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超声波处理制备速溶性蛋清粉工艺及溶解性变化规律研究

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摘要

缩略语表

第一章 文献综述

1 蛋清(粉)的概述

2 蛋粉的加工现状

2.1 蛋液的预处理

2.2 干燥工艺的研究现状

3 蛋清(粉)的基本功能特性及研究现状

3.1 蛋清(粉)的起泡性研究

3.2 蛋清(粉)的凝胶性研究

3.3 蛋清(粉)的乳化性研究

3.4 蛋清(粉)的溶解性研究

4 提高蛋白粉溶解性的研究进展

4.1 蛋白粉溶解性的机制

4.2 蛋白粉溶解性的影响因素

4.3 提高蛋白粉溶解度的改性方法及研究现状

5 研究意义与主要内容

5.1 课题研究目的与意义

5.2 课题研究内容

第二章 超声波处理蛋清液制备速溶性蛋清粉的条件优化

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.2 实验方法

2 结果与分析

2.1 不同超声时间处理蛋清液后喷雾干燥制得蛋清粉的速溶性能

2.2 不同超声功率处理蛋清液后喷雾干燥制得蛋清粉的速溶性能

2.3 超声处理不同浓度蛋清液后喷雾干燥制得蛋清粉的速溶性能

2.4 超声处理条件的正交优化结果分析

3 结论与讨论

第三章 超声处理与喷雾干燥对蛋清粉蛋白质结构的影响研究

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.2 实验方法

2 结果与分析

2.1 SDS-PAGE分析

2.2 扫描电镜

2.3 蛋清粉溶液的粒径分布

2.4 蛋清粉的表面疏水性

2.5 蛋清粉的圆二色光谱

2.6 巯基含量

3 结论与讨论

第四章 不同时间超声预处理对蛋清粉性质的影响研究

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.2 实验方法

2 结果与分析

2.1 不同时间超声预处理后制得蛋清粉的速溶性能

2.2 不同时间超声预处理后制得蛋清粉的SDS-PAGE分析

2.3 不同时间超声预处理后制得蛋清粉的扫描电镜图

2.4 蛋清粉溶液的粒径分布

2.5 蛋清粉溶液的Zeta电位

2.6 蛋清粉蛋白质的表面疏水性

2.7 圆二色光谱分析蛋清粉蛋白质的二级结构

3 结果与讨论

第五章 储藏期蛋清粉品质变化的研究

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.2 实验方法

2 结果与分析

2.1 不同储藏条件下蛋清粉的分散性

2.2 不同储藏条件下蛋清粉的溶解度

2.3 不同储藏条件下蛋清粉的扫描电镜

2.4 不同储藏条件下蛋清粉溶液的平均粒径

2.5 不同储藏条件下蛋清粉的色度分析

2.6 不同储藏条件下蛋清粉的游离巯基含量

2.7 不同储藏条件下蛋清粉的内源性荧光图谱分析

3 结果与讨论

1 结论

2 创新点

3 展望

参考文献

附录

致谢

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摘要

