicrosoftOfficeExcel2003及SAS9.2软件进行分析。

2

结果与分析

2.1

晋大78及其诱变后代贮藏蛋白SDS-PAGE谱带划分

部分诱变后代的大豆贮藏蛋白质SDS-PAGE图谱见图1、图2，由此可以看出，大豆储藏蛋白质都是由一系列亚基组成，其中包括含量较高的α′，α，β，A3，Acid，Basic和几条未命名的谱带，各条带在凝胶上可以清晰分辨，含量差异较大。

这与国外的两个SDS-PAGE图谱中7S球蛋白的α′、α、β和11S球蛋白的酸性亚基及碱性亚基的带型位置完全吻合，进一步说明本试验的SDS-PAGE图谱划分是正确的。

2.2

晋大78及其诱变后代大豆球蛋白各亚基相对含量统计分析

由表1可知，人工诱变晋大78后代贮藏蛋白不同亚基含量变异较大，大豆7S球蛋白中的α′，α，β，γ和7S球蛋白总量平均数分别为9.84%，11.53%，12.64%，4.67%，42.11%；大豆11S球蛋白中的A3亚基、Acid亚基含量、Basic亚基和11S组分平均含量分别为7.56%，17.60%，25.95%，53.38%。由各亚基平均含量分析可知，11S球蛋白含量高于7S球蛋白含量；11S组分中各亚基含量Basic亚基＞Acid亚基＞A3亚基；7S组分中各亚基含量β亚基＞α亚基＞α′亚基＞γ亚基。

同时，表1中各个亚基的变异系数为α′（0.32）、α（0.38）、β（0.23）、γ（0.77）、总7S球蛋白（0.32）、A3（0.21）、Acidic亚基（0.23）、Basic亚基（0.31）、总11S球蛋白（0.24）和11S/7S（0.31）。其中变异系数最大的为γ亚基，达到77%，变异系数最小的是A3亚基，为21%，而且各亚基变异系数都大于20%，进一步说明了诱变后代的不稳定性和大豆贮藏蛋白的各个亚基在不同大豆品系间含量变异也很大。

2.3

晋大78及其诱变后代11S和7S组分亚基含量的相关性分析

对诱变后代11S和7S组分亚基含量的相关性分析（表2）可知，11S球蛋白与总7S球蛋白在0.05水平上呈显著负相关，相关系数为-0.109，说明11S和7S球蛋白之间彼此制约，此消彼长。总7S球蛋白与α亚基、γ亚基在0.01水平上达极显著正相关，相关系数分别为0.705和0.463，与α′亚基在0.05水平上达显著正相关，相关系数为0.492；11S球蛋白与A亚基和B亚基在0.01水平上达到极显著正相关，相关系数分别为0.761和0.741，但是11S球蛋白与α亚基、γ亚基在0.01水平上达到极显著负相关，相关系数分别为

-0.531和-0.694；11S/7S与α亚基、α′亚基、7S球蛋白在0.01水平上达到极显著负相关，相关系数分别为-0.692，-0.150，-0.596，与A亚基、B亚基和总11S在0.01水平上达到极显著正相关，相关系数分别为0.731，0.673，0.721。由此可知，大豆球蛋白各组分之间相互影响，改变其中任一组分的含量都会直接和间接的影响其它组分。

2.4

大豆球蛋白11S/7S比值分布

从表1中可以看出，大豆球蛋白11S/7S比值最大值为2.78，最小值为0.53，平均值为2.02。然而从图3诱变后代球蛋白11S/7S比值分布图来看，11S/7S比值主要分布于2.0～2.60之间，1为对照，11S/7S比值为2.47，最高值达到2.78，是人工诱变后代12号材料，该材料较晚熟，株高适中，有效分枝较多，株型较好，产量也较高，是一个综合性状比较好的材料。11S/7S比值最低的品种是17、43、37号诱变后代，其单株产量较低，而且11S/7S的比值也低，所以其蛋白的营养品质不是很好，进而说明人工诱变后代大豆品种间11S/7S差异较大。

根据表3中11S/7S比值的百分比分布可以将诱变后代分为4个类群，其中有47.76%材料的11S/7S比值分布在2.0～2.6之间，其中包括CK的11S/7S比值2.47，29.85%材料的11S/7S比值在1.0～2.0之间，还有11.94%材料的11S/7S比值小于1.0，以及7个蛋白品质比CK要好，11S/7S比值大于2.6的材料。这为选育11S球蛋白含量高或11S/7S高的大豆品种提供了一定的依据。

