FTIR分析脉冲电场和热处理后的大豆分离蛋白结构变化

第３０卷，第９期２０１０年９月

光谱学与光谱分析

ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓ

Ｖ０１．３０，Ｎｏ．９，ｐｐ２３４０—２３４４

Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０１０

ＦＴＩＲ分析脉冲电场和热处理后的大豆分离蛋白结构变化

刘燕燕１，曾新安¨，陈晓东２

１．华南理工大学轻工与食品学院，广东广州５１０６４０

２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｆａｃｕｌｔｙｏｆ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＭｏｎａｓｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｌａｙｔｏｎ，ＶＩＣ３８００，Ａｕｓｔｒａｌｉａ

摘要采用自行研制的脉冲电场设备，利用傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）比较研究了脉冲电场（ＰＥＦ）和热处理对大豆分离蛋白（ＳＰＩ）分子结构的影响。结果表明：５０

ｋＶ 锄＿１的脉冲场强处理引起ＳＰｌ分子内和分

子间氢键增强，分子中ＣＩ（）－一０糖苷键伸缩振动和Ｐ—ｏ，Ｐ＿＿ｏ—ｃ伸缩振动增强。且其增加值与ＰＥＦ处

理时间呈正相关。研究发现较短时间（１

６００

Ｏｓ）ＰＥＦ处理导致了ＳＰｌ分子结构中旷螺旋和Ｊ争折叠分别减少了

５．９％和０．７％，ｐ转角和侧链结构分别增加了７．５％和９．６％；处理时间延长至２４００肛ｓ，其旷螺旋和Ｊ争折叠减少量增至６．ｏ％和５．６％。对比而占，热处理对ＳＰｌ分子结构中Ｃ—Ｃ卜＿ｏ糖苷键伸缩振动和Ｐ一０，Ｐ—ｏ—ｃ伸缩振动的影响程度较大，而对蛋白质二级结构影响程度较小：９０℃热处理３０ｍｉｎ，口’螺旋和伊折叠分别减小５．１％和６．６％，ｐ转角结构增加１９．１％。由此町以认为ＰＥＦ和热处理对ＳＰＩ的影响机理是不一样的。

关键词高强脉冲电场；热处理；大豆分离蛋白；红外光谱；蛋白质二级结构中图分类号：ＴＳ２１４．２

文献标识码：Ａ

ＩＸ）Ｉ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－０５９３（２０１０）０９—２３４０－０５

ｍ）是将改变波长的红外线连续照射到分子｝＝，与分子同有

引言

高蛋白含量液态食品如牛奶、调味品等在食品中所占比

振动能相对应的红外线将被吸收，分子振动能和分子键类型决定红外吸收波段形状和强度，从而得到含有相应于分子结构和分子键侧链的丰富信息的红外谱图Ｌ５］。对于蛋白质而言，傅里叶变换光谱能够提供蛋白质分子中的氨基基团，酰

重很大，其灭菌技术是当前本行业所面临的共性难点。就目前而言，热处理是最常用的杀菌技术，但热处理会导致很多缺陷，如蛋白质变性、营养风味损失大、色泽加深等，对食品的营养价值影响比较大。高强脉冲电场（ｐｕｌｓｅｄ

ｅｌｅｃｔｒｉｃ

胺Ｉ带（或Ｈ—ｏ—Ｈ弯曲振动和Ｃ－－Ｏ伸缩振动），酰胺Ⅱ

带（Ｎ２Ｈ弯曲），酰胺Ⅲ带（或ｃ—ｏ和ｐ呲振动），蛋

白质环状结构中的ｃ—Ｃ振动，以及Ｃ—ｏ一０糖苷键振动波段信息［５］。Ｓｃｈｍｉｄｔ［６］等对红外光谱的整个图谱进行分析，对比研究ＳＰＩ．以及ＳＰＩ－ＳＤＳ混合物的热降解，得到ＳＰｌ分子中的ＣＮ，Ｃ（Ｏ）ＮＨ，Ｃ（０）ＮＨ２，ＮＨ和Ｃ（０）ＯＨ连接键信息，Ｍｏｎｓｏｏｒｔ７］分析大豆蛋白角质的ＦＴＩＲ图谱，得到（＞．（卜Ｃ。以及ＣＨ３等结构信息，Ｂａｒｒｅｔｄ８］等利用ＦＴＩＲ得到

ｆｉｅｌｄ，ＰＥＦ）处理技术是近年来兴起的食品绿色加工技术，因其瞬间释放强电脉冲可致死待处理液体中的微牛物，其低脉冲频率和窄脉冲宽度可保证在较低温度下处理食品，从『ｆｉｉ可较大限度地保存食品原有风味和营养物质，延长食品货架期Ｄ－４］。大豆分离蛋白（ｓｏｙ

