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大豆分離蛋白范文1
Abstract: This paper attempts to research the changes of tensile strength and breaking elongation from a serial of blend membranes with soy protein isolate as film substrate, which are mixed by adding a natural polymer material-guar gum, changed the contents of glycerol, proportion of guar gum and soy protein isolate, pH.
Key words: soy ptotein isolate；guar gum；blend membrane
中圖分類號：G31文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）22-0303-02
0引言
大豆分離蛋白（SPI）由于其來源豐富，價格便宜，加工成型方便，且其膜具有可降解性、透氧率低[1]，已經成為各國研究者廣泛關注的重要天然高分子材料之一。但同時由于大豆分離蛋白分子中含有許多氨基、羧基等親水性基團，和石油為原料合成的聚烯烴類材料相比，大豆分離蛋白膜在機械強度及耐水性方面有一定的缺陷[2，3]。經天然共混改性制備的生物薄膜具有可降解性、生物相容性、通透性相比單組分大豆分離蛋白膜有所改善等優點。利用天然多糖等高分子材料替代有污染、難降解的人工合成材料具有非常重要的現實意義和廣闊的應用前景。
瓜爾膠是從瓜爾豆中提取的一種天然可再生高分子中性多糖，具有安全無毒、生物相容性好、可被生物完全降解等優點，被廣泛地應用于各個領域中。瓜爾膠含多-OH有望與蛋白質分子中-NH2、-COOH等基團作用，減弱大豆蛋白分子間和分子內的氫鍵相互作用，提高蛋白質鏈段的運動能力，從而增加膜材的柔順性，改善大豆蛋白的加工性能。
因此，本課題采用大豆分離蛋白為成膜基質，天然瓜爾膠多糖為添加劑，通過調節二者間的質量比例關系，采取加熱的方式使大豆分離蛋白變性，以甘油為增塑劑，調節大豆分離蛋白的空間網絡結構及柔韌性，蒸餾水和無水乙醇為溶劑，通過變化大豆分離蛋白、瓜爾膠以及增塑劑間量的關系，結合調節共混溶液pH，優化膜的抗拉強度和斷裂伸長率。
1試驗材料與方法
1.1 材料與設備
1.1.1 材料大豆分離蛋白（SPI，哈高科大豆食品有限責任公司）水分5.31%、蛋白質91.60%、灰分4.51%；瓜爾膠（印度進口，天津華裕經濟貿易有限公司）其余試劑均為國產分析純。
1.1.2 設備電子分析天平（0.001g，北京賽多利斯儀器系統有限公司）；DZW電熱恒溫水浴鍋（天津萊斯特儀器有限公司）；PH計（上海雷磁儀器廠）；JJ-1型定時電動攪拌器（江蘇省金壇市金城國勝實驗儀器廠）；干燥器（湖南匯虹試劑有限公司）；螺旋測微器（0.001mm哈爾濱量具刃具廠）；TA.XT.Plus質構儀（Stable Micro System Ltd）；電熱恒溫鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）；自制玻璃板。
1.2 方法
1.2.1 膜性能測定①膜厚（Film Thickness，FT）。在被測膜上隨機取5點，用螺旋測微器（0.001mm）測定厚度，取平均值。膜厚單位為mm。②抗拉強度（tensile strength，TS）?？估瓘姸葴y定前，先將待測樣品防止裝有飽和溴化鉀水溶液的室溫條件干燥器中，均衡48h。將膜裁切成工字型長條，用質構儀測定，拉伸速度為5mm/s，有效拉伸距離為100mm，記錄膜破裂時的抗拉力[5]。每種膜測定3個樣，取平均值即得。③斷裂伸長率（Breaking Elongation，BE）。將膜裁切成長如圖所示尺寸的工字型長條，用質構儀測定，拉伸速度為5mm/s，有效拉伸距離為100mm，記錄膜受到張力至斷裂時的膜長[5]，根據下式計算：E=（L1-L0）/L0×100%；
式中：E為斷裂伸長率（100%）；L1為膜斷裂時的長度（m）；L0為膜的原長（m）；每種膜測定3個樣，取平均值即得。
1.2.2 成膜工藝①不同大豆分離蛋白（SPI）濃度膜的制備工藝。將3.0、4.0、5.0、6.0%（w/v）SPI粉末，1.5%（w/v）增塑劑丙三醇加入到裝有去離子水：無水乙醇=4：1（v/v）的燒杯中，未加瓜爾膠多糖，30±1℃恒溫水浴鍋均質，水浴加熱至80±1℃，維持溫度反應30min，冷卻消泡，溶液澆鑄于模具中，自然晾干，在室溫條件下溴化鉀飽和水溶液的干燥器中均衡備用，依大豆分離蛋白的用量由低到高將膜分別標記為：IG3-0、IG4-0，IG5-0和IG6-0，作為空白實驗作對照。②不同瓜爾膠（GG）濃度膜的制備工藝。將3.0、4.0、5.0、6.0%（w/v）SPI粉末，1.5%（w/v）增塑劑丙三醇和0.15%、0.20%和0.25%（w/v）的瓜爾膠多糖加入到裝有去離子水：無水乙醇=4：1（v/v）的到燒杯中。接下來方法同1）。依瓜爾膠多糖和大豆分離蛋白的用量由低到高將大豆分離蛋白復合膜分別標記為：IG3-3，IG3-4和IG3-5； IG4-3，IG4-4和IG4-5；IG5-3，IG5-4和IG5-5；IG6-3，IG6-4和IG6-5。③不同甘油濃度膜的制備工藝。將5.0%（w/v）SPI粉末，0.5、1.0、1.5、2.0、3.0%（w/v）增塑劑丙三醇和0.15%（w/v）的瓜爾膠多糖加入到裝有去離子水：無水乙醇=4：1（v/v）的到燒杯中。接下來方法同1）。依據增塑劑丙三醇的用量由低到高將大豆分離蛋白復合膜分別標記為：IGG-0.5、IGG-1.0，IGG-1.5和IGG-2.0；IGG-3.0。④不同pH條件膜的制備工藝。將5.0%（w/v）SPI粉末，1.5（w/v）增塑劑丙三醇和0.20%（w/v）的瓜爾膠多糖加入到裝有去離子水：無水乙醇=4：1（v/v）的到燒杯中，在30±1℃恒溫水浴鍋均質得到共混水溶液。室溫條件下用配置的2mol/L或0.1mol/L的NaOH和HCl溶液調節混合體系pH分別為6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，80±1℃水浴鍋反應30min，冷卻消泡，溶液澆鑄于模具中，自然晾干，揭膜，在室溫條件下溴化鉀飽和水溶液的干燥器中均衡備用，依據增塑劑丙三醇的用量由低到高將大豆分離蛋白復合膜分別標記為：IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10。