2.5

诱变后代大豆贮藏蛋白11S、7S组分与其种子总储藏蛋白和脂肪含量的相关性

表4所示为诱变后代67个品系的总蛋白质和脂肪含量结果，11S组分与7S组分及11S/7S比值与种子总蛋白和脂肪含量的相关性见表5。结果表明：11S与7S组分及11S/7S比值与诱变后代大豆种子的总蛋白和脂肪含没有显著相关性。

3

讨

论

3.1

大豆贮藏蛋白聚丙烯酰胺凝胶电泳方法的探讨

大豆种子富含脂类物质，达20%左右。因此，脱脂的好坏直接影响电泳结果，脱脂越彻底，电泳图谱也越清晰、稳定。本试验采用乙醚脱脂过夜，基本上消除了脂肪对电泳结果的影响，效果比较理想。由于在分离胶浓度较低（9%～10%）时，7S组分亚基分辨效果较好；在分离胶浓度较高（13%）时，11S组分蛋白亚基分辨效果较好；在既要考虑分辨率又要考虑11S和7S组分亚基分离综合效果时，大豆贮藏蛋白亚基电泳分离胶浓度以12%为佳。因此，本试验采取的分离胶浓度以12%最佳。

3.2

关于亚基含量计算

本试验采用亚基百分含量作为分析数据。由于影响SDS-PAGE凝胶的因素较多，扫描相同大豆品种两次SDS-PAGE凝胶得到的亚基含量数据可能差异很大。大豆贮藏蛋白亚基占大豆贮藏蛋白质百分比是大豆品种的遗传特性，不易受其它因素的影响，即使在两次电泳时相同亚基占总蛋白含量也是不变的。因此，采用亚基百分含量作为分析数据能够取得比直接采用扫描亚基含量峰面积更可信、更准确的试验结果。

3.3

诱变后代蛋白质11S组分与7S组分亚基变异的分析

诱变育种与常规育种方法相比，具有方法简便、育种周期短、效果好等特点，变异谱也有很大的差异，不仅扩大了选择范围，而且提高了选择效果。由于突变育种所观察到的性状通常是单个或少数基因的性状，因此，在其保持原有亲本特征、改良单一性状上尤为优越[7]。本研究结果表明，60Co诱变大豆亲本与后代贮藏蛋白亚基组成基本相同，但是各亚基在两种球蛋白中所占百分量在不同品系间差异较大，变异系数最大的为γ亚基，达到77%，变异系数最小的是A3亚基，为21%，而且各亚基变异系数都大于20%，说明60Co对晋大78进行诱变，效果非常明显，诱变后后代具有明显的遗传多样性，变异幅度较大。另外，通过7S、11S以及11S/7S的比值与大豆总蛋白和脂肪含量的相关性分析表明，它们之间没有显著的相关性，说明通过降低7S组分的含量或者提高11S组分的含量对大豆的总蛋白和脂肪含量没有影响，由此说明可以从诱变后代中选育11S/7S比值高的品种。

如果良好的变异能够在后代中稳定遗传，其在选育出良好营养价值和加工品质的大豆新品种具有重大的意义。所以由于本研究是在M3代的基础上研究的，到底这些贮藏蛋白的变异能不能够稳定遗传，还要进行进一步研究。

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大豆分离蛋白范文

1HHP处理对谷物和豆类化学组分的影响

1．1HHP处理对自由水和结合水的影响水具有独特的物理性质，如高热容、高沸点、高表面张力、高潜热等，这些性质称为水的特异性。水的特异性是由于水分子之间形成的三维网络结构、分子间氢键、四面体组合等原因造成的。在恒温条件下，如果显著地改变了水的体积，水的性质也会发生变化。例如在超过600MPa的高静水压下，水介质会发生凝固结冰现象。水在细胞中以自由水与结合水2种状态存在。自由水是在生物体内或细胞内可以自由流动，是良好的溶剂和运输工具，用水分活度表示。自由水对于HHP处理效果影响较大;结合水是指在细胞内与其它物质结合在一起的水。稻谷籽粒及其各组成部分的水分含量各不相同。皮层含水量较高，故韧性较大，易于碾剥。胚乳含水量较低，籽粒强度大，不易碾碎。稻壳含水量最低，脆性大，易于脱壳。这种水分分布不均对稻谷的加工是很有利的［15］。阮征等［16］采用HHP处理，并用蔗糖等调节水分活度，结果发现，水分活度低于0．94时，在室温下400MPa处理红酵母15min所产生的致死作用会受到抑制。30℃，水分活度为0．96时，400MPa，15min的处理可使酵母细胞减少1个数量级;当水分活度减至0．94，酵母失活不足两个数量级;当水分活度低于0．91，几乎没有失活现象。研究表明，水分活度大小对微生物抵抗压力非常关键，对于固体与半固体食品的HHP处理，考虑水分活度的大小十分重要。

