米糠蛋白和多糖的接枝物的结构、功能及其对冷冻面团冻融特性的影响

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本研究以米糠蛋白(Rice Bran Protein,RBP)、葡聚糖和阿拉伯木聚糖为主要原料,利用湿热法制备米糠蛋白-多糖接枝产物,以单因素和响应面试验为基础确定两组接枝物的最佳工艺条件。通过多种手段对接枝改性后米糠蛋白的结构和功能特性进行分析比较,以探究不同多糖对米糠蛋白接枝物结构和功能特性的影响。并首次研究了两组米糠蛋白-多糖接枝物对冷冻面团的抗冻保护作用。其结果如下:1.湿热法糖基化改性米糠蛋白的工艺优化以接枝度为响应值,基于单因素试验和响应面优化试验,优化接枝溶液pH、接枝反应时间、多糖-米糠蛋白质量比、接枝反应温度四个因素。得出阿拉伯木聚糖改性米糠蛋白的工艺条件为:接枝反应溶液pH为10,接枝反应时间48min,阿拉伯木聚糖-米糠蛋白质量比2.2:1,接枝反应温度50℃,经试验验证接枝度达到34.01%。葡聚糖改性米糠蛋白的工艺条件为:接枝反应溶液pH为10,接枝反应时间为40min,葡聚糖-米糠蛋白质量比为2.3:1,接枝反应温度44℃,接枝度为38.61%。并将阿拉伯木聚糖和葡聚糖与米糠蛋白的混合物及接枝物分别命名为RBP-A、RBP-D、RBP-AC、RBP-DC。2.接枝改性前后米糠蛋白结构和功能特性的比较研究扫描电镜结果显示改性产物的表面结构变得疏松,和阿拉伯木聚糖接枝物(RBP-AC)相比,葡聚糖接枝物(RBP-DC)的表面结构变得更加疏松多孔。傅里叶红外光谱结果证实两种多糖均以共价键的形式接入米糠蛋白,RBP-DC的羟基特征峰更明显,表明多糖的引入增加亲水基团含量。氨基酸分析和聚丙烯酰胺凝胶电泳结果显示米糠蛋白与两种多糖均发生共价缩合反应。圆二色谱结果显示RBP-AC和RBP-DC的α-螺旋含量均有不同程度下降,同时β-转角、β-折叠及无规则卷曲含量都有所增加,表明改性后的米糠蛋白无序结构含量增加。表面疏水性结果显示RBP-AC和RBP-DC的疏水性均降低。改性后米糠蛋白的溶解性、热稳定性、乳化特性、发泡特性、持水性以及持油性也均有不同程度的改善。但RBP-DC的功能特性均好于RBP-AC,多糖的相对分子量越小接枝度越高,接枝产物的功能性质改性效果越明显。3.接枝改性的米糠蛋白对面团冻融特性的影响添加改性后的米糠蛋白均能增加面团的深层结合水含量,增大面团的硬度、黏度和咀嚼性,提高面团的吸水性能。抑制冷冻处理造成的面团中水分的重结晶现象。并且流变结果显示添加RBP-AC和RBP-DC可以减缓面团的损耗角正切的增加速度,表明米糠蛋白-多糖接枝物可以起到冷冻面团改良剂的作用,两种接枝物均具有冻融稳定性。并且添加高接枝度的RBP-DC效果更好。
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