超聲處理對大豆分離蛋白凝膠和感官特性影響

張宏偉，張立娟，邢天麗，鄭冬梅，*（.東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱50030；.天津市食品研究所有限公司，天津30609）

超聲處理對大豆分離蛋白凝膠和感官特性影響

張宏偉1，張立娟2，邢天麗1，鄭冬梅1，*
（1.東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱150030；2.天津市食品研究所有限公司，天津301609）

采用超聲技術(shù)對大豆分離蛋白進行處理，探索超聲處理條件對大豆分離蛋白的凝膠特性和感官特性的影響。以20 kHz超聲頻率在不同處理功率、時間、溫度和大豆分離蛋白分散液pH值對大豆分離蛋白進行處理。試驗結(jié)果表明隨著超聲處理強度的增強大豆分離蛋白的凝膠特性變?nèi)酰泄僭u分降低。大豆分離蛋白分散液在pH8.0和9.0時超聲處理形成的凝膠品質(zhì)最高。超聲處理配合蛋白分散液pH調(diào)整能夠用來對大豆分離蛋白進行改性。

超聲處理；大豆分離蛋白；凝膠特性；感官特性

大豆分離蛋白（SPI）是一種重要的食品生產(chǎn)原輔料，產(chǎn)量大、蛋白含量高、價格低廉[1-4]。對大豆蛋白進行改性逐漸成為研究熱點，常見改性方法有化學改性[5-7]、酶改性[8-10]、物理改性[11-13]和復合改性[14-15]。近年來低頻高能超聲物理改性技術(shù)被廣泛應用于食品改性研究中，各種蛋白溶液的超聲改性主要依靠超聲的空穴效應[16]，空穴效應使得液體中的氣泡迅速形成和破碎，形成極端高溫（5 000℃）和高壓（100 MPa），產(chǎn)生巨大的剪切力和混合效應[17]。

本文采用超聲改性技術(shù)對大豆分離蛋白進行處理，探索不同處理功率、時間、溫度和大豆分離蛋白分散液pH對大豆分離蛋白的凝膠特性和感官特性的影響。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

大豆分離蛋白粉（SPI，蛋白含量92.5%）：哈高科大豆食品有限責任公司。

TA-XT plus質(zhì)構(gòu)分析儀：英國Stable Micro System公司；XH-2008D電腦智能溫控超聲波合成萃取儀：北京祥鵠科技發(fā)展有限公司；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司。

1.2測定方法

1.2.1質(zhì)地測定

使用質(zhì)構(gòu)儀對凝膠進行測定，每個待測樣3個平行，使用P 0.5探頭，采用TPA模式測定，測前速度1 mm/s，測試速度5 mm/s，測后速度5 mm/s，壓縮比75%。

1.2.2感官評定

根據(jù)感官評定標準，將凝膠樣品隨機編號，請10名經(jīng)過培訓的、有經(jīng)驗的專業(yè)人員進行觸摸，男女各半，從蛋白凝膠彈性、蛋白凝膠硬度、凝膠流動性、及總體可接受性進行評價。在評定前要對評定小組進行培訓，統(tǒng)一評分標準，以未經(jīng)超聲處理制作的大豆分離蛋白凝膠為對照，各種指標最低分為1分，最高分為10分。

1.3試驗方法

1.3.1試驗流程

大豆蛋白分散液的配制→加水攪拌→超聲處理→水浴加熱→冷藏過夜

大豆蛋白分散液的配制：40℃磁力攪拌30 min溶解大豆分離蛋白，配置12.5%蛋白含量的分散液。以20 kHz頻率、指定處理功率、處理溫度和時間對樣品進行超聲處理，取100 mL樣品置于恒溫水浴槽內(nèi)水浴加熱至處理溫度后進行超聲處理，超聲波探頭深入蛋白分散液表面2 cm。

取50 mL超聲后的樣品倒入鋁盒置于90℃水浴鍋中加熱20 min，取出恢復室溫后4℃冷藏12 h后進行分析，分析前需提前30 min取出放于室溫環(huán)境。

1.3.2超聲功率對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官評定影響

樣品溫度50℃，超聲處理15 min，分別以0、200、400、600、800、1 000 W的輸出功率對大豆蛋白分散液進行超聲處理。

1.3.3超聲時間對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官評定影響

樣品溫度50℃，以400 W輸出功率對蛋白分散液進行超聲處理，分別處理0、5、10、15、20 min。

1.3.4處理溫度對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官評定影響

以400 W輸出功率，分在30、40、50、60、70℃樣品溫度條件下對大豆蛋白分散液進行超聲處理15 min。

1.3.5大豆蛋白分散液pH值對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官評定影響

使用氫氧化鈉分散液調(diào)節(jié)大豆蛋白分散液pH為6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，樣品溫度50℃，以400 W的輸出功率，超聲處理15 min。