2結果與分析
2.1 大豆分離蛋白復合膜IG抗拉強度的研究
2.1.1 大豆分離蛋白和瓜爾膠濃度對復合膜抗拉強度的影響如圖1表示的是大豆分離蛋白濃度分別為3、4、5、6%（w/v）和瓜爾膠濃度分別為0.00、0.15、0.20、0.25%（w/v）得到IG3、IG4、IG5、IG6四個系列16種復合膜的抗拉強度變化柱狀圖。IG3指的是蛋白濃度為3%（w/v），瓜爾膠濃度分別為0.00，0.15，0.20， 0.25%（w/v）對應復合膜IG3-0、IG3-3、IG3-4、IG3-5，IG4、 IG5 、IG6類同。由圖可以看出四種瓜爾膠濃度，均是大豆分離蛋白濃度為5%（w/v）時復合膜的抗拉強度最大，并且在同樣瓜爾膠濃度條件下，復合膜抗拉強度隨大豆分離蛋白濃度由3%到6%先增大后降低。這可能是由于隨著大豆蛋白濃度的增大，經加熱變性的蛋白量增多，暴露出更多的活性基團，這些活性基團經相互作用有助于形成致密的網絡結構，但當蛋白濃度增大到6%時，由于大量蛋白沒有溶解，變性蛋白量沒有繼續增大，而致使蛋白沒有增多的活性基團經相互作用形成致密的網絡結構，所以復合膜的抗拉強度有所降低。瓜爾膠濃度由0.15%到0.25%，復合膜的抗拉強度呈現增大的趨勢，這可能是由于大豆分離蛋白體系中加入瓜爾膠后發生了氫鍵或疏水等相互作用，改變了蛋白原來的結構，形成新的立體網絡結構，隨著瓜爾膠濃度的增大，新的網絡結構越來越致密，最終使復合膜的抗拉強度增大。
2.1.2 pH對大豆分離蛋白復合膜抗拉強度的影響取大豆分離蛋白濃度3、4、5、6%w/v復合膜抗拉強度最大的5%w/v濃度作為pH影響因子的后續研究濃度。取瓜爾膠濃度為0.20%w/v以及甘油濃度為1.5%w/v得到在不同pH條件下的復合膜IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10，測得相應膜的抗拉強度隨pH的變化柱狀圖如圖2。從柱狀圖分析可以得出，在pH大于7.0情況下，隨著pH增大，復合膜的抗拉強度稍有增大，這與莫文敏等人研究的結果一致[6]。這是由于隨著成膜液堿性增強，結合受熱條件，蛋白變性更加明顯，蛋白分子結構發生重組，這有助于形成緊密的空間網絡結構，最終使復合膜的抗拉強度增大。
2.1.3 甘油濃度對大豆分離蛋白膜抗拉強度的影響圖3表示的是隨著復合膜IGG-1、IGG-1.5、IGG-2、IGG-3材料中添加甘油量的增加其抗拉強度的變化柱狀圖，在大豆分離蛋白復合膜中，甘油添加量為0.50%w/v時不能成膜，所以選取甘油濃度1.0、1.5、2.0和3.0%w/v進行試驗。圖可以看出，隨著添加增塑劑甘油量的增加，膜的抗拉強度是降低的，這是因為甘油是一種多羥基物質，含量增加，單位體積羥基的數目增多，結合水分子的數目也增多，使膜中蛋白質相對含量下降，削弱了其分子間的相互作用，結構變差，膜的致密性下降[7]。
2.2 大豆分離蛋白復合膜IG斷裂伸長率的研究
2.2.1 大豆分離蛋白和瓜爾膠濃度對復合膜斷裂伸長率的影響
圖4表示的是不同大豆分離蛋白濃度以及不同瓜爾膠濃度條件下復合膜IG3-0、IG4-0，IG5-0、IG6-0；IG3-3、IG4-3、IG5-3、 IG6-3；IG3-4、IG4-4、IG5-4、IG6-4；IG3-5、IG4-5、IG5-5、IG6-5的斷裂伸長率變化柱狀圖。由圖可以看出，隨著大豆分離蛋白濃度由3.0%w/v增大到5.0%w/v，同等瓜爾膠濃度條件下比較，復合膜的斷裂伸長率是降低的。但當蛋白濃度達到6.0%w/v時，各種不同瓜爾膠濃度復合膜的斷裂伸長率增大。另外，當大豆分離蛋白濃度一定時，隨著瓜爾膠濃度的增大（0.15~0.25%w/v）復合膜的斷裂伸長率是下降的（大豆分離蛋白濃度6.0%w/v對應復合膜除外），這可能是由于瓜爾膠與大豆分離蛋白經微弱的氫鍵或疏水相互作用改變了大豆分離蛋白原來致密的機構，形成比較疏松的結構，由于這種作用比較微弱，而使斷裂伸長率降低。
2.2.2 pH對大豆分離蛋白復合膜斷裂伸長率的影響圖5表示的是隨著大豆分離蛋白復合膜IG-6、IG-7、IG-8、IG-9、IG-10成膜溶液的pH變化，復合膜斷裂伸長率的變化柱狀圖。由圖可以看出，隨著pH由6.0變化到10.0，復合膜的斷裂伸長率成遞增的趨勢，這是因為，隨著溶液堿性增強，大豆分離蛋白變性明顯，這對于膜的機械強度改善是有利的，斷裂伸長率的增加，意味著大豆分離蛋白經變性后其原來的分子內和分子間氫鍵受到破壞，增大了分子空間的流動性，因此復合膜的柔韌性增大，斷裂伸長率增大。
2.2.3 甘油含量對大豆分離蛋白復合膜斷裂伸長率的影響圖6表示的大豆分離蛋白-瓜爾膠復合膜IGG-1、IGG-1.5、IGG-2、IGG-3在增塑劑濃度由1.0% w/v逐漸增大到3.0%w/v時，相應膜的斷裂伸長率變化柱狀圖，并且發現隨著增塑劑甘油濃度的增大，復合膜的斷裂伸長率明顯增大，甚至當甘油濃度為3.0%w/v時，復合膜的斷裂伸長率增至111.43%。這是因為甘油作為小分子穿插與大豆分離蛋白分子的立體結構中，對膜的柔韌性起了很關鍵的作用，所以膜的斷裂伸長率隨著甘油濃度的增大而增大。
3小結
3.1 給定實驗條件下，蛋白濃度為5%w/v時復合膜的抗拉強度最大，且隨著瓜爾膠在復合膜中含量的增加，其抗拉強度是增大的；隨著pH由7.0變化到10.0，復合膜的抗拉強度是增大的；隨著甘油含量的增大，復合膜的抗拉強度是降低的。
3.2 在給定實驗條件下，蛋白濃度為5%w/v時復合膜的斷裂伸長率最小，且隨著瓜爾膠在復合膜中含量的增加，其斷裂伸長率是降低的（復合膜中蛋白濃度為3、4、5%w/v時）；隨著pH由6.0變化到10.0，復合膜的斷裂伸長率是增大的；隨著甘油含量的增大，復合膜的斷裂伸長率是增大的。
參考文獻：
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大豆分離蛋白范文2
關鍵詞：大豆蛋白廢水；生物處理；膜處理；綜合利用
1 大豆蛋白廢水的特點
（1）排放量大。據統計，國內大豆分離蛋白企業每生產1t大豆分離蛋白排放出60～80m3的大豆乳清廢水，全國每年排放量在300t以上；（2）有機物濃度、懸浮物濃度高，環境污染嚴重。其中生活需氧量（BOD）高達5000～8000mg/L，COD高達18000～20000mg/L，懸浮固體（SS）高達1500mg/L，給天然水體系統帶來巨大的污染負荷，嚴重挑戰人們的水環境安全。（3）有機物以蛋白質和低聚糖為主，包括大豆乳清蛋白、微量大豆球蛋白、油脂、蔗糖、水蘇糖、無機鹽等；可生化性好（BOD/COD高達0.6～0.7），營養配比合理（C：N：P平均為100：4.7：0.2），有毒有害物質含量少，適于采用生物處理；（4）溫度較高，pH值較低，容易腐敗并釋放出硫化氫等惡臭氣體；氮、磷含量較高，易導致水體富營養化。