1．2HHP处理对蛋白质结构和功能的影响HHP对蛋白质分子的影响表现为以下方面:对于一级结构基本无影响，有利于二级结构的稳定，会破坏其三级结构和四级结构，迫使蛋白质的原始结构伸展，分子从紧密而有序的构造转变为松散而无序的构造。蛋白质经过HHP处理后，溶解性、起泡性和乳化性等都会发生改变。

1．2．1蛋白质溶解性苏丹等［17］经过大量研究发现:大豆蛋白在400～600MPa下处理20min后，其亚基结构发生明显

变化，7S和11S蛋白含量显著增加;大豆蛋白巯基含量和表面疏水性都明显增加。同时HHP处理能够使较大的蛋白质分子颗粒解聚成较小的颗粒，这使得蛋白质颗粒溶解于溶液中的体积分数增加，使溶液的分散性增强。薛路舟等［18］以大豆分离蛋白的溶解度为研究对象，发现其会随压力的增大而增大，且在0～100MPa时的溶解度变化最大。在300MPa下，随着HHP处理时间延长，大豆分离蛋白溶解度也明显增加，但当处理压力大于400MPa时，大豆分离蛋白质质量分数大于5%，其溶解度就会降低。

1．2．2蛋白质凝胶特性张宏康等［19］通过HHP和热处理两种不同方法得到大豆分离蛋白凝胶，并且对凝胶样品进行了感官分析。结果发现，随着温度及处理压力的增高、大豆分离蛋白质量分数的增大，HHP处理得到的凝胶强度会增高，热处理得到的凝胶强度不及高静压处理所得到的凝胶，而且HHP处理的凝胶外观更加平滑、细致，因此可以断定HHP处理得到的凝胶更加优质。

1．2．3蛋白质乳化性质袁道强等［20］研究发现在压力400MPa，处理时间12．5min，pH为8．0条件下，大豆分离蛋白的乳化能力与乳化稳定性可分别提高86．6%和24．7%。李晓等［21］以花生分离蛋白为研究对象发现，花生分离蛋白溶液经400MPa、15minHHP处理后，其乳化性提高。通过凝胶电泳可以发现，在400MPa条件下处理后，蛋白分子发生一定程度的解聚和伸展;而通过红外光谱分析可以发现，蛋白质电荷分布加强;通过扫描电镜可以发现，400MPa处理后蛋白会消失一些不溶性颗粒。导致花生分离蛋白分子乳化性变化的原因主要是因为HHP改变了其分子结构。

1．2．4蛋白质粘度和粘弹性经HHP处理后，大豆分离蛋白溶液的表观粘度会增加，且随着处理压力的提高，其储能模量G＇和损耗模量G″也随着增大。豆浆黏度会在超过200MPa的压力下表现出增大趋势，其中在300～400MPa下，黏度的增加最为明显，这是由于在此压力范围内，豆浆中的蛋白质解聚和伸展较为明显。随着豆浆浓度的增大其黏度也会增大。但高静压处理所产生的增黏效果会随着豆浆浓度的不同而改变。张宏康［22］的研究也显示豆浆的黏度会随着处理压力的增高而呈线性增高的趋势。

