芝麻蛋白热凝聚性的研究

t ， z 卷 ／ ＼尸 ／ ＼ ?‘ l 肖凯军等：芝麻蛋白热凝聚性的研究 z／ 1 芝麻蛋白热凝聚性的研究 ，一 蟮 磐 刘婉乔 郭祀远 蔡妙颜 (华南理工大学食品与生物工程学院轻化所，广州，510641) 5 ； ^ ^ 摘 要 采用差示扫描量热法(DSC)分析了芝麻蛋自热壹性的特征曲线，探讨了温度年口习=周 食品瀑加物对芝麻蛋白热凝聚性的影啊，考察了璃酸盐、面活性剂吐温 60 卡拉肢、黄原肢 和蔗糖对芝麻蛋白热凝聚性的作用规律 实验结果表明：芝麻蛋白的Dsc曲线曲变性温度为 57．2℃，绝大'部分蛋白质在6o~8o-C范围由开始凝聚{低浓度的磷酸氢钠(<0．05m01／L)能 抑止芝麻蛋白热凝聚，高浓度的碡酸氢钠(>0．05tool／L)能促进其热凝聚}吐温60、卡拉肢、 黄愿肢和蔗糖对芝麻蛋白热壤最有 美-调 巡 我国是目前世界上最大的芝麻生产国 之一 年产量在55万t以上[1]。芝麻蛋白是 一 种营养价值很高的完全蛋白质，生蜘价 蛋 白质净利甩率和纯消化率都较高，其氨基酸 组戚与瘦肉相近 ] 但是，与大豆等其它植物 蛋白相比，芝麻蛋白还远索 封大量研究和 开发。由于芝麻蛋白永溶性差，胶体体系不稳． 定，在食品热加工中蛋白质的胶体豫定钻构 扳容易被破坏，易出现蛋白质分离凝聚现象， 因此，芝麻蛋白的热稳定性研究是芝麻蛋白 功能特性研究重要，也是艺麻蛋白在食 品工业中应用的关键之一。 道 还 性 麻 体 食 芝 白 1 实验材料和方法 - - 1．1 主宴原料、仪器 。 芝麻蛋白(本研究室提供)，DSC热分析 ·收稿时间t1996--09--10，改回时问：l99B—o5一o8 拉胺的保护柞用优于黄原驻 儡 删 (日本n岛津 TA一501型)，离心机(北京医用离 心机厂 LD4—2型)，紫外可见光光度计(上海 分析仪器厂751G)。 1．2 实验方法： r．2．1 芝麻蛋 白DSC分析L3 芝麻蛋白配制成 5 溶液，取溶磙 15 I 并密封入耐压铝容器内，参比样另 镭水 升 温速率为 5℃／min，气氛为空气，分析从室温 开始升温至 110'C。 1．2+2 芝麻蛋 白热凝聚性的测定 一 定量的蛋白质溶渡溶于 pH8．6 一 , Tris HCI缓从液中，在 98℃下加热 20min，3 000 r／rain离心 10rain，取上清液在 280ilm处测 定吸光度 沉淀的蛋白质由下式可得 况疟 蛋牙质 。 按E溢 计算蕾自囊辩蒗 融度． ． ：T ． 、 ， 一 2：结果和讨论一 × 10O ：l 芝龠蛋宫Dsc热镍析曲拽湮萁熊躲 。 ：’ 由匾1 可知；芝麻蛋白D! 热分析曲钱 其出现一个比较宽∞单峨，变性温度 Ta为 5 2℃-蜂高韫瘦 T．衄93 7℃。芝麻蛋白随着 温度上升i卣熵控麟的相互作用 也就是疏水 相互作用)变强，而由焙控制的相互作用{即 维普资讯 http://www.cqvip.com 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．24 No．5 静屯相互作用、范穗华力、氢键等)变羁。当温 度达到 1 q=c左右时，疏水相互作用在经过 6O二 ℃区域的最大值后也开始变弱，依赖 温度而变化的熵、焓控制的相互作用的结果 使大多数蛋白在 60~80℃内展开 。 鲁tl|．I■’ f．f “ 5T ．2~ ：：}_＼． 厂 -} 。-： 古— —：_：_． _ — 圉I 芝麻蛋白Dsc热分析曲线 (蛋白质浓度1o ．pH8．6) _ - _ 一 种 - _ 一 - ■I蔓‘℃) 圈2 温度对芝麻蛋良热凝聚的影响 (蛋白质浓度 0．