2 大豆蛋白廢水處理技術研究現狀
2.1 厭氧生物處理
大豆蛋白生產廢水是典型的高濃度有機廢水，但無毒性，且具有良好的可生化性，適宜于采用生物法對其進行處理。其中，厭氧生物處理技術具有運行費用低、可回收再生能源沼氣、剩余污泥少等突出優點，是經濟高效的高濃度有機廢水處理技術。秦麟源等人采用AFB對大豆乳清廢水進行了處理實驗，證明該工藝在SS去除、沼氣產量和抗pH沖擊能力方面具有顯著優勢，有機負荷（以COD計）為10 kg/m3·d左右時，其COD去除率可達90%。但是，AFB必須保證污泥顆粒保持形狀、大小和密度的均勻，同時污泥和填料不會從反應器流失，以實現良好的流態化。
2.2 好氧生物處理
陳亮對AB活性污泥法處理大豆乳清廢水進行了研究，結果表明，在優化運行條件下，大豆乳清廢水經過AB活性污泥法處理的效果明顯，A段和B段對有機污染物的去除率可分別達到89%和83%，總去除率可達97%。其它研究表明，AB活性污泥法對大豆乳清廢水的處理效果良好。包洪新等人采用SBR對大豆乳清廢水的處理進行了實驗研究，并討論了C/N比對硝化、反硝化的影響以及提高脫氮效果的途徑。結果顯示，當厭氧處理后的大豆乳清廢水COD為2000 mg/L，TN 470 mg/L，NH3-N 465 mg/L時，經處理后的出水 COD≤90 mg/L，TN≤75 mg/L，NH3-N≤9 mg/L，其去除率分別達到了96%、85%和98%。
2.3 膜分離技術
大豆蛋白生產廢水中的乳清蛋白，其分子量在2000～20000 Dt之間，低聚糖分子量在300～700 Dt之間，因此可以采用膜分離技術進行回收。趙麗穎等人研究了多級串聯膜系統對大豆乳清廢水的資源化處理技術。從分離蛋白車間排出的乳清廢水，首先進行95℃滅菌10 s、調pH至2.5等預處理措施后，排出沉降蛋白，其上清夜進入超濾系統。在超濾系統中，分子量為2000～20000 Dt的乳清蛋白被截留，所形成的濃縮液經雙效濃縮和噴霧干燥生產出乳清蛋白產品，而透過液則進入一級納濾系統，用于分離分子量為300～700 Dt的大豆低聚糖。經過一級納濾系統產生的濃縮液用0.7%活性碳脫色30 min，調節pH值至6.5后進入二級納濾系統進行水洗脫鹽的純化過程，濃縮液經噴霧干燥得到大豆低聚糖成品。一級和二級納濾系統的透過液混合后再經兩級反滲透系統進行除鹽即得到回用水，回用于分離蛋白車間的浸出用水。
3 大豆蛋白廢水處理技術分析與展望
目前采用的厭氧、好氧等生物凈化工藝雖然可以將大豆乳清廢水處理到符合國家一級排放標準（COD
利用膜技術對大豆乳清廢水進行綜合利用，不但可以解決環境污染問題、帶來明顯的生態效益，而且可以生產出具有高附加值的產品，創造可觀的經濟效益，同時促進人們的身體健康，因而具有廣闊的市場前景和潛力。但是，膜分離技術回收大豆乳清液的工藝還面臨著很多問題。目前的成功經驗主要集中于膜技術回收大豆乳清蛋白，而對大豆低聚糖的回收，成功經驗則較少；應用膜分離技術回收大豆乳清蛋白過程中關鍵環節—超濾過程的效果受著物料溫度、操作壓力、膜面流速、濃縮倍數等因素的影響而難以控制。最為重要的是，膜污染和濃度極化的機理和控制技術沒有很好解決，現有的清洗技術難以保證大規模生產應用；膜材料與組件的技術和性能有待于發展。因此，我國還難以實現大規?；厥沾蠖谷榍宓墓I化生產。
盡管大豆蛋白廢水處理的研究與應用都有了較大發展，但如何進一步有效去除廢水中N、P及殘留有機物，仍然是亟待解決的問題。
參考文獻
大豆分離蛋白范文3
關鍵詞：轉谷氨酰胺酶；食品領域；應用；研究
基金項目：吉林省教育廳資助項目（吉教科合字[2014]第609）
中圖分類號： TS201.3 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/ki.jlny.2016.19.058
轉谷氨酰胺酶簡稱TG，這是催化轉酰基反應的酶，主要過程是催化蛋白及多肽分子內或分子間的共價聚合，使得蛋白分子的相對分子質量、結構及空間構象都發生顯著的變化。此催化過程具有反應條件溫和，聚合后的凝膠蛋白具有凝膠性好，熱穩定性優良等優點。
轉谷氨酰胺酶存在的范圍較為廣泛，在動物、植物及微生物中都有分布，它在生命活動中占有十分重要的作用。轉谷氨酰胺酶最早是由Waelsch及其合作者在1958年提出的，最初的轉谷氨酰胺酶的提取是從動物組織中提取的，且產量非常低，不能滿足在工業中應用的需要，因此轉谷氨酰胺酶的研究進展較慢。
1 轉谷氨酰胺酶在大豆蛋白領域的應用
轉谷氨酰胺酶目前主要應用于食品領域中，微生物源的轉谷氨酰胺酶具有底物蛋白選擇范圍廣，交聯效果好及對鈣離子的依賴性較小等優點[1]。由于其優良的特性轉谷氨酰胺酶在食品領域的應用越來越大。
1.1轉谷氨酰胺酶在聚合大豆蛋白中的應用
華南理工大學唐傳核等人利用紫外光譜、紅外光譜及熒光光譜等手段研究了轉谷氨酰胺酶聚合大豆蛋白的機理，實驗結果表明，聚合的機理為轉谷氨酰胺酶的聚合使得大豆酸沉蛋白的空間結構發生了變化，使得蛋白的結構發生變化，進而性能發生了變化，例如穩定性增加，持水性增加及溶解度降低等[2]；鄭州工程學院梁華民等研究了轉谷氨酰胺酶對大豆分離蛋白交聯聚合的最佳條件，實驗結果表明，轉谷氨酰胺酶凝結大豆蛋白的最佳條件為：溫度45℃或50℃，pH值為7.0，反應時間為2小時在最適加酶量為5U/g時轉谷氨酰胺酶凝結大豆蛋白的效果最佳[3]；東北農業大學于國萍等研究表明在實驗條件為：轉谷氨酰胺酶添加量為40U/g， pH值為7.5，反應時間為2.5小時大豆蛋白的凝膠強度得到了明顯的提高，但凝膠表面的保水性卻有所降低，為我國大豆蛋白的研究做出了貢獻[4]；四川大學的張海均等研究表明經轉谷氨酰胺酶改性的大豆蛋白的溶解性、持水性、吸油性乳化性明顯減弱，實驗結果表明轉谷氨酰胺酶在改性大豆蛋白的研究及應用方面作用效果良好[5] ；中國農業大學食品學院李軍等研究了轉谷氨酰胺酶在可食性大豆蛋白保鮮膜的制備過程中的應用情況，實驗結果表明在大豆蛋白的添加量為5%，甘油的添加量為3.0%，酶的添加量為0.2%時，大豆蛋白膜的抗拉伸性、延展性及阻水性強度較強，這便有效補充了可食性保鮮膜的研究內容[6]；河南工業大學田少君等研究了微生物源的轉谷氨酰胺酶對大豆蛋白的改性作用，實驗結果表明，經轉谷氨酰胺酶改性后的大豆蛋白其內部結構發生了明顯的改變，大豆蛋白內部的疏水結構暴露出來，使得大豆蛋白的穩定性得到了明顯的增加[7]。
1.2轉谷氨酰胺酶在肉制品中的應用
南京農業大學程巧芬等研究了轉谷氨酰胺酶應用在肉制品中對肉制品的質量的改善作用，結果表明，經轉谷氨酰胺酶改性的肉制品其肉質結構得到了明顯的改善，肉品產出率得到了顯著的提高，原料利用率也得到了明顯的提高[8]；湖南農業大學龍譚等研究了轉谷氨酰胺酶對牛肉丸質構特性的影響，實驗結果表明在溫度為55℃，反應時間為0.5小時在最適加酶量為0.75%時牛肉制品的彈性，凝膠性及咀嚼性效果達到最佳[9]；華中農業大學嚴菁等對轉谷氨酰胺酶對魚糜凝膠強度的影響進行了研究，實驗結果表明，在42℃條件下，用10U/g的轉谷氨酰胺酶處理魚糜2小時，魚糜的凝膠強度達到最優，凝膠強度增加了1倍[10]。
