馬鈴薯乳清蛋白復合凝膠的性質和微觀結構

蛋白質的凝膠性有助于食品結構的形成，并可以穩(wěn)定食品結構。利用蛋白凝膠形成的網絡結構載運水分、風味物質、脂肪、糖類等食品成分，可以使食品具有理想的感官特性。隨著碳中和戰(zhàn)略的提出，利用碳排放低的植物源蛋白部分替代碳排放高的動物源蛋白，以期獲得營養(yǎng)健康雙蛋白產品的研究成為近年來的研究熱點。影響蛋白凝膠性質和微觀結構的因素包括蛋白濃度、凝膠成膠方式、酶處理、鹽濃度和pH等。其中，蛋白濃度是影響凝膠特征的最直接因素和開發(fā)凝膠產品的基礎。當馬鈴薯蛋白部分替代乳清蛋白后，復合蛋白的最低成膠濃度與純乳清蛋白體系相比是否會下降，從而在開發(fā)雙蛋白凝膠產品時減少乳清蛋白的用量尚不清楚。本研究以馬鈴薯和乳清蛋白質量比為1∶1的復合蛋白作為研究對象，考察總蛋白質量濃度（40、50、60、70、80g/L）對馬鈴薯乳清復合蛋白凝膠特征，包括色度、水分分布、質構特征、流變學性質、微觀結構以及凝膠中蛋白二級結構和分子間作用力的影響，并測定了復合蛋白溶液的粒徑和電位，從多角度系統(tǒng)地探討馬鈴薯蛋白替代降低乳清蛋白最低成膠質量濃度的問題。摘要：為減少乳清蛋白用量，用馬鈴薯蛋白替代乳清蛋白質量的一半制備了熱誘導凝膠。通過色度、質構、水分分布、流變考察了總蛋白質量濃度（40~80g/L）對于復合凝膠物理性質的影響。結果表明，復合凝膠最低成膠質量濃度為50g/L（其中乳清蛋白質量濃度為25g/L），與乳清蛋白最低成膠質量濃度80g/L相比，乳清蛋白用量減少了68.8%。總蛋白質量濃度從50g/L提高到80g/L時，復合凝膠偏黃，硬度和彈性分別增加了5.28倍和5.90%，但束縛水含量降低了3.51%；儲能模量（G'）顯示較弱的頻率依賴性。蛋白質量濃度為80g/L的復合凝膠孔隙尺寸小，具有由顆粒聚集體組成的均一致密網絡結構，因而具有較高的G'。復合凝膠中β-折疊和β-轉角結構約占蛋白二級結構的70%。維持復合凝膠結構的作用力中氫鍵和疏水相互作用的貢獻高于二硫鍵。結論探討了不同蛋白質量濃度馬鈴薯乳清復合蛋白凝膠的質構、水分分布、微觀結構、流變特征、凝膠結構作用力以及凝膠中蛋白二級結構。主要結論如下：（1）馬鈴薯蛋白部分替代乳清蛋白形成復合蛋白凝膠可以顯著減少乳清蛋白的用量，并使復合凝膠保持一定的質構和持水性。（2）馬鈴薯乳清復合蛋白凝膠的最低成膠質量濃度為50g/L，低于乳清蛋白凝膠的最低成膠質量濃度。蛋白質量濃度顯著影響復合蛋白凝膠的凝膠強度、膠黏性、咀嚼度和束縛水含量，但是對凝膠的彈性、恢復性、內聚性影響較小。（3）蛋白質量濃度80g/L的復合凝膠具有較好凝膠強度，與其形成致密的網絡結構、網絡結構孔隙尺寸小以及網絡骨架中蛋白分子大聚集體的尺寸較小且分布均勻有關。（4）氫鍵、疏水相互作用和二硫鍵對維持復合蛋白凝膠結構的作用力都有一定貢獻。不同蛋白質量濃度通過調控凝膠中蛋白分子間的氫鍵、疏水相互作用和二硫鍵影響凝膠性質?？傊R鈴薯蛋白可替代50%