1．3HHP对酶活力的影响酶的化学本质是蛋白质，其核心组成是活性中心。高静压作用可使盐键、疏水键以及氢键等被破坏，这些都是维持三维结构的次级键，从而导致了酶蛋白三级结构崩溃，使酶活性中丧失或改变其氨基酸的组成，从而达到改变催化活性的目的［23］。脂肪氧化酶(LOX)是催化脂肪氧化的酶类。陈复生等［24］研究发现，在大豆中，脂肪氧化酶的浓度越高，其抗压性越大，且在Tris缓冲液中或室温下都十分耐压，如果充入二氧化氮或者降低、增高温度都会增大其压力失活的效果。Wang［25］以豆浆和大豆提取物中的脂肪氧化酶为研究对象，发现HHP会使它们脂肪氧化酶发生钝化。脂肪氧化酶的等温和等压钝化作用在两种体系中是不可逆的，且在压力—温度联合测试中遵从一级反应。在整个压力—温度区域中(250～650MPa和5～60℃)，两个体系在恒温的情况下，随着压力的增加，脂肪氧化酶钝化速率常数增加，在大豆提取物中的速率常数相对豆浆中的大一些。在等压条件下，两种体系脂肪氧化酶在20℃时表现了最大的稳定性。在高温条件下，随着压力的增加，两种体系脂肪氧化酶钝化速率常数温度依赖性降低，而在30℃时脂肪氧化酶钝化速率常数对压力最为敏感。在其他领域中，HHP对酶的影响也很大。Cano等［26］以果胶甲基酯酶为研究对象发现:在室温下，新鲜橘汁中果胶甲基酯酶在100～400MPa处理下可被灭活。西红柿中的果胶甲基酯酶对压力的抗性略大，随着pH值的降低，它的压力稳定性也降低，在高温度(59～60℃)和低压条件下，西红柿的果胶甲基酯酶被激活。德力格尔桑等［27］发现，牛乳中脂肪酶活性随着压力增加而急剧下降。在室温、500MPa下，分别处理8、6和4min，脂肪酶活性几乎不变;提高压力至700MPa时脂肪酶活性分别下降77%、66%和45%;继续升高压力至900MPa时脂肪酶完全钝化。施压时间和压力对脂肪酶的钝化效应极显著(P＜0．01)。

1．4HHP处理对淀粉结构和物理特性的影响HHP处理时，在压力作用下，淀粉颗粒将会溶胀分裂，其晶体结构遭到某种程度的破坏，内部有序态分子间的氢键断裂，分散成无序的状态，同时淀粉分子的长键断裂，因此，HHP处理，将使谷物和豆类中淀粉的糊化特性、结晶结构等性质发生改变。淀粉的种类不同其受到压力的影响也不同，在室温下压力超300MPa时，小麦淀粉开始糊化，600MPa时小麦淀粉会完全糊化;而同样在600MPa下，马铃薯淀粉则没有变化，直至800MPa时才会完全糊化［28］。杨留枝等［29］应用X－射线衍射和偏光显微镜对600MPa下，不同浓度的氯化钙介质处理的马铃薯淀粉进行了分析研究，结果发现，氯化钙不论在何种浓度下均会抑制淀粉的糊化，且保持较好的偏光十字;马铃薯淀粉的结晶结构在低浓度氯化钙下影响不大，而在高浓度的氯化钙中会被严重破坏。刘延奇等［30］以玉米淀粉颗粒为研究对象，发现玉米淀粉经400、500、600MPa处理后，其偏光十字和特征衍射峰随着压力的增大而逐渐变弱并消失;在未达到糊化状态之前，淀粉颗粒表面随着压力的增大而被逐渐消磨，直至淀粉颗粒出现塌陷情况;结晶度随着压力的增大而逐渐降低，当压力达到600MPa时，其结晶区域完全消失。Stolt等［28］研究发现10%粘玉米淀粉经450MPa处理110min，粘度系数不超过7Pa，而经550MPa下处理5～10min粘度系数能达到20Pa。粘度系数的结果与储能模量G＇的测试结果完全相同，除了在长时间加压的情况下储能模量G＇降低，由此可知过度的压力会削弱凝胶结构。

1．5HHP处理对植物化学素的影响李凤［31］以大豆膳食纤维为研究对象，将其充分吸水后经700MPa静压，15min处理后考察持水率、膨胀率、黏度和显微结构的变化。结果发现，样品的膨胀率、持水率经处理后都有较大的提高，而黏度略有下降;样品经处理后，组织结构越来越疏松，空隙更多更大，但是其瓣膜状的空间结构没有改变。赵健等［32］研究发现，薯渣膳食纤维化学结构经HHP处理后基本没有影响，但纤维构成比例发生了改变，水溶性纤维含量降低，不溶性纤维含量增加，且膳食纤维的结合胆酸盐能力和吸附葡萄糖能力均有提高，在500MPa处理时效果最为明显。因此可以得出，薯渣膳食纤维经HHP后能将葡萄糖浓度控制在较低的水平，能有效抑制餐后血糖的急速升高。维生素特别是水溶性维生素在热加工中极易损失，而在高静压加工中Vc、B1、B2、B6等维生素没有被破坏。目前HHP处理对于谷物和豆类中维生素和矿物质的影响并无报道。在其他系统中，HHP处理对果蔬中维生素和矿物质影响较少［33］。如动物食品如蛋制品中也发现在20℃，400MPa高压下处理30min，大部分的Vc能够被保持［34］。