1.3轉谷氨酰胺酶在其他研究領域的應用
華南理工大學黃志良等論述了轉谷氨酰胺酶對乳蛋白的改性作用，論述表明，經過轉谷氨酰胺酶處理的乳蛋白其凝膠特性、乳化性及成膜性都得到了明顯的提高，非常適合應用在乳制品工業中[11]；河北農業大學李慧靜等研究了轉谷氨酰胺酶對面粉加工品質的影響，實驗結果表明，經過轉谷氨酰胺酶的加入面粉中游離巰基含量得到明顯下降，面粉的持水性及面粉成品的品質均得到了明顯的提高[12]。
2展望
轉谷氨酰胺酶在食品領域應用廣泛，隨著科技的進步其應用范圍及應用量必將進一步增加。目前轉谷氨酰胺酶在工業領域的應用范圍較小，在膜蛋白的應用較為廣泛，接下來的研究可在工業領域進一步推廣。
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大豆分離蛋白范文4
關鍵詞：大豆蛋白 Alcalase 酶解
一、實驗原理
水解蛋白質的反應式。大豆蛋白原料組成：蛋白質含量為91%；水分含量的測定采用常壓直接干燥法，測得水分含量為7.35％。
二、Alcalase水解大豆蛋白
1.酶解反應
步驟如下：(1)將大豆蛋白在105℃下干燥至恒重，稱取一定量上述原料加入反應釜，按照設計的底物濃度向反應釜中補充適量水。(2)連接反應釜和超級恒溫水浴，然后啟動磁力攪拌器和超級恒溫水浴，使溫度為控制溫度下。(3)在反應釜上安裝pH計電極，在攪拌下以一定方式加入蛋白酶進行水解。(4)在反應過程中不斷進行攪拌，并滴加2mol/LNaOH維持pH值不變。(5)水解結束后，水解液經過高溫滅活(95℃下加熱5min)，在4000r/min的條件下離心10min，取適量上清液供分析用。
酶解效果評價：采用大豆蛋白的水解度指標評價酶水解效果，大豆蛋白水解度（HD）的測定是描述蛋白質水解程度的一個非常重要的量。測得的蛋白質相應含量就可以計算出1克水解大豆蛋白樣相應的HD值：
HD=[0.01×V/（3×0.1）-0.33]/7.8
2.pH值定測
利用儀器校正后測量，將每組測取三個數據取平均值。
三、結果與討論
1.大豆蛋白的酶解
酶解蛋白質通常是在維持體系pH值不變條件下進行的。蛋白質在酶解的過程中pH值一般呈明顯的下降趨勢，其根本原因是肽鍵打開后羧基的酸性造成的，可通過向水解液中加NaOH溶液維持pH值不變。
2.單因素水解條件的考察
2.1pH值對水解度的影響
水解條件：酶與底物比45
；底物濃度60g/L；水解時間2h；溫度60℃。實驗結果如圖3-1所示。由圖3-1可以看出，水解度隨著pH值的增大先升后降，即存在著最佳的pH值， pH值為8.0時水解度最高。
2.2溫度對大豆蛋白水解度的影響
水解條件：酶與底物比75
；底物濃度60g/L；水解時間2h；pH值8.0。在pH值為8.0的條件下水解大豆蛋白時，水解度隨著溫度值的增大先升后降，即存在著最佳的溫度，溫度為70℃時水解度最高。
2.3酶與底物比對大豆蛋白水解度的影響
水解條件：水解溫度60℃；底物濃度60g/L；水解時間2h；pH值8.0。隨著酶與底物比的增加，水解度呈上升趨勢，但是當酶與底物比達到40 以后，再增加酶與底物比水解度的增加不是非常顯著，這可能是因為酶與底物比高于40
以后酶在底物表面的吸附作用己達到飽和。故我們選擇酶與底物比為40
。
底物濃度對大豆蛋白水解率的影響。水解條件：水解溫度60℃；酶與底物比60 ，pH值8.0；水解時間2h。由圖3-4可以看出，在較低的底物濃度時，隨著底物濃度增加，蛋白質水解度逐漸增大，但底物濃度增加到一定程度后再繼續增加，水解度下降，故Alcalase水解大豆蛋白的最適反應物濃度為50g/L。
3.正交試驗確定大豆蛋白的最佳水解條件
考慮到各因素的相互依賴和相互制約，導致對酶解效果的影響，進行正交試驗以確定各參數的最佳組合。按正交表L9(34)設計試驗，以水解度測定指標，來考查4個因素對水解效果的影響，水解時間為2h。
從正交試驗得到的最佳水解條件為：底物濃度50g/L，水解溫度70℃，酶與底物比60
，pH值8.0。
在4個因素的極差值中，對于水解度與底物比最大，底物濃度其次，pH值最小，4個因素對水解度影響的大小順序為：C>D>A>B，即酶加入量>底物濃度>溫度>pH；
4.水解時間考查
影響酶解蛋白水解程度的另一重要因素為反應時間，在以上最佳水解條件下，考察了大豆蛋白水解度隨時間的變化情況。隨著水解時間的延長，水解度不斷增加，但當水解時間為4h后，再延長水解時間，水解度增加較慢，所以水解時間可取為4h，此時水解度達到24.6%。
大豆分離蛋白范文5
關鍵詞：低鈉肉制品；氯化鉀；氯化鈣；大豆分離蛋白
Optimizing the Formulation of Low-Salt Pork Sausages by Orthogonal Array Design
LING Yun-xiao，YIN Jia-yi，CAI Ke-zhou，WANG Qi，JIANG Shao-tong*，CHEN Cong-gui
（Anhui Province Key Laboratory for Agricultural Processing Product， School of Biotechnology and Food Engineering，
Hefei University of Technology， Hefei 230009， China）
Abstract：In the present study， low-salt pork sausages were created by partial addition of potassium chloride and calcium chloride as salt substitutes in the presence of soy protein isolate （SPI）. Following one-factor-at-a-time experiments， an orthogonal array design was used to establish the optimum formulation of low-salt pork sausages. The results obtained indicated that low-salt pork sausages with 28% potassium chloride， 8% calcium chloride and 1.5% SPI had the best quality.