ｐｒｏｔｅｉｎ

ｉｓｏｌａｔｅ，ＳＰＩ）因其较好的

起泡性，乳化性以及凝胶特性析常被作为增稠剂改善食品品质，提高产品质量。且大豆分离蛋白富含多种氨基酸，具有较高营养价值，是较理想的可以代替动物蛋白的植物蛋白。蛋白质二级结构包括ｐ折叠、口．螺旋，无规则卷曲以及伊转角等，其二级结构的改变可影响到蛋白质的功能性质和营养价值的变化Ⅱ］。

傅里叶变换红外光谱（Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｒｆｌ

收稿日期：２００９—１１－０８，修订日期：２０１０－０２—１２

酪蛋白酸钠分子中卜ｏ，萨。以及ＣＨ等基团信息。

ＬｏｄｈａＬ９１等利用ＦＴＩＲ图谱分析ＳＰｌ分子中Ｃ—Ｃ，ＣＩｏ伸

缩以及羧基信息。在蛋白质的红外网谱中，蛋白质二级结构信息重叠在酰胺Ｉ带里，可以利用波段缩小技术将ＦＴＩＲ图谱中的酰胺Ｉ带细分，得到蛋白质的旷螺旋，ｐ折叠，无规则结构，伊转角等二级结构的定性定量信息ｎ］。Ｚｈａｄ”３和

ｉｎｆｒａｒｅｄ，ｎ

ＴａｎｇＬｌｌ］对ＦＴ氓图谱中的酰胺Ｉ带一次去器积分别得到７ｓ，

基金项目：广东省国际合作重点项目（２００９８０５０４００００３）和广东省自然科学基金项目（９１５１００８９０１０００１５９）资助作者简介：刘燕燕，女，１９８１年生，华南理工大学轻工与食品学院博士研究生

＊通讯联系人

ｅ－ｍａｉｌ：ｘａｚｅｎｇ＠ＳＣＵｔ．ｅｄｔＬ饥

ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｙａｎｙａｎｈｅｎａｎ＠１６３．ｃｏｒｎ

第９期光谱学与光谱分析

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１１Ｓ和ＳＰＩ的二级结构定件信息。Ｃａｒｂｏｎａｒｄｌ２］对ＦＴＩＲ图谱中酰胺Ｉ带二次去卷积得到７Ｓ和１１Ｓ组分的二级结构定量信息。ＪａｃｋｓｏｎＥｌ３ｊ和ＮｅｖｉｌｉａｐｐａｎＥｌ４］分别用对应峰的峰强比分析医学领域蛋白质结构变化以便于判断组织蛋白质是否异常。以ｆ：研究表明，采用ＦＴＩＲ可以准确有效地对蛋白质的结构进行分析。

基于上述这些研究，为探索脉冲电场的低温处理效应，本文对比研究了．ＰＥＦ处理和热处理前后大豆分离蛋白的红外Ｉ冬Ｉ谱，从而探索二者对ＳＰｌ分子结构的影响及其机理，为脉冲电场在食晶加工方面推广应用提供理论依据。

３０

ｍＬ ｍｉｎ～，对应此流速条件。样品接受处理脉冲个数为

６０和４０个，样品受到总电脉冲处理时间分别为２４００及

１６００ｐｓ。

（４）热处理条件

将浓度为１０ｍｇ Ｌ＿１的大豆分离蛋白溶液分别置于８０℃和９０℃下恒温保持３０ｗｉｎ，之后将样品在２ｍｉｎ内冷却至窜温，然后冷冻干燥，备用。

（５）红外分析

称取２～６ｍｇ干燥的ｓＰＩ，加入０．２ｇ左右的ＫＢｒ，研磨混合均匀，然后红外专用压片机进行压片，在恒温箱里平衡温度５ｒａｉｎ。再用红外光谱扫描，扫描波段４０００～４００

ＣＩＴｌ～，

１原料和方法

１．１实验原料及仪器设备

ＩＩＪ东禹王低温脱脂豆粕（蛋白质含量４９％～５０％）。高速冷冻离心机（日市哈克ＣＲ２２ＧＩＩ高速冷冻离心机，日本），真空冷冻十燥机（Ｖｉｚａｒｅｄ２．０型，美网ＶｉｒＴ—ｓ公司），傅里叶红外分析仪（ＶＥ【玎０Ｒ３３型，德国Ｂｒｕｋｅｒ公司）。白行设计研制的连续处理装置，电场强度５０ｋＶ ｅｒａ＿１连续可调，脉冲频率为１．０ｋＨｚ，脉冲宽度４０肛ｓ。处理窜电极材料为铜，绝缘部分为聚四氟乙烯，处理事容量为０．０２ｎ儿，波形为平方波。

１．２试验方法

（１）大旺分离蛋白提取按照Ｎａｇａｎｏ方法提 …… 此处隐藏：10149字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……