2HHP技术在谷物和豆类加工中的应用

2．1HHP技术在大米中应用HHP技术在大米中主要应用于减少过敏原物质及解决陈米口感方面。大米一直以来都被视作消费量大、安全的谷物。然而，自从1979年Shibasa-ki［35］首次关注大米球蛋白的安全问题，认为其容易诱使人体发生哮喘、过敏性皮疹、过敏性皮炎等疾病以来，大米过敏等安全问题也得到了人们的大量关注。大米中的蛋白质约占胚乳中的8%。这些蛋白是由5%～10%的醇溶蛋白，4%～10%的球蛋白，80%～90%的谷蛋白组成。研究表明大米蛋白特别是16kDa的清蛋白和26kDa的α－球蛋白的摄入可能引起过敏。但相关研究主要集中在过敏原蛋白的鉴定上。近年来，一些学者研究采用HHP的加工方式，降低和减少大米蛋白中的过敏原物质［36］。Kato等［36］研究了HHP对大米过敏原蛋白的影响。在100～400MPa的压力下处理置于蒸馏水中的精白米，大米释放大量的过敏原蛋白(约0．2～0．5mg/g);在300～400MPa的压力下，过敏原蛋白质的释放量最大;继续升高压力到500MPa时，过敏原蛋白释放无显著增加。对大米过敏患者的血清进行抗原抗体反应试验，发现食用高静压大米后体内的抗原量有明显减少。YamazakiA等［37］研究发现，在HHP处理中大米过敏原蛋白质的溶解和释放与浸泡大米的提取液相关。在300MPa下，处理置于0．025mol/L氢氧化钠溶液中的大米，会释放出大量的醇溶蛋白和谷蛋白;处理置于70%的乙醇溶液中的大米，会释放出大量分子量为13Da的醇溶蛋白;处理置于1mol/L的食盐水中的大米，会释放出大量α－球蛋白。因此应根据自身需求选择不同的提取液以便准确、方便、高效的得到所需的蛋白质。徐洲等［35］认为在操作压力400MPa左右，升压速度、减压速度2MPa/s以上，浸泡时间30min以上，浸泡中性盐溶液的浓度0．01mol以上时，1单位大米在以0．5单位中性盐溶液中经HHP处理可有选择性地提取、去除大米中的球蛋白、清蛋白等过敏原，从而制备低过敏原大米。淀粉是大米的重要组成部分，新米淀粉质膜中的淀粉质膜和胚乳细胞壁柔软，煮制过程中易被破坏，从而部分流出，增强了米饭的口感和粘性，入口柔软。而存放较长的陈米由于其细胞壁和细胞膜已连接在一起，口感略硬、粘度降低。将陈米进行HHP处理，条件是将陈米吸水湿润后在20℃、50～300Mpa下处理10min。得到的米粒再按常规方法煮制，其粘度上升、硬度下降、平衡值提高到新米范围，也改变了其光泽和香气，如同新米一样。煮制时间也可大大减少［38］。为了使产品具有较长的保藏期，也可将谷物和豆类采用HHP处理，如用二次脉冲高压处理绿豆，贮藏一月后，与常规保藏方法相比，99%的过氧化酶失活，且较好的保留了绿豆的硬度和维生素C［39］。

2．2高静压技术在大豆及制品中的应用HHP技术在大豆及制品中主要起到灭菌和灭酶(油脂稳定化)的作用。Pre''''stamo［40］报道在58℃下，400MPa高静压处理后，豆腐中的微生物大幅降低。并假设HHP处理的效果主要取决于HHP的保压时间。还有研究认为一些微生物在HHP处理前后未发生变化，具有抗HHP的作用，例如在高压处理豆腐后一些芽孢杆菌能够保持活性。HHP对微生物灭活的影响取决于微生物的类型、保压时间、处理温度、溶液的成分等几个因素。除了温度和保压时间，影响HHP处理效果的另一个显著因素是环境介质。食品成分如蔗糖、果糖、葡萄糖和盐的渗透等有助于高压环境中微生物的存活［41］。在大豆制品中，异味(特别是腐败风味和豆腥味)主要产生于脂肪氧合酶的作用。因为脂肪氧合酶的分解导致氢过氧化物含量的增加。脂肪氧合酶对于热很敏感，在82℃以上加热15min即可破坏［42］。酶的热稳定性已经有大量的研究，但是HHP处理酶使其灭活的原理尚未明确［43］。在常压下，温度升高至60～70℃可达到灭酶的作用。而在高静压下经过一个循环或者多个循环仅需较低的温度即可达到灭酶的效果［44］。在350～525MPa，10～40℃，应用多循环处理灭活大豆脂肪氧合酶对比单个循环仅需更低的温度即可［45］。不同介质对于HHP灭酶效果影响很大，如在商品大豆脂肪氧合酶－I溶于0．2mol柠檬酸磷酸盐(pH4．0～9．0)和0．2molTris(pH6．0～9．0)缓冲溶液，置于400和600MPa压力下20min，在碱性条件下脂肪氧合酶丧失了80%的活性，然而在酸性条件下完全失活［46］。