Key words：low-salt pork meat；potassium chloride；calcium chloride；soy protein isolate （SPI）
中圖分類號：TS251.6 文獻標志碼：A 文章編號：1001-8123（2013）03-0017-05
肉制品是我國居民日常消費量較大的食品之一，在食品工業中占有十分重要的地位。由于我國人民的飲食習慣問題，在加工肉制品時會使用大量的食鹽[1-3]。研究發現過量攝入食鹽會誘發高血壓，且推薦每天鹽分攝入量不要超過6g[4]。由于氯化鈉的起味及營養作用，導致在肉制品中無法被完全替代，因此，嘗試用其他鹽部分替代氯化鈉是低鈉肉制品的研究熱點[5]。
早期人們在鈉鹽替代鹽方面做了較多的工作。Armenteros等[6]發現，用氯化鉀代替50%的氯化鈉與用100%氯化鈉腌制的肉制品的物化和感官特性無明顯差異。Pasin和Whiting在肉制品中用氯化鉀代替氯化鈉制作豬肉香腸，得出相近的結論，氯化鉀部分替代氯化鈉對肉制品的風味、色澤都無明顯影響，一定程度范圍內對肉制品的質構也無明顯影響，但是過量添加會導致肉制品的質構特性降低[7-9]。在應用鈣鹽替代氯化鈉時，發現也有同樣的問題[10]。大豆分離蛋白（soy protein isolate，SPI）具有乳化性、保水性、吸油性和黏結性等特殊功能，通過添加大豆分離蛋白，可以明顯改善肉制品的質構特性[11]。
因此，本實驗以氯化鉀和氯化鈣的復合鹽替代部分氯化鈉，同時添加大豆分離蛋白作為肉制品質構改良劑，研究三者復配最佳比例，旨在為低鈉肉制品開發提供參考。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
豬瘦肉 家樂福售新鮮豬后腿肉。輔料：白糖、料酒、五香粉、氯化鈉（食品級）、氯化鈣（食品級）、氯化鉀（食品級）、豆分離蛋白（食品級）。
1.2 儀器與設備
FA/004型電子天平 Ohaus（上海）有限公司；TA-XT Plus物性分析儀 英國Stable Micro System公司；K9840凱式定氮儀 濟南海能儀器有限公司；DHP-781恒溫干燥箱 武進電器儀器廠；CT14RD臺式冷凍高速離心機 上海天美公司；HH-S恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；SYP-MM12絞肉機（絞肉盤孔徑Φ5mm）、SF-200塑料薄膜封口機 溫州興業機械設備有限公司；BD（C）-69冷藏柜 青島澳柯瑪股份有限公司；BC/BD-241GS冰柜 美菱股份有限公司。
1.3 方法
1.3.1 原料準備
市售豬后腿肉，將瘦肉和肥肉分開，去除可見的結締組織，分別用電動絞肉機絞碎呈糜狀。分裝好，至于冷凍柜里儲藏，待用。
1.3.2 工藝流程與操作要點
工藝流程：原料處理腌制充填煮制冷卻成品。
原料處理：將分裝好的肉糜拿出一份至于冷藏柜0～4℃解凍24h；腌制：以肉總量為100%計，準確稱取80%豬瘦肉、20%肥膘、1.5%白砂糖、0.3%五香粉、10%料酒、7%水和3%的鹽（氯化鈉與其替代鹽的總和）輔料，斬拌均勻，置于冷藏柜0～4℃環境中腌制24h；充填：手工灌腸，保證用力均勻，腸體密實度一致，無空氣進入腸體。每根火腿腸質量均勻，約在25g左右。壓扣封口的時候，注意不要使得釘扣刺破腸衣，避免蒸煮過程爆腸現象；煮制：在80℃水浴鍋中將火腿腸煮制40min；冷卻：火腿腸出鍋后，迅速用流水冷卻20min。置于冷藏柜暫存，待檢測。
1.3.3 單因素試驗
考察氯化鉀替代量（0%、25%、30%、35%、40%），氯化鈣替代量（0%、10%、20%、30%、40%），大豆分離蛋白添加量（0%、0.5%、1%、1.5%、2%），確定各單因素的最適宜條件。
1.3.4 正交試驗方案設計
在前期單因素試驗的基礎上，采用L9（34）正交表。3個因素為氯化鉀替代量、氯化鈣替代量和大豆分離蛋白添加量。每個因素在單因素試驗的水平基礎上細化，選取3個水平，進行三因素三水平的L9（34）正交試驗。正交試驗的方案見表1。
1.3.5 指標檢測
1.3.5.1 總持水性的測定
蒸煮損失率（cooking loss，CL）檢測：參Pietrasik的方法[12]，試驗做3個平行樣，重復3次。
保水性（water holding capacity，WHC）的檢測：采用離心法[13]，試驗做3個平行樣，重復3次。
總持水性（total water-binding capacity，TWBC）計算如下：
TWBC =（1-CL）×WHC
1.3.5.2 質構檢測
參照Trespalacios等[14]方法，并稍作改動。選用質構儀的TPA模型；測定參數設定為觸發類型Auto（Force）、觸發力5.0g、測試速率1.00mm/s、返回速率1.00mm/s、下壓距離4.00mm，壓縮探頭為不銹鋼P/36R圓柱形。試驗做3個平行樣，重復3次。
硬度（hardness）：第1次下壓過程中的壓力峰值，單位N；咀嚼性（hewiness）=彈性×硬度×黏結性，單位N。
原料肉測定結果為：水分71.7%、粗蛋白20.08%、粗脂肪4.85%、灰分91.89%。
1.3.6 數據分析方法
單因素試驗方差的顯著性采用F檢驗。F檢驗時，置信度取P
2 結果與分析
2.1 單因素試驗
2.1.1 氯化鉀替代量對火腿腸品質的影響
2.1.1.1 氯化鉀替代量對火腿腸總持水性的影響