2 ．在 pH8．6 Tria-HCl溶藏中) 由图2，从60C左右，芝麻蛋白开始逐渐 凝赣丽且朔谧镯 辔增多 到 8帕岛时制 大郫： 分芝麻蛋自已经变性，变性凝聚的蛋白蕨达 91 。80．c以后，曲线星l承平 沉淀的蛋白质 增姗极少。在 60"：80'C的范周内，蛋白质发 生热变性，变性状态分子的新纂露出来的斑 球性基团使蛋白质的琉水相互作用达判最尢 而使蛋白质凝聚。 2．2 NaJ~eO．对芝 量白热凝聚性的影响 黼 ●魔(％) ‘ ” 棚 ￡ I L) ” ” ● ■10 ￡ ∞ ／L) Naz}舯 {对芝麻蛋白热凝譬性 影响 蛋白质浓度 t ，pH8．O) 从囤 3中可知，当NazHPot浓度在低浓 度O～O．05mol／L范国时，随着浓度的增加 热凝聚沉淀的蛋自质迅速减少}当浓度大于 o 05tool／L时，随着浓度的增大，凝聚的蛋白 赓反商增多。这可能是因为Na。HPO。阴离子 电解质使芝’麻蛋 质电解成亚单位，减少了 蛋r白质分子的总电荷，并与氨基结合，蛋白质 与电解质的这种结合将阻止热变性蟹白质的 凝聚 主要是解离韵 球蛋白亚单位之间存 在着静直斥力，但离手强度超过一定程度，反 而会使萤茸贯的疏承性增夭，进而使蛋白质 沉 ． ． ． ． ． 2．3 吐沮∞ 对芝纛蛋白热凝聚性的影响 由图 4可得，吐温 6O可以减少蛋白质的 热凝聚沉淀，随着其浓度的提高，凝聚沉淀的 蛋白质逐渐减少．当吐温 6o浓度达到0．3 后，曲线变得平援，沉淀的蛋白质越来越少。 吐溢60对蛋白质的热凝聚具有一定的保护 作用．是因为吐温6o是一群嚷面活性荆，很 容易和芝麻蛋白反应，引起蛋白质解离成亚 单位单个肽链，而且表面活性剂的脂肪族侧 链与蛋白质内部的非极性基团相互作用，另 一 方面在蛋白质表面的极性基团和水分子作 用，表面活性剂在蛋白质分子上的大量束缚， 大大增加了复合物的溶解性m。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第24卷 第5期 肖凯军等：芝麻蛋白热凝聚性的研究 ■t曩童t’I) 一 - ●| 口| " ¨ ¨ - 吐量j皇虞 ‘’‘' 图4 吐温60对芝麻蛋白热凝聚性的影响 (蛋自质浓度 l 。pH8．b) 2．4 黄焉胺和卡拉肢对芝麻蛋白热鼍聚性 的影响 ． ．■●■度 (％) 圈6 蔗糖对芝麻蛋白质热凝聚性的影响 (蛋白质浓度l ·pH8．0， 图 6表明，蔗糖对芝麻蛋白质热凝聚有 。 一 定的保护效果，蔗糖是一种多元醇，可促使 n_璩蛋白的电离变性，电离的蛋白质在较高 浓度的蔗糖溶禳中重新聚集时，蔗糖分子和 掇性氮基的相互作用可以克服导致芝廓蛋白 质凝聚的非极性作用，从而阻止了蛋自质的 热凝聚 J。 图5 黄原腔和卡拉胶对热凝囊性的影响_ (蛋白质浓度 1 ，pH8．0) 1．黄原腔 ．2．古拉胶 黄原胶和卡拉胶对热凝聚都有抑制效 果．但是卡拉胶对芝麻蛋白更有保护作用。黄 原胶和卡拉胶是一种亲永胶体，分子中售有 可吸收大量水分子的亲水基圃，对芝麻蛋白 形成一层保护胶体，另外，两者都是一种增稠 剂，可以提高整个溶液体系的粘度而减少芝 麻蛋白热凝聚。卡拉胶中含有半酯式硫酸盐 基团R—OSOa，R—OSO。有阴离子性，能与芝 麻蛋白发生相互作用，从而对胶柬、胶团起稳 定作用，比黄原胶更能减少芝麻蛋白质l热凝 聚[72 2．s 蔗糖对芝廓蛋白质热凝聚性的影响 3 结 论 (1 芝麻蛋白质的DSC特征曲线和温度 对其热凝聚研究表明：芝麻蛋白的热变性温 度为57．2℃，大部分芝麻蛋白质在60～80℃ 范围发生热凝聚。 (2)低浓度的 Na：HPO4(<0．