2　結(jié)果與分析

2.1超聲功率對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官特性影響

超聲功率對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官特性影響見圖1和表1。

試驗結(jié)果如圖1和表1所示，在超聲處理過程中，超聲功率的大小對大豆蛋白凝膠特性和凝膠感官評定有很大影響。隨著功率的增大，大豆蛋白凝膠的硬度降低、黏附性下降。超聲處理功率在600、800、1 000 W條件下大豆蛋白幾乎沒有黏性，硬度也很低，大豆分離蛋白幾乎無法形成形成的凝膠；1 000 W超聲處理的后制作的凝膠一經(jīng)觸碰立即破碎消失。而功率在400 W的條件下，大豆蛋白形成凝膠適中。因此在本試驗中400 W是最適合大豆蛋白形成凝膠的功率。

圖1　超聲功率對大豆分離蛋白凝膠特性影響Fig.1　Influence of different ultrasound power on gelproperties of ultrasound treatments SPI

表1　超聲功率對大豆分離蛋白凝膠感官特性影響Table 1　Influence ofdifferent ultrasound power on sensory quality ofultrasound treatments SPI

2.2超聲時間對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官特性影響

超聲時間對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官特性影響見圖2和表2。

圖2　超聲時間對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性影響Fig.2　Influence of differenttime on gelproperties of ultrasound treatments SPI

試驗結(jié)果如圖2和表2所示，在超聲處理過程中，超聲處理時間對大豆蛋白凝膠特性和凝膠感官評定有影響。隨著超聲處理時間的延長，大豆蛋白凝膠的硬度逐漸降低、黏附性下降。超聲處理20 min時下大豆蛋白凝膠幾乎沒有黏性，硬度也很低，制成的凝膠也較為脆弱，容易破碎。

表2　超聲時間對超聲處理大豆分離蛋白凝膠感官特性影響Table 2　Influence ofdifferenttime on sensory quality of ultrasound treatments SPI

2.3處理溫度對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官特性的影響

處理溫度對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官特性的影響見圖3和表3。

圖3　處理溫度對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性影響Fig.3　Influence of different temperature on gelproperties of ultrasound treatments SPI

表3　處理溫度對超聲處理大豆分離蛋白凝膠感官特性影響Table 3　Influence ofdifferenttemperature on sensory quality of ultrasound treatments SPI

試驗結(jié)果如圖3和表3所示，在超聲處理過程中，超聲處理溫度對大豆蛋白凝膠特性和凝膠感官評定有很大影響。隨著處理溫度的提高，大豆蛋白凝膠的硬度降低、黏附性下降。超聲處理溫度在60℃條件下大豆蛋白幾乎沒有黏性，硬度也很低，大豆分離蛋白幾乎無法形成形成的凝膠；70℃超聲處理的蛋白后無法形成凝膠。

2.4大豆蛋白分散液p H值對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官特性影響

大豆蛋白分散液pH值對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性和感官特性影響見圖4和表4。

圖4　大豆蛋白分散液pH值對超聲處理大豆分離蛋白凝膠特性影響Fig.4　Influence of differentpH on gelproperties of ultrasound treatments SPI

表4　大豆蛋白分散液pH值對超聲處理大豆分離蛋白凝膠感官特性影響Table 4　Influence ofdifferentpH on sensory quality ofultrasound treatments SPI

試驗結(jié)果如圖4和表4所示，在超聲處理過程中，大豆蛋白分散液pH值對超聲處理蛋白凝膠特性和凝膠感官評定有很大影響。隨著蛋白分散液pH值的提高，大豆蛋白凝膠的硬度和黏附性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，在較高p H值條件下，有助于大豆分離蛋白形成品質(zhì)良好的凝膠，在大豆蛋白分散液pH8.0和9.0時進行超聲處理形成的凝膠品質(zhì)最高，呈現(xiàn)光滑而半透明的狀態(tài)。

3　結(jié)論

試驗結(jié)果表明隨著超聲處理強度的增強大豆分離蛋白熱凝膠的凝膠強度變?nèi)酰じ叫越档停泄僭u分降低，說明利用超聲對大豆分離蛋白進行改性時應在較低處理強度下進行。大豆分離蛋白分散液在pH8.0和pH9.0時超聲處理形成的凝膠品質(zhì)最高，可以在此pH值條件下進行超聲處理對大豆分離蛋白進行改性。

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Effects of Ultrasound Treatment on Gel Properties and Sensory Quality of SPI

ZHANG Hong-wei1，ZHANG Li-juan2，XING Tian-li1，ZHENG Dong-mei1，*
（1.College of Food Science，Northeast AgriculturalUniversity，Harbin 150030，Heilongjiang，China；2.Tianjin Food Research Institute Co.，Ltd.，Tianjin 301609，China）

Ultrasound was used to study the effect of ultrasound treatment on the gel properties and sensory characteristics of soy protein isolate.The soybean protein was treated with 20 kHz ultrasound at different treatment power，time，temperature and pH.The results showed that the gelproperties and the sensory quality were weak decreased with the increase ofultrasound power ofsoy protein isolate.The gelquality of soy protein isolatewas highest in the pH8.0 and pH 9.0.The pH adjustmentofthe ultrasound treatment with the protein dispersion can be used to modify the soy protein isolate.

ultrasound treatment；SPI；gelproperties；sensory quality

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.12.024

張宏偉（1982—），男（漢），實驗師，碩士研究生，研究方向：食品科學。

2015-11-14