由圖1可以看出，隨氯化鉀的增加，火腿腸總持水性成峰狀波動，在氯化鉀替代量為35%時達最高峰。從整體看當氯化鉀的替代量不超過40%時，對火腿腸的總持水是有好的作用，尤其是替代量在35%左右時有較好的效果，但是超過35%后就會產生反作用。數據分析（F檢驗）顯示，氯化鉀替代量對火腿腸彈性有顯著影響。
2.1.1.2 氯化鉀替代量對火腿腸硬度的影響
由圖2可以看出，火腿腸的硬度隨著氯化鉀替代量的增加而變化，在替代量為25%時達到最高峰，之后火腿腸的硬度開始下降，雖然在替代量接近40%又開始上升，但總體比較還是下降的。數據分析（F檢驗）顯示，氯化鉀替代量對火腿腸硬度沒有顯著影響。
2.1.1.3 氯化鉀替代量對火腿腸咀嚼性的影響
由圖3可以看出，在氯化鉀替代量25%時咀嚼性達到最高，在替代量為30%時，火腿腸的咀嚼性達到最低，之后又隨著替代量的增加開始上升，但總體比較還是下降的。數據分析（F檢驗）顯示，氯化鉀替代量對火腿腸咀嚼性有顯著影響。
綜合考慮氯化鉀對火腿腸總持水性、硬度和咀嚼性的影響，選擇25%～31%替代量為后續氯化鉀正交試驗水平。
2.1.2 氯化鈣替代量對火腿腸品質影響
2.1.2.1 氯化鈣替代量對火腿腸總持水性的影響
由圖4可以看出，隨著氯化鈣替代量的增加，火腿腸的總持水性會升高，當替代量為10%時出現峰值，然后隨著替代量的增加而緩慢降低。這可能是由于在較低替代量情況下，鈣離子能夠與肉中蛋白質結合，使蛋白質結構發生松弛，導致肉制品吸水膨脹，而過量替代可能引起結構松弛度過大，難以維持與水的結合[5]。數據分析（F檢驗）顯示，氯化鈣替代量對火腿腸的總持水性有較顯著影響。
2.1.2.2 氯化鈣替代量對火腿腸硬度的影響
鈣離子會促進肉釋放組織蛋白酶，使得蛋白水解活性增強，導致結構蛋白被水解，從而可以起到嫩化肉的效果，這也直接會造成肉制品硬度的下降[10]。由圖5可以看出，隨著氯化鈣替代量的增加，火腿腸的硬度整體呈現下降趨勢，在替代量為20%時負面效果最大。數據分析（F檢驗）顯示，氯化鈣替代量對火腿腸硬度有顯著影響。
2.1.2.3 氯化鈣替代量對火腿腸咀嚼性的影響
因為鈣離子會促進肉質的嫩化，所以對火腿腸的咀嚼性有負面影響。由圖6可以看出，加入鈣鹽后火腿腸的咀嚼性降低了，尤其是在替代量為10%～20%之間降低幅度較大，在替代量為20%時負面效果最大。之后咀嚼性又開始緩慢上升，但總體來說用氯化鈣替代氯化鈉后火腿腸的咀嚼性下降。數據分析（F檢驗）顯示，氯化鈣替代量對火腿腸咀嚼性有顯著影響。
綜合考慮氯化鈣對火腿腸總持水性、硬度和咀嚼性的影響，選擇8%～12%替代量為后續氯化鈣正交試驗水平。
2.1.3 大豆分離蛋白對火腿腸品質影響
大豆分離蛋白范文6
1HHP處理對谷物和豆類化學組分的影響
1．1HHP處理對自由水和結合水的影響水具有獨特的物理性質，如高熱容、高沸點、高表面張力、高潛熱等，這些性質稱為水的特異性。水的特異性是由于水分子之間形成的三維網絡結構、分子間氫鍵、四面體組合等原因造成的。在恒溫條件下，如果顯著地改變了水的體積，水的性質也會發生變化。例如在超過600MPa的高靜水壓下，水介質會發生凝固結冰現象。水在細胞中以自由水與結合水2種狀態存在。自由水是在生物體內或細胞內可以自由流動，是良好的溶劑和運輸工具，用水分活度表示。自由水對于HHP處理效果影響較大;結合水是指在細胞內與其它物質結合在一起的水。稻谷籽粒及其各組成部分的水分含量各不相同。皮層含水量較高，故韌性較大，易于碾剝。胚乳含水量較低，籽粒強度大，不易碾碎。稻殼含水量最低，脆性大，易于脫殼。這種水分分布不均對稻谷的加工是很有利的［15］。阮征等［16］采用HHP處理，并用蔗糖等調節水分活度，結果發現，水分活度低于0．94時，在室溫下400MPa處理紅酵母15min所產生的致死作用會受到抑制。30℃，水分活度為0．96時，400MPa，15min的處理可使酵母細胞減少1個數量級;當水分活度減至0．94，酵母失活不足兩個數量級;當水分活度低于0．91，幾乎沒有失活現象。研究表明，水分活度大小對微生物抵抗壓力非常關鍵，對于固體與半固體食品的HHP處理，考慮水分活度的大小十分重要。
1．2HHP處理對蛋白質結構和功能的影響HHP對蛋白質分子的影響表現為以下方面:對于一級結構基本無影響，有利于二級結構的穩定，會破壞其三級結構和四級結構，迫使蛋白質的原始結構伸展，分子從緊密而有序的構造轉變為松散而無序的構造。蛋白質經過HHP處理后，溶解性、起泡性和乳化性等都會發生改變。
1．2．1蛋白質溶解性蘇丹等［17］經過大量研究發現:大豆蛋白在400～600MPa下處理20min后，其亞基結構發生明顯
變化，7S和11S蛋白含量顯著增加;大豆蛋白巰基含量和表面疏水性都明顯增加。同時HHP處理能夠使較大的蛋白質分子顆粒解聚成較小的顆粒，這使得蛋白質顆粒溶解于溶液中的體積分數增加，使溶液的分散性增強。薛路舟等［18］以大豆分離蛋白的溶解度為研究對象，發現其會隨壓力的增大而增大，且在0～100MPa時的溶解度變化最大。在300MPa下，隨著HHP處理時間延長，大豆分離蛋白溶解度也明顯增加，但當處理壓力大于400MPa時，大豆分離蛋白質質量分數大于5%，其溶解度就會降低。
1．2．2蛋白質凝膠特性張宏康等［19］通過HHP和熱處理兩種不同方法得到大豆分離蛋白凝膠，并且對凝膠樣品進行了感官分析。結果發現，隨著溫度及處理壓力的增高、大豆分離蛋白質量分數的增大，HHP處理得到的凝膠強度會增高，熱處理得到的凝膠強度不及高靜壓處理所得到的凝膠，而且HHP處理的凝膠外觀更加平滑、細致，因此可以斷定HHP處理得到的凝膠更加優質。
