摘要
菠萝蜜年产量高（可达30t/hm2），但其种子作为主要副产物经常被丢弃，菠萝蜜种子含有约20%的蛋白质，研究表明，菠萝蜜种子分离蛋白中的必需氨基酸占总氨基酸的48.39%，高于大豆蛋白（37.79%），可以作为一种良好的蛋白质来源。起泡性是蛋白质主要的功能性质之一，本课题前期研究表明，菠萝蜜种子分离蛋白的起泡能力较好，具有成为良好发泡剂的潜能。但与动物蛋白相比，菠萝蜜种子分离蛋白的起泡性仍有一定的差距。目前，关于菠萝蜜种子分离蛋白相关研究相对较少，对其进行改性处理的研究则更少。所以，对菠萝蜜种子分离蛋白的起泡性质进行改性处理，对于拓宽菠萝蜜在食品领域中应用范围具有重要的科研意义和经济意义。 本文采用预热超声技术对菠萝蜜种子分离蛋白起泡性进行改性处理。通过单因素实验对预热温度、超声功率、超声时间进行起泡性条件优化。在最佳条件的基础上，采用温度与超声共同处理菠萝蜜种子分离蛋白，探究协同处理下菠萝蜜种子分离蛋白起泡性与结构之间的关系，以及对其他功能性质、理化性质的影响。研究主要内容和结果如下： 1、菠萝蜜种子分离蛋白起泡性条件优化及相关性能分析。本论文提取得到的分离蛋白纯度为81.35%。通过条件优化获得制备最佳起泡性的处理条件为：预热温度60℃、超声功率为600W、超声时间20min。相关性能分析表明：（1）600W处理后的泡沫粘度高于分离蛋白，60℃、60℃+600W处理的泡沫粘度低于分离蛋白，泡沫粘度高有利于维持蛋白泡沫的稳定性；（2）泡沫显微镜图像表明，经过600W、60℃、60℃+600W处理的分离蛋白泡沫密度变大，但泡沫大小分布不均匀；（3）600W超声对分离蛋白的T0、Tp、Te值没有显著影响（p＞0.05），60℃、60℃+600W超声处理后的T0和Tp值均高于分离蛋白，600W、60℃、60℃+600W处理后的焓值均显著下降；（4）分离蛋白本身的营养价值较高，可以成为一种良好的氨基酸来源，600W、60℃、60℃+600W处理对分离蛋白的必需氨基酸含量影响不大，对分离蛋白的营养成分没有造成损失。 2、预热超声对菠萝蜜种子分离蛋白起泡性及其他功能性质的影响。起泡性结果表明，与分离蛋白相比，60℃+600W处理的分离蛋白起泡性增加了58.44%，高于600W（45.25%）、60℃（29.64%）处理，表明60℃和600W对分离蛋白的起泡性表现为协同作用，但泡沫稳定性没有得到改善。与大豆蛋白对比，60℃+600W处理的起泡能力及泡沫稳定性与大豆蛋白没有明显差异（p＞0.05）。其他功能性质研究结果表明：（1）在pH3.0时，600W处理后的溶解度略低于分离蛋白，随着pH值的升高，逐渐高于分离蛋白。60℃、60℃+600W处理后的溶解度在任何pH条件下均低于分离蛋白；（2）与分离蛋白相比，600W处理的乳化能力和乳化稳定性提高，60℃、60℃+600W处理的乳化能力降低，但乳化稳定性有所提高；（3）600W超声处理的分离蛋白凝胶性最好，最小凝胶浓度为8%，60℃+600W处理凝胶性最差，为13%；（4）与分离蛋白相比，600W处理的持油能力从1.49g/g增加至1.62g/g，60℃处理的持水性从1.75g/g增加至2.44g/g，60℃+600W处理的分离蛋白持水性增加，且持油性（1.59g/g）与600W超声处理的没有显著差异（p＞0.05）。 3、预热超声处理下菠萝蜜种子分离蛋白结构与起泡性相关性分析。采用SDS-PAGE凝胶电泳、圆二色谱、内源荧光、表面疏水性（H0）和表面巯基等研究预热超声处理对蛋白结构的影响，结果表明：（1）600W处理没有改变分离蛋白的分子量，60℃、60℃+600W有新条带出现，此外，60℃+600W处理也有条带消失；（2）600W、60℃、60℃+600W处理的分离蛋白的α-螺旋和β-转角含量均下降，β-折叠和无规则卷曲均上升。β-折叠和无规则卷曲含量上升增加了蛋白分子柔性，生成了更适合界面吸附的构象，从而可以提高起泡性；（3）与分离蛋白相比，经过600W、60℃、60℃+600W处理的荧光强度均有不同程度的增强，且发生了不同程度的红移；（4）与分离蛋白相比，600W、60℃、60℃+600W处理的表面疏水性（H0）均显著增加（p＜0.05），且60℃+600W处理有最大H0值。表面疏水性增加会降低蛋白质对水-空气界面的吸附障碍，暴露出更多的疏水基团，加强了界面吸附作用，进而可以提高起泡性；（5）与分离蛋白相比，600W处理的分离蛋白粒径尺寸减小，60℃、60℃+600W处理粒径尺寸增加；（6）600W处理的分离蛋白的负电位增强，60℃、60℃+600W处理的负电位减弱。表面电荷降低会减少对吸附的静电屏障，增强蛋白质在界面上的吸附作用，有利于提高起泡性，但易导致蛋白溶液体系不稳定，可能会影响蛋白泡沫的稳定性；（7）与分离蛋白相比，600W、60℃、60℃+600W处理的巯基含量均显著增加（p＜0.05）。在此基础上，采用相关性分析探究结构变化与分离蛋白起泡性的关系得出，分离蛋白的起泡性与表面疏水性、表面巯基含量、β-折叠及无规则卷曲含量呈正相关，与电位绝对值和粒径大小呈负相关，其中，与表面疏水性（H0）和结构松散度密切相关。
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