随着社会发展进步,健康饮食、绿色可持续发展等观念受到广泛认同。相比于传统肉制品,植物肉有营养丰富、环境友好且节约生产要素等优势。豌豆蛋白因其产量高、资源丰富、营养价值高以及致敏性低而深受国内外消费者的喜爱与关注。然而豌豆蛋白的功能性质较差,限制了其在植物肉制品领域的应用。本文以豌豆蛋白为研究对象,研究了脉冲电场、直流电场和交流电场三种电场处理对豌豆蛋白结构、功能性质以及其挥发性风味物质的影响,探讨了电场处理对蛋白质结构和分子聚集状态的影响机制,以期为豌豆蛋白植物肉产品原料的开发提供理论依据与技术支撑。主要研究结果如下: 1脉冲电场(PEF)处理对豌豆蛋白结构、功能和挥发性物质有显著的影响。 (1)PEF处理改变了豌豆蛋白的部分结构,对豌豆蛋白的分子量及蛋白组分没有明显影响;FT-IR结果表明,酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅲ带、酰胺A带和酰胺B带发生不同程度的偏移,对豌豆蛋白的二级结构含量的影响主要表现在α-螺旋的减少以及无规则卷曲结构的增加与减少;内源荧光光谱、紫外吸收光谱及表面疏水性测试表明处理后的豌豆蛋白三级结构发生不同程度的折叠聚集,疏水相互作用降低、离子键增加同时氢键减少;游离巯基含量减少,二硫键含量增加。 (2)PEF处理改变了豌豆蛋白的功能性质。经PEF处理后的豌豆蛋白持水力增加,持油力降低,乳化性降低,乳化稳定性增加。 (3)PEF处理改变了豌豆蛋白挥发性风味物质的相对含量。GC-MS结果表明,脉冲电场处理后的豌豆蛋白烷烃类、醇类、醛类物质含量增加,同时有一些新的物质产生,主要是醚类物质,酮类物质减少。 2直流电场(DCEF)处理对豌豆蛋白结构、功能和挥发性物质有显著的影响。 (1)DCEF处理改变了豌豆蛋白的部分结构,在电场强度为3.25kV/cm、3.5kV/cm和处理时间15min条件下豌豆蛋白的小分子数量增加;FT-IR结果表明,豌豆蛋白酰胺Ⅰ带、酰胺A带和酰胺B带发生不同程度的偏移,对豌豆蛋白的二级结构含量的影响主要表现在无规则卷曲结构减少、α-螺旋的减少、β-折叠的增加以及β-转角的增加;内源荧光光谱、紫外吸收光谱及表面疏水性测试表明处理后的豌豆蛋白三级结构发生不同程度的展开,离子键增加、氢键减少同时疏水相互作用增加;游离巯基含量增加,二硫键含量减少。 (2)DCEF处理改变了豌豆蛋白的功能性质。经DCEF处理后的豌豆蛋白持水力、持油力上升,增强了其乳化性及乳化稳定性。 (3)DCEF处理改变了豌豆蛋白挥发性物质的相对含量。GC-MS结果表明,处理后的豌豆蛋白烷烃类、醇类、烯烃类和酮类物质减少,醛类物质含量增加,同时有一些新的物质产生,主要是醚类和酯类物质。 3交流电场(ACEF)处理对豌豆蛋白结构、功能和挥发性物质有显著的影响。 (1)ACEF处理改变了豌豆蛋白的部分结构,在电场强度为15V/cm、20V/cm和处理时间200s条件下豌豆蛋白的小分子数量增加;FT-IR结果表明,酰胺Ⅱ带和酰胺Ⅲ带出现部分蓝移的情况(约2/cm),酰胺A带出现蓝移(约2/cm),酰胺B带出现红移,并且在交流电场处理时间为400s时出现最大红移(约8/cm),对豌豆蛋白的二级结构含量的影响主要表现在β-折叠增加、β-转角减少以及α-螺旋结构减少;内源荧光光谱、紫外吸收光谱及表面疏水性测试表明处理后的豌豆蛋白三级结构发生不同程度的改变,离子键增加、氢键减少同时疏水相互作用的改变不显著;游离巯基含量减少,二硫键含量增加。 (2)ACEF处理改变了豌豆蛋白的功能性质。经ACEF处理后的豌豆蛋白持水力增加、持油力减少;随着处理时间的增加,乳化性及乳化稳定性也增加。 (3)ACEF处理改变了豌豆蛋白挥发性风味物质的相对含量。通过GC-MS结果表明,处理后的豌豆蛋白烯烃类、酮类物质含量减少,烷烃类、醇类、醛类物质的相对含量增加,同时有一些新的物质产生,主要是乙二醇单丁醚等醚类和正己酸乙酯等酯类物质。 4豌豆蛋白经不同电场处理后蛋白质结构发生不同程度的改变,其功能性质和挥发性风味物质也相应发生变化。直流电场处理后的豌豆蛋白持水力、持油力和乳化性均有显著提高,且直流电场处理后的豌豆蛋白具有的挥发性风味物质相对含量减少,因此可将直流电场处理作为豌豆蛋白在植物肉原料中应用的有效辅助手段。