1．2．3蛋白質乳化性質袁道強等［20］研究發現在壓力400MPa，處理時間12．5min，pH為8．0條件下，大豆分離蛋白的乳化能力與乳化穩定性可分別提高86．6%和24．7%。李曉等［21］以花生分離蛋白為研究對象發現，花生分離蛋白溶液經400MPa、15minHHP處理后，其乳化性提高。通過凝膠電泳可以發現，在400MPa條件下處理后，蛋白分子發生一定程度的解聚和伸展;而通過紅外光譜分析可以發現，蛋白質電荷分布加強;通過掃描電鏡可以發現，400MPa處理后蛋白會消失一些不溶性顆粒。導致花生分離蛋白分子乳化性變化的原因主要是因為HHP改變了其分子結構。
1．2．4蛋白質粘度和粘彈性經HHP處理后，大豆分離蛋白溶液的表觀粘度會增加，且隨著處理壓力的提高，其儲能模量G＇和損耗模量G″也隨著增大。豆漿黏度會在超過200MPa的壓力下表現出增大趨勢，其中在300～400MPa下，黏度的增加最為明顯，這是由于在此壓力范圍內，豆漿中的蛋白質解聚和伸展較為明顯。隨著豆漿濃度的增大其黏度也會增大。但高靜壓處理所產生的增黏效果會隨著豆漿濃度的不同而改變。張宏康［22］的研究也顯示豆漿的黏度會隨著處理壓力的增高而呈線性增高的趨勢。
1．3HHP對酶活力的影響酶的化學本質是蛋白質，其核心組成是活性中心。高靜壓作用可使鹽鍵、疏水鍵以及氫鍵等被破壞，這些都是維持三維結構的次級鍵，從而導致了酶蛋白三級結構崩潰，使酶活性中喪失或改變其氨基酸的組成，從而達到改變催化活性的目的［23］。脂肪氧化酶(LOX)是催化脂肪氧化的酶類。陳復生等［24］研究發現，在大豆中，脂肪氧化酶的濃度越高，其抗壓性越大，且在Tris緩沖液中或室溫下都十分耐壓，如果充入二氧化氮或者降低、增高溫度都會增大其壓力失活的效果。Wang［25］以豆漿和大豆提取物中的脂肪氧化酶為研究對象，發現HHP會使它們脂肪氧化酶發生鈍化。脂肪氧化酶的等溫和等壓鈍化作用在兩種體系中是不可逆的，且在壓力—溫度聯合測試中遵從一級反應。在整個壓力—溫度區域中(250～650MPa和5～60℃)，兩個體系在恒溫的情況下，隨著壓力的增加，脂肪氧化酶鈍化速率常數增加，在大豆提取物中的速率常數相對豆漿中的大一些。在等壓條件下，兩種體系脂肪氧化酶在20℃時表現了最大的穩定性。在高溫條件下，隨著壓力的增加，兩種體系脂肪氧化酶鈍化速率常數溫度依賴性降低，而在30℃時脂肪氧化酶鈍化速率常數對壓力最為敏感。在其他領域中，HHP對酶的影響也很大。Cano等［26］以果膠甲基酯酶為研究對象發現:在室溫下，新鮮橘汁中果膠甲基酯酶在100～400MPa處理下可被滅活。西紅柿中的果膠甲基酯酶對壓力的抗性略大，隨著pH值的降低，它的壓力穩定性也降低，在高溫度(59～60℃)和低壓條件下，西紅柿的果膠甲基酯酶被激活。德力格爾桑等［27］發現，牛乳中脂肪酶活性隨著壓力增加而急劇下降。在室溫、500MPa下，分別處理8、6和4min，脂肪酶活性幾乎不變;提高壓力至700MPa時脂肪酶活性分別下降77%、66%和45%;繼續升高壓力至900MPa時脂肪酶完全鈍化。施壓時間和壓力對脂肪酶的鈍化效應極顯著(P＜0．01)。
1．4HHP處理對淀粉結構和物理特性的影響HHP處理時，在壓力作用下，淀粉顆粒將會溶脹分裂，其晶體結構遭到某種程度的破壞，內部有序態分子間的氫鍵斷裂，分散成無序的狀態，同時淀粉分子的長鍵斷裂，因此，HHP處理，將使谷物和豆類中淀粉的糊化特性、結晶結構等性質發生改變。淀粉的種類不同其受到壓力的影響也不同，在室溫下壓力超300MPa時，小麥淀粉開始糊化，600MPa時小麥淀粉會完全糊化;而同樣在600MPa下，馬鈴薯淀粉則沒有變化，直至800MPa時才會完全糊化［28］。楊留枝等［29］應用X－射線衍射和偏光顯微鏡對600MPa下，不同濃度的氯化鈣介質處理的馬鈴薯淀粉進行了分析研究，結果發現，氯化鈣不論在何種濃度下均會抑制淀粉的糊化，且保持較好的偏光十字;馬鈴薯淀粉的結晶結構在低濃度氯化鈣下影響不大，而在高濃度的氯化鈣中會被嚴重破壞。劉延奇等［30］以玉米淀粉顆粒為研究對象，發現玉米淀粉經400、500、600MPa處理后，其偏光十字和特征衍射峰隨著壓力的增大而逐漸變弱并消失;在未達到糊化狀態之前，淀粉顆粒表面隨著壓力的增大而被逐漸消磨，直至淀粉顆粒出現塌陷情況;結晶度隨著壓力的增大而逐漸降低，當壓力達到600MPa時，其結晶區域完全消失。Stolt等［28］研究發現10%粘玉米淀粉經450MPa處理110min，粘度系數不超過7Pa，而經550MPa下處理5～10min粘度系數能達到20Pa。粘度系數的結果與儲能模量G＇的測試結果完全相同，除了在長時間加壓的情況下儲能模量G＇降低，由此可知過度的壓力會削弱凝膠結構。
1．5HHP處理對植物化學素的影響李鳳［31］以大豆膳食纖維為研究對象，將其充分吸水后經700MPa靜壓，15min處理后考察持水率、膨脹率、黏度和顯微結構的變化。結果發現，樣品的膨脹率、持水率經處理后都有較大的提高，而黏度略有下降;樣品經處理后，組織結構越來越疏松，空隙更多更大，但是其瓣膜狀的空間結構沒有改變。趙健等［32］研究發現，薯渣膳食纖維化學結構經HHP處理后基本沒有影響，但纖維構成比例發生了改變，水溶性纖維含量降低，不溶性纖維含量增加，且膳食纖維的結合膽酸鹽能力和吸附葡萄糖能力均有提高，在500MPa處理時效果最為明顯。因此可以得出，薯渣膳食纖維經HHP后能將葡萄糖濃度控制在較低的水平，能有效抑制餐后血糖的急速升高。維生素特別是水溶性維生素在熱加工中極易損失，而在高靜壓加工中Vc、B1、B2、B6等維生素沒有被破壞。目前HHP處理對于谷物和豆類中維生素和礦物質的影響并無報道。在其他系統中，HHP處理對果蔬中維生素和礦物質影響較少［33］。如動物食品如蛋制品中也發現在20℃，400MPa高壓下處理30min，大部分的Vc能夠被保持［34］。