2．3HHP技术在小麦和大麦中的应用HHP技术在小麦和大麦中的应用主要体现在对淀粉酶的影响及对小麦面筋强度的影响。小麦和大麦等中的主要内源性生物酶是淀粉酶。淀粉酶能使淀粉水解成为葡萄糖，改变其面团的性质，从而提高面包体积。在特定的条件下，将一些酶暴露在HHP的环境下，被发现能够提高酶的活性，然而，当压力继续提高，酶将会因为活性位点发生改性而失活。Gomes等研究表明［47］，在室温下25%大麦和小麦粉糊样品在400～600MPa高压下处理10～20min后，可溶性碳水化合物含量大幅提高，糖的含量减少。Gomes还研究了从大麦麦芽中分离出的淀粉酶在室温下，pH4．8～6．9的缓冲盐溶液，200～600MPa高压下处理10min，酶活性的减少在酸性条件下减少更快。小麦蛋白能形成面筋，具有独特的粘弹性，研究表明［48］含水的小麦面筋在200～800MPa、20～60℃下，经HHP处理20～60min，采用TPA分析表明，面筋的弹性模量提高了2～3倍。

3HHP技术在谷物和豆类加工中的应用展望

大豆分离蛋白范文篇3

摘要：豆奶粉稳定性受生产过程诸多因素的影响，本研究主要从对其影响较大的均质条件、pH值、杀菌条件、营养强化剂、浓度及干燥条件等工艺参数着手，通过研究影响豆奶粉稳定性的各种因素对比实验，找出提高豆奶粉稳定性的方法。关键词：豆奶粉蛋白质稳定性1前言大豆[1-2]含丰富的营养成分，含有40左右的蛋白质、18左右的脂肪和17的碳水化合物，此外还含有丰富的维生素。大豆蛋白质为优质蛋白质，含有人体必需的8种氨基酸，除了蛋氨酸稍低外，其余含量都较高，其氨基酸平衡优于其他植物蛋白，是一种重要的优质植物蛋白资源。中国大豆[3]资源丰富，且是高蛋白品种，而国外大豆大多是高脂肪品种，比较而言，我国大豆更适宜于生产植物蛋白制品。中国大豆还有一个优势就是，它是非转基因大豆，安全性更高，在国际市场上具有竞争优势，其市场上需求更大。豆奶的制备[4]是将大豆粉碎后，萃取其中水溶性成分，经离心过滤除去其中不溶物，即得豆奶。豆奶粉[5]是将浓缩后的豆奶经喷雾干燥而得到的固体粉末产品，具有贮存、携带和食用方便、便宜又富含营养等优点。但是，在豆奶的制备过程中，蛋白质粒子不稳定，倾向于凝集沉淀，严重时豆奶上部成为透明溶液，加工出来的豆奶粉冲调后稳定性[6]差，会出现明显的分层现象，其感官质量和营养价值均较差。2生产工艺2.1工艺流程2.2豆奶粉的质量指标2.2.1感官指标要求滋、气味：具有大豆特有的香味，口味纯正，无异味，基本无豆腥味和苦涩味。组织状态：粉状或微粒状，无结块，无硬粒，无焦粉。色泽：淡黄色或乳白色。冲调性：温水冲调后下沉快，易溶解。2.2.2理化指标要求蛋白质≥15脂肪≥8总糖≤60水分≤5溶解度≥88沉淀指数≤0.1不溶性膳食纤维≥1酸度≤10g/kg灰分≤3尿素酶活性—阴性砷≤0.5mg/kg铅≤1mg/kg铜≤10.0mg/kg食品添加剂-符合GB2760的规定2.2.3微生物指标细菌总数≤30000(个/g)大肠菌群≤90(个/100g)致病菌不得检出2.3实验处理豆奶粉的生产主要包括豆奶的制备、调配和喷雾干燥三大部分。其生产的主要过程是：先将大豆按一定的方法制成豆奶，然后按配方向豆奶中添加其他配料，最后经杀菌、均质和喷雾干燥制成豆奶粉。本研究按此工艺进行分析。