烷过氧自由基氧化修饰对大豆蛋白结构和性质的影响

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大豆蛋白是世界上最丰富、最廉价的蛋白质。大豆蛋白具有较高的营养价值,特别是具有多种功能性,因此在食品工业中得到广泛的应用。但是大豆在加工过程中,氧化应激环境极易形成,大豆蛋白发生氧化修饰,进而结构发生变化,对其性质产生影响。因此,研究氧化修饰对大豆蛋白结构的影响,探讨在分子层面使大豆蛋白发生性质改变的机理,对大豆蛋白的生产具有一定的理论和应用价值。本研究针对目前大豆蛋白在氧化修饰方向的研究热点,利用AAPH在有氧条件下热解产生烷过氧自由基的化学特性,采用脂质过氧化反应的产物-烷过氧自由基诱导大豆蛋白发生氧化,模拟大豆蛋白的氧化应激环境。通过一系列的分析手段,探讨烷过氧自由基氧化修饰对大豆蛋白结构的影响;从聚集行为的角度,分析烷过氧自由基氧化修饰对大豆蛋白功能性质造成的影响,主要研究结果如下:1.以SPI为反应原料,AAPH为诱导剂,制备了烷过氧自由基氧化大豆蛋白,并采用FTIR、CD、内源荧光和DSC等手段研究烷过氧自由基氧化处理对大豆蛋白结构的影响,结果显示烷过氧自由基氧化修饰对大豆蛋白结构的基本骨架没有造成较大影响。随着氧化程度的增大,大豆蛋白在295nm激发波长下的内源荧光λmax发生蓝移且其强度显著下降,生成氧化聚集体。大豆蛋白二级结构也因烷过氧自由基氧化修饰而发生改变,a-螺旋构型所占比例随着氧化程度的增大而减少。DSC图谱分析说明随着烷过氧自由基氧化修饰水平的升高,大豆蛋白的放热峰向高温方向移动,其热学性质发生一定程度的改变。2.通过粒径分布分析,研究烷过氧自由基氧化修饰对大豆蛋白在热处理过程中和经热处理冷却后聚集行为的影响,结果发现热处理过程中的天然大豆蛋白和烷过氧自由基氧化大豆蛋白的Z均直径随温度的升高而变大。当热处理温度为90℃时,大豆蛋白Z均直径随着烷过氧自由基氧化修饰水平的升高而逐渐减小。热处理冷却后的大豆蛋白的体积-粒径分布随着氧化程度的升高而向低纳米方向移动。3.在功能性质方面,烷过氧自由基氧化修饰对大豆蛋白凝胶质构的影响主要体现在凝胶的硬度和弹性上。随着氧化水平的提高,凝胶的硬度和弹性均显著减小。用色度分析方法,对比烷过氧自由基氧化处理前后的大豆蛋白所形成的凝胶,随着氧化程度的增大,凝胶黄色加深。烷过氧自由基氧化修饰使得热处理过程中的大豆蛋白Z均直径减小,氧化大豆蛋白凝胶强度因此减弱。于此同时,烷过氧自由基氧化修饰导致大豆蛋白凝胶的持水性减弱。
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