2HHP技術在谷物和豆類加工中的應用
2．1HHP技術在大米中應用HHP技術在大米中主要應用于減少過敏原物質及解決陳米口感方面。大米一直以來都被視作消費量大、安全的谷物。然而，自從1979年Shibasa-ki［35］首次關注大米球蛋白的安全問題，認為其容易誘使人體發生哮喘、過敏性皮疹、過敏性皮炎等疾病以來，大米過敏等安全問題也得到了人們的大量關注。大米中的蛋白質約占胚乳中的8%。這些蛋白是由5%～10%的醇溶蛋白，4%～10%的球蛋白，80%～90%的谷蛋白組成。研究表明大米蛋白特別是16kDa的清蛋白和26kDa的α－球蛋白的攝入可能引起過敏。但相關研究主要集中在過敏原蛋白的鑒定上。近年來，一些學者研究采用HHP的加工方式，降低和減少大米蛋白中的過敏原物質［36］。Kato等［36］研究了HHP對大米過敏原蛋白的影響。在100～400MPa的壓力下處理置于蒸餾水中的精白米，大米釋放大量的過敏原蛋白(約0．2～0．5mg/g);在300～400MPa的壓力下，過敏原蛋白質的釋放量最大;繼續升高壓力到500MPa時，過敏原蛋白釋放無顯著增加。對大米過敏患者的血清進行抗原抗體反應試驗，發現食用高靜壓大米后體內的抗原量有明顯減少。YamazakiA等［37］研究發現，在HHP處理中大米過敏原蛋白質的溶解和釋放與浸泡大米的提取液相關。在300MPa下，處理置于0．025mol/L氫氧化鈉溶液中的大米，會釋放出大量的醇溶蛋白和谷蛋白;處理置于70%的乙醇溶液中的大米，會釋放出大量分子量為13Da的醇溶蛋白;處理置于1mol/L的食鹽水中的大米，會釋放出大量α－球蛋白。因此應根據自身需求選擇不同的提取液以便準確、方便、高效的得到所需的蛋白質。徐洲等［35］認為在操作壓力400MPa左右，升壓速度、減壓速度2MPa/s以上，浸泡時間30min以上，浸泡中性鹽溶液的濃度0．01mol以上時，1單位大米在以0．5單位中性鹽溶液中經HHP處理可有選擇性地提取、去除大米中的球蛋白、清蛋白等過敏原，從而制備低過敏原大米。淀粉是大米的重要組成部分，新米淀粉質膜中的淀粉質膜和胚乳細胞壁柔軟，煮制過程中易被破壞，從而部分流出，增強了米飯的口感和粘性，入口柔軟。而存放較長的陳米由于其細胞壁和細胞膜已連接在一起，口感略硬、粘度降低。將陳米進行HHP處理，條件是將陳米吸水濕潤后在20℃、50～300Mpa下處理10min。得到的米粒再按常規方法煮制，其粘度上升、硬度下降、平衡值提高到新米范圍，也改變了其光澤和香氣，如同新米一樣。煮制時間也可大大減少［38］。為了使產品具有較長的保藏期，也可將谷物和豆類采用HHP處理，如用二次脈沖高壓處理綠豆，貯藏一月后，與常規保藏方法相比，99%的過氧化酶失活，且較好的保留了綠豆的硬度和維生素C［39］。
2．2高靜壓技術在大豆及制品中的應用HHP技術在大豆及制品中主要起到滅菌和滅酶(油脂穩定化)的作用。Pre''''stamo［40］報道在58℃下，400MPa高靜壓處理后，豆腐中的微生物大幅降低。并假設HHP處理的效果主要取決于HHP的保壓時間。還有研究認為一些微生物在HHP處理前后未發生變化，具有抗HHP的作用，例如在高壓處理豆腐后一些芽孢桿菌能夠保持活性。HHP對微生物滅活的影響取決于微生物的類型、保壓時間、處理溫度、溶液的成分等幾個因素。除了溫度和保壓時間，影響HHP處理效果的另一個顯著因素是環境介質。食品成分如蔗糖、果糖、葡萄糖和鹽的滲透等有助于高壓環境中微生物的存活［41］。在大豆制品中，異味(特別是腐敗風味和豆腥味)主要產生于脂肪氧合酶的作用。因為脂肪氧合酶的分解導致氫過氧化物含量的增加。脂肪氧合酶對于熱很敏感，在82℃以上加熱15min即可破壞［42］。酶的熱穩定性已經有大量的研究，但是HHP處理酶使其滅活的原理尚未明確［43］。在常壓下，溫度升高至60～70℃可達到滅酶的作用。而在高靜壓下經過一個循環或者多個循環僅需較低的溫度即可達到滅酶的效果［44］。在350～525MPa，10～40℃，應用多循環處理滅活大豆脂肪氧合酶對比單個循環僅需更低的溫度即可［45］。不同介質對于HHP滅酶效果影響很大，如在商品大豆脂肪氧合酶－I溶于0．2mol檸檬酸磷酸鹽(pH4．0～9．0)和0．2molTris(pH6．0～9．0)緩沖溶液，置于400和600MPa壓力下20min，在堿性條件下脂肪氧合酶喪失了80%的活性，然而在酸性條件下完全失活［46］。
2．3HHP技術在小麥和大麥中的應用HHP技術在小麥和大麥中的應用主要體現在對淀粉酶的影響及對小麥面筋強度的影響。小麥和大麥等中的主要內源性生物酶是淀粉酶。淀粉酶能使淀粉水解成為葡萄糖，改變其面團的性質，從而提高面包體積。在特定的條件下，將一些酶暴露在HHP的環境下，被發現能夠提高酶的活性，然而，當壓力繼續提高，酶將會因為活性位點發生改性而失活。Gomes等研究表明［47］，在室溫下25%大麥和小麥粉糊樣品在400～600MPa高壓下處理10～20min后，可溶性碳水化合物含量大幅提高，糖的含量減少。Gomes還研究了從大麥麥芽中分離出的淀粉酶在室溫下，pH4．8～6．9的緩沖鹽溶液，200～600MPa高壓下處理10min，酶活性的減少在酸性條件下減少更快。小麥蛋白能形成面筋，具有獨特的粘彈性，研究表明［48］含水的小麥面筋在200～800MPa、20～60℃下，經HHP處理20～60min，采用TPA分析表明，面筋的彈性模量提高了2～3倍。
3HHP技術在谷物和豆類加工中的應用展望