2.3.1计算溶液中蛋白质的含量将大豆粉碎后，用足量的溶剂溶出可溶性物质，并将不溶物滤掉，定量滤液中的含氮量，就能算得蛋白质的含量，即它的溶出程度，即此时大豆蛋白质中可溶性大豆蛋白质所占的百分比。2.3.2测定大豆的等电点大豆蛋白质是两性电解质，在等电点时，达到蛋白质的溶解度最低。那么通过在不同的pH溶液中的溶解度就能测定大豆蛋白的等电点。2.3.3调节pH值通过调节豆乳的pH值[14]，测定豆乳中可溶性蛋白质的含量，即可测得此时蛋白质的溶解度，然后分析是否对豆奶粉的稳定性有影响。2.3.5调配时加入盐的分析在调配时加入不同种类和不同浓度的盐，分析不同种类的盐对豆奶中蛋白质的溶解度的影响。2.3.6浓度的影响调节豆奶喷雾干燥前的浓度，分析不同的浓度喷雾干燥后，豆奶粉蛋白质变性情况和对成品品质的影响。2.3.7分析其他加工工艺的影响分析杀菌、均质、喷雾干燥等工艺对蛋白质的变性情况和成品品质的影响，在杀菌过程中再定性测一下尿素酶的活性。3实验结果与分析豆奶粉溶解后形成的乳状液是是一种复杂的不稳定体系，既有蛋白质形成的悬浮液，又有脂肪形成的乳浊液，还有糖等形成的真溶液，易发生蛋白质及固体颗粒聚沉和脂肪上浮等分层现象。影响豆奶粉的稳定性因素主要是由大豆蛋白本身的一些性质，同时也受一些外界因素影响。本文就以上的分析研究进行讨论。3.1浓度对豆奶粉稳定性的影响豆奶浓度直接影响成品粉的质量，如果浓度过低，不但给干燥工艺增加了负担，浪费能源，而且干燥后的粉颗粒小，颜色淡；但如果浓度过高，将引起蛋白质的变性，同时由于浓度过高，导致物料粘度增大，使得喷雾干燥时雾化效果差，易产生潮粉。当其他条件一定时,浓度对豆奶粉质量的影响如表3-1所示。表3-1浓度对豆奶粉质量的影响浓度（）颜色颗粒蛋白质变性情况30-35白、淡黄小无35-40淡黄大无40-45黄、红较小少量由表3-1可知，浓度过低或过高对豆奶粉的颜色、颗粒、都有影响，直接影响成品的质量。浓度低蛋白质虽没有变性，但颗粒较小，影响喷雾效果；浓度过高，易使蛋白质变性。因此，采用35～40浓度为宜。3.2溶液pH值对豆奶粉稳定性的影响由上图可以看出，当溶液pH值4.3左右时，蛋白质的溶解度趋于最小，约为10；随着pH值增大，蛋白质的溶解度回升，在pH值为6.5时，蛋白质溶解度为85左右，当pH值再增加时，蛋白质的溶解度缓慢增大。所以，我们可以测出大豆蛋白的等电点为pH4.3左右。蛋白质分子是两性物质，当乳状液的pH值低于蛋白质等电点时，蛋白质便呈正离子状态；当溶液pH值高于蛋白质等电点时，蛋白质分子则成负离子状态。在等电点附近，水化作用最弱，乳状液越不稳定。所以为了促使豆乳中蛋白质充分解离，提高其水化能力，保证豆乳的稳定，乳状液的pH值应远离该蛋白质的等电点。对于溶液的pH值在生产过程中要注意调整，一般调节pH值在7.0～8.0左右。3.3强化钙对豆奶粉稳定性的影响豆奶中的蛋白质能溶于稀酸或稀碱，属于盐溶性蛋白质。用氯化钠、硫酸钾、氯化钙等中性盐溶解大豆蛋白时，溶解程度随盐的种类及浓度而有差异。一价金属盐能促使蛋白质的溶解，而蛋白质在氯化钙等二价金属的盐类溶液中的溶解度较小。因此，豆奶粉的生产过程要注意钙、镁等二价金属离子和其他多价电解质引起的蛋白质凝聚沉淀，不能盲目地对豆奶粉进行矿物质/，！/强化。豆奶粉中最常增补的钙盐以碳酸钙（CaCO3）最好，因其溶解度很低，不易造成蛋白质沉淀。3.4杀菌条件对豆奶粉稳定性的影响为了防止蛋白质变性，要控制好加热的时间和温度。