热处理方式对豆乳蛋白质结构及体外消化性的影响

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豆乳是以大豆为原料,经过浸泡、研磨、过滤及煮浆等工艺加工而成的产品,营养价值高,广受消费者欢迎。其中,热处理是豆乳生产过程中的必要环节,其目的是杀菌、钝化胰蛋白酶抑制剂、提高蛋白质变性程度增加消化率等。为提高豆乳的风味和增强豆乳稳定性,除常压煮浆外,热烫和微压煮浆技术近年来逐渐应用于豆乳加工。研究表明不同的热处理方式导致豆乳蛋白质结构和聚集状态不同,但其与消化性之间的关系目前尚不清楚。因此,本研究以常压冷磨豆乳、常压热烫豆乳、微压冷磨豆乳和微压热烫豆乳为研究对象,明确热烫和微压煮浆两种热处理方式对豆乳蛋白质结构和体外消化性的影响。具体的研究内容及结果如下:(1)采用激光共聚焦扫描显微镜、粒径分析仪、Zeta电位仪和电泳等技术,分析四种豆乳蛋白质和脂肪分布情况、大小、带电性,以及豆乳中蛋白质的表面疏水性、分子间作用力、内源荧光和二级结构特征。结果表明热烫豆乳的蛋白质和脂肪会发生更明显的聚集并且粒径更大,更不稳定。四种豆乳蛋白质亚基组成(β-伴大豆球蛋白7S/大豆球蛋白11S)上,常压冷磨豆乳>微压冷磨豆乳>常压热烫豆乳>微压热烫豆乳。常压冷磨豆乳β-折叠含量最高,占比达到30.61%,微压冷磨,常压热烫和微压热烫豆乳β-折叠含量分别减少了2.65%,5.73%和7.77%,这导致常压冷磨和微压冷磨豆乳二级结构更为有序致密。蛋白质的三级结构表明,微压热烫豆乳最大荧光发射波长(λmax349 nm)发生红移,蛋白质变性程度高,聚合程度大。相对于冷磨豆乳中蛋白质致密、有序的结构,热烫处理使豆乳中蛋白质聚集、松散、无序。感官评价结果表明,微压热烫豆乳有效减少了豆腥味的产生,且微压热处理使脂肪滴直径变小提高了细腻程度,整体喜爱度评分最高。(2)对四种豆乳体外模拟胃肠道消化,评估游离氨基释放量和分子量分布,结果显示四种豆乳游离氨基释放量在消化终点时:微压热烫豆乳(26.2 mmol/g蛋白质)>常压热烫豆乳(25.3 mmol/g蛋白质)>微压冷磨豆乳(24.7 mmol/g蛋白质)>常压冷磨豆乳(23.8mmol/g蛋白质)。微压热烫豆乳经过体外胃肠道消化后产生了更多分子量小于3 k Da的肽段,占比达到59.2%。结合(1)中研究结果,热处理导致蛋白结构松散(常压热烫和微压热烫)或致密(常压冷磨和微压冷磨)是豆乳消化性差异的主要原因。(3)依据豆乳中蛋白质亚基组成的差异,将7S和11S按照不同比例(0%/100%,25%/75%,50%/50%,75%/25%,100%/0%)进行复配,考察其蛋白质结构特征及消化性。结果表明,随着7S占比增加,复配体系的λmax红移,平均粒径变大,表面疏水性和游离巯基含量增加,同时,β-折叠含量也增多,7S占比100%的分散液β-折叠含量为49.81%。随着7S/11S比例的提高,复配体系中形成了更多的可溶性聚集体;酶解产物随着7S占比的增加,游离氨基释放量的顺序为:0%/100%(39.9 mmol/g蛋白质)>25%/75%(39.7 mmol/g蛋白质)>50%/50%(36.7 mmol/g蛋白质)>75%/25%(36.3 mmol/g蛋白质)>100%/0%(36.0mmol/g蛋白质);不容易被人体所吸收的大分子量肽段(>10 k Da)呈增加的趋势,当7S/11S为100%/0%,大于10 k Da的肽段占比为21.91%。不同7S/11S分散液体系的消化性由蛋白质二级、三级结构和蛋白质聚集情况共同决定。不同7S/11S复配体系蛋白质消化率趋势验证了(1)和(2)中热烫豆乳(7S占比较低)消化性好于冷磨豆乳(7S比例较高)的结果。
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