05tool／L) 对芝麻蛋 质蜉热接囊有抑止作用，而高浓 度的Na,~HPO．促进芝麻蛋白热凝聚。 ． (3)吐温60,蔗糖和亲水性食用胶对芝 麻蛋白有保护作甩。 卡拉胶盼保护作用优于 黄原胶。 ● 考 文 献 、 1 倪培德编．植榜抽制取与精练．北京：中国食 品出版杜．1989．4 2 渡边笃二圭蝙．周齐文．丁纯孝译．新蛋白质 食品知识．北京；轻工业出椒杜，1988．58 3 kshmi T S．J． Agric． Food Chem ， 1979。37(4)：8l8 4 Wagner J R et aI．J．Food Sci．，1990，55 维普资讯 http://www.cqvip.com 4 食品与发酵工业 F叫d and Fermentation Industries Vo1．24 No．5 (3)：765 5 Hanoaikar V R．Ma C Y．Therma|-Analysis of Foods．England： Elsevier Science Publisher Ltd．，1990．267 6 Lakshmi T S．J．Bioehem．Bio1)hys．1985， 22(5)：274 7 华侨大学化工系．食用驶与工业驶．福 州：福建人民出版杜，1987．213 8 陶慰孙等．蛋白质分子基础．北京：高等教育 出版杜，i987．263 Study on the Heat Coagulation of Sesame Protein Xiao Kaijun Yin Yurong Liu Wanqiao 、 a 。 1 、 。 Guo Siyuan Cai M iaoyan (The,g~earch,Institute o￡ ht Industry and Chemical Engine嘲 ·Food a呻Biological · E T】g Col!e~，South China University of Techn’ology{Gua zh0u，510641) ABst曩 铀 eff&t‘of’el thlyte，surfactant',· l 采 i 画 ．the电 at c0ag ld of：~esame pr&e_m were~studled，The heating—denaturation temperature of Sesame proteia amly~ by DsG~ethgd~PStS 57．2~ and most of sesame protein began to coagulate St 60≯ ．The 咖 妒I 饵showed that Tween 60，xanthan gum；careageen gum a n曲d洳~gar； h a d th e ：鬈 i 葛 hhe矗at c o。a g u l a t i on o。f s e s am e。。p ro te i n。,耐In a d d i tio n蚰,山ca r - g．um． At'16w eOhcefi~illdfibf 2}I]P6 <0．05 mol／L~，the electrotyte was beneficial t0 the pyOtein thermal stability while it acde[b／~ted the protein coagulatetion at higher concentration t>O．05 mol／L)． ， Key word sesame protein，beat coagulatibn L I 读 传 6| 维普资讯 http://www.cqvip.com