这就要求杀菌的时间不能过长，温度不能过高，但又要消除抗营养因子。超高温瞬时杀菌近年来在豆奶粉生产中已经逐渐取代了原来的常压长时间杀菌，它采用135℃左右的超高温杀菌,仅用数秒钟即可达到杀菌的目的，减少了由于长时间高温引起的蛋白质变性的量。杀菌结束后应立即快速地进行冷却，防止脂肪析出和蛋白质的沉淀。表3-2杀菌条件对豆奶粉稳定性的影响热处理温度（℃）热处理时间（分钟）尿酶活性稳定性9010弱阳性-1005弱阳性1101阴性1200.5阴性1300.15阴性注：“”表示好，“”表示较好，“”表示很好，“-”表示差。3.5均质对豆奶粉稳定性的影响均质是生产优质豆奶粉不可缺少的工序，均质时脂肪和蛋白质进入高压均质机，由粗大的颗粒加工成极微细的颗粒，减缓粒子的沉降速度，从而形成均匀的分散体系，提高了豆奶粉的稳定性。均质后的豆奶在色泽和口感方面都有明显的变化：颜色乳白、具有柔和光泽、口感细腻、有豆奶特有的香味，均质条件对豆奶粉稳定性的影响见表3-3。表3-3均质条件对豆奶粉稳定性的影响均质压力（MPa）均质温度（℃）豆奶粉稳定性系数（）1570/8091.2/92.62070/8094.9/96.82570/8097.1/97.83070/8097.9/98.53570/8098.9/98.3由表3-3可以看出：随着均质压力和均质温度的提高，稳定性呈现增加的趋势，但为了保证稳定、降低能耗的原则，目前豆奶粉生产中均质时温度一般控制在70～80℃，均质压力为25～35MPa进行均质比较适宜。3.6干燥条件对豆奶粉稳定性的影响豆奶粉厂的喷雾干燥设备一般都是布袋塔，这种塔生产豆奶粉时进风温度和排风温度对豆奶粉的稳定性影响很大，进风温度和排风温度越高，豆奶粉的含水量越低，溶解性也越差，而且色泽也差。粉体平均粒度与喷粉塔进出风温度成正比，温差大，生成的粉体团粒也大，但温度太高，会产生焦粉现象。所以进风温度要控制在150～170℃为宜，排风温度要控制在80℃左右；另外豆奶粉很容易粘结滤粉布袋，故生产中抖动布袋间隔时间应短于生产奶粉，一般在半个小时左右。4结论本研究根据工厂的生产工艺和实际操作，依据有关理论方面的知识，对豆奶粉的生产工艺生产过程进行分析，从而得出影响豆奶粉稳定性的主要因素。均质条件对豆奶粉的稳定性影响较大，均质时温度控制在70～80℃，均质压力为25～35MPa为宜；调配时pH控制在7～8左右，远离大豆蛋白质的等电点，防止蛋白质凝聚；为了减少蛋白质变性，应降低加热温度和加热时间；调配强化钙盐时，增补的钙盐以碳酸钙（CaCO3）最佳；控制豆奶浓度在35左右；喷雾干燥的进风温度要控制在150～170℃，排风温度80℃左右抖动布袋间隔时间在半个小时左右。本研究采用了工艺数据对比，从这些数据的比较中选出最优方案，帮助解决豆奶粉厂的实际生产中所出现的问题，具有实际运用价值。参考文献[1]赵晋府.食品工艺学[M].中国轻工业出版社，1999.[2]石彦国，任莉.大豆制品工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，1996.[3]吴加根.大豆食品工艺学[M].北京:中国轻工业出版社，1997.[4]李里特.大豆加工与利用[M].北京：化学工业出版社，20__.40-42.[5]贺立东.豆奶稳定性探讨[J].饮料工业，20__，3（4）：36-38.[6]朱蓓薇.饮料生产工艺与设备选用手册[M].北京：化工工业出版社，20__.