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天然大豆蛋白的极性基团和非极性基团分布不均匀,且非极性基团大多被包裹在蛋白质分子内部,导致蛋白质的表面活性较差。因此,如果对天然大豆蛋白的表面活性进行改善,则可以拓展其在食品行业和日用化工中的应用范围。为此,本文研究了不同离子对大豆蛋白结构和表面活性的影响,实验研究结果如下:1.首先本文研究了料液比、提取时间和提取温度对低温豆粕和高温豆粕中水溶性蛋白提取率的影响,得到最佳提取工艺分别为:料液比1:12,时间2 h,温度45℃;料液比1:12,时间2 h,温度55℃。在此条件下,其提取率分别为:66.41%、24.89%。研究了料液比、提取时间、提取温度和NaCl浓度对低温豆粕和高温豆粕残渣中蛋白提取率的影响,得到最佳提取工艺分别为:料液比1:8,时间3 h,温度50℃,NaCl浓度4%;料液比1:12,时间2 h,温度55℃,NaCl浓度4%。在此条件下,其提取率分别为:21.86%、16.98%。结果表明,NaCl可以使大豆蛋白的溶解度增大。经过两次提取后,低温豆粕和高温豆粕中蛋白质的提取率分别为88.27%、41.87%,低温豆粕蛋白质的提取率明显高于高温豆粕。同时考察了pH对水溶性蛋白提取率的影响,结果表明,pH=811时水溶性蛋白提取率均得到提高。进一步研究了大豆蛋白的表面活性,发现pH分别为2.0和11.0时,低温豆粕蛋白的发泡能力、泡沫稳定性、CMC值(临界胶束浓度)和高温豆粕蛋白的泡沫稳定性、吸油性均得到提高。2.其次考察了Cl-、H2PO4-、CH3COO-和C6H7O7-四种阴离子对大豆蛋白结构和表面活性(乳化性、起泡性等)的影响。当分别加入Cl-、H2PO4-、CH3COO-和C6H7O7-时,低温大豆粕蛋白的发泡能力明显降低,而其泡沫稳定性分别提高了21.0%、23.9%、21.9%和25.9%;高温大豆粕蛋白的发泡能力分别提高了79.4%、72.8%、59.4%和103%。而当分别加入Cl-和C6H7O7-时,高温大豆粕蛋白的泡沫稳定性分别提高了32.6%、62.0%。结果表明,四种阴离子降低了低温大豆粕蛋白的发泡能力,但可以显著地提高高温大豆粕蛋白的发泡能力,其中C6H6O7-对高温豆粕蛋白的发泡能力影响最大,而其他三种离子则对其影响相差不大。四种阴离子提高了低温大豆粕蛋白的泡沫稳定性,但它们对低温大豆粕蛋白泡沫稳定性的影响相差不大。当分别加入Cl-、H2PO4-、CH3COO-和C6H7O7-时,低温豆粕蛋白的乳化稳定性分别为:69.0%、75.3%、76.0%和82.4%(对照为69.4%);高温豆粕蛋白的乳化稳定性分别为:96.3%、91.6%、97.0%和94.2%(对照为94.3%);低温豆粕蛋白的乳化活性分别为:0.706、0.661、0.756和0.773(对照为0.762);高温豆粕蛋白的乳化活性分别为:0.635、0.838、0.798和0.622(对照为0.643)。结果表明,四种离子对大豆蛋白的乳化稳定性和乳化活有所改善,但效果并不明显。紫外-可见吸收光谱表明,H2PO4-、CH3COO-和C6H7O7-三种离子使高温豆粕蛋白质分子的结构发生变化,可能使其分子中苯丙氨酸残基暴露,导致其表面活性发生变化。荧光分子发射光谱表明,Cl-、C6H7O7-、H2PO4-和CH3COO-四种离子使高温豆粕和低温豆粕蛋白质分子的结构发生变化,可能使其分子中色氨酸残基暴露,使蛋白质的表面活性发生变化。凝胶电泳法(SDS-PAGE)分析表明,四种阴离子对低温大豆粕蛋白的亚基结构和分子量分布有不同程度的影响。3.最后研究了Na+、K+、Mg2+和Ca2+所带电荷数以及溶液离子强度对大豆蛋白的结构和表面活性(乳化性、起泡性等)的影响。0.2、0.4、0.6、0.8和1.2 mol/L的Na+分别使大豆蛋白的发泡能力提高了2.00%、4.00%、28.0%、18.0%、26.0%;0.2、0.4、0.6、0.8和1.2 mol/L的Mg2+分别使大豆蛋白的发泡能力提高了16.0%、46.0%、20.0%、26.0%、24.0%。结果表明,Mg2+对大豆蛋白的发泡能力的影响大于Na+。同时,研究发现K+和Ca2+对大豆蛋白发泡能力的影响不明显。0.2、0.4、0.6、0.8和1.2 mol/L的K+分别使大豆蛋白的泡沫稳定性提高了22.4%、33.1%、14.3%、12.4%、21.5%;0.2、0.4、0.6、0.8和1.2 mol/L的Mg2+分别使大豆蛋白的泡沫稳定性提高了2.00%、8.36%、0.150%、9.41%、8.61%;0.2、0.4、0.6、0.8和1.2 mol/L的Ca2+分别使大豆蛋白的泡沫稳定性提高了20.9%、16.6%、16.1%、13.0%、2.44%。结果表明,三种离子对大豆蛋白泡沫稳定性的影响为:K+>Ca2+>Mg2+。Na+、K+和Mg2+能不同程度的改变大豆蛋白的乳化活性,但对大豆蛋白的乳化活性的促进作用几乎不存在。0.2、0.4 mol/L的K+分别使大豆蛋白的乳化稳定性提高了16.7%、13.7%;0.6、0.8和1.2 mol/L的Na+分别使大豆蛋白的乳化稳定性提高了12.5%、12.7%、8.92%。它们对大豆蛋白的乳化稳定性作用效果不明显,且相差不大。紫外-可见吸收光谱表明,0.6、0.8、1.2 mol/L的Ca2+使大豆蛋白的结构发生变化,可能使其分子中的苯丙氨酸残基内埋于蛋白质中。荧光分子发射光谱表明,0.6、0.8 mol/L的Na+使大豆蛋白的结构发生了变化,可能使其表面的色氨酸数增多,使其表面活性发生变化;0.2 mol/L Na+、0.8 mol/L Ca2+和0.4、1.2 mol/L Mg2+均使大豆蛋白分子结构发生变化,可能引起其表面色氨酸残基暴露,使其表面活性发生变化;SDS-PAGE电泳分析表明,四种阳离子对大豆蛋白亚基结构影响:Ca2+>Mg2+>K+>Na+。