蛋清粉是蛋清液经过处理后脱水干燥制成的蛋白质粉,含有与新鲜鸡蛋清中种类相同的蛋白质,蛋白质含量高,固体粉末含水量较低,便于运输和储藏,因此在食品行业中应用广泛,既可以用于制作高蛋白营养品,也常用于食品加工中改善食品质构,提高食品风味,是一种常见的功能性配料。由于蛋清中蛋白质呈紧密聚集的胶状,蛋白质之间易形成大分子的聚集,因此直接喷雾干燥后制得的蛋清粉的速溶性能不佳,易结块成团,这阻碍了蛋清粉在食品加工过程中的应用和推广。本实验围绕蛋清粉的速溶性能,优化超声预处理蛋清液的工艺,研究超声对蛋清粉蛋白质结构的影响,同时研究储藏期间蛋清粉的速溶性能和蛋白质结构的变化,主要的研究结果如下:
  (1)以新鲜蛋清液为原料,采用超声处理对其进行改性后喷雾干燥制成蛋清粉,以期改善蛋清粉的溶解性,制备速溶性蛋清粉。研究选择超声时间、超声功率、超声时蛋清液浓度三个条件为实验因子,以分散时间、溶解度和稳定系数作为速溶性评价指标,通过单因素和正交实验对超声处理条件进行了优化,得出最优的超声处理条件为:超声时间10min,超声功率120W,超声时蛋清液浓度50%,在此条件下制备的蛋清粉的平均分散时间为56.67s,比未超声组减少近一倍,平均溶解度为93.56g/100g,平均稳定系数为97.29%,具有较好的速溶性。
  (2)研究了超声处理和喷雾干燥两种方式组合对蛋清粉蛋白质结构的影响,对比分析喷雾干燥和超声在整个制备速溶蛋清粉的过程中发挥的作用。结果显示超声和喷雾干燥不会使蛋白质的一级结构发生变化,但是超声的空化作用可以破坏一些分子量大于100kDa的大的蛋白质聚集体。超声蛋清液后喷雾干燥形成的带孔颗粒更有利于吸水溶解,颗粒更均匀且偏小,易于分散。蛋清粉溶液粒径分布显示与原蛋清冻干粉相比较,超声处理和喷雾干燥都会使溶液的粒径减小,对比蛋清冻干粉可以看到超声组冻干粉的溶液中粒径大于1000nm的比例从39.16%降到13.64%;喷雾干燥蛋清粉中超声组样品向更小的粒径范围分布,小于10nm的占42.26%,35.13%的粒径分布在140-530nm之间,未超声组溶液中小于10nm的仅占33%,35.29%分布在340-1000nm之间。从圆二色光谱、表面疏水性和巯基结果可以看出超声可以破坏蛋白质聚集,使蛋白质分子结构展开,有助于可溶性蛋白聚集的形成。喷雾干燥使粉体颗粒更易被水润湿分散,超声可以有效的提高蛋白质自身的溶解性,两种工艺的组合提高了蛋清粉的速溶性能。
  (3)设定不同时间超声处理蛋清液后喷雾干燥制备蛋清粉来研究蛋清粉的速溶性质和结构变化。结果显示超声10min时蛋清粉速溶性能最佳,SDS-PAGE结果表明适当时间的超声会使大分子蛋白质聚集裂解并形成可溶性聚集;扫描电镜图显示随着超声时间增加,蛋清粉的颗粒粒径先减小后增大,在10min时最小;溶液中的粒径分布也表明超声10-15min时粒径分布更小。Zeta电位结果显示超过20min超声后电位绝对值降低,溶液稳定性也降低;随着超声时间的延长,蛋清粉的表面疏水性相对指数先增加后减小,在10min和15min时达到最大,分别为1.17和1.18,在25min超声时仅有0.86。圆二色光谱结果显示超声时间的延长使蛋白质结构趋于无序,在25min超声时α-螺旋增加,β-转角和无规卷曲也增加,表明蛋白质同时发生解折叠与聚集。
  (4)研究在不同储藏条件下未超声和超声蛋清液后制备的两组蛋清粉的品质变化。结果表明储藏过程中,两种蛋清粉的速溶特性都在衰减。在4℃下储藏60天,超声组蛋清粉的分散时间增加了84.14%,未超声组增加23.64%;在25℃下储藏60天超声组蛋清粉增加了58.66%,未超声组蛋清粉分散时间增加20.91%;蛋清粉在37℃下储藏时,超声组分散时间增加了70.20%,未超声组分散时间增加25.73%。蛋清粉的溶解度整体呈下降趋势,超声组蛋清粉储藏60天后溶解度均下降到约88g/100g,未超声组溶解度仍保持在90g/100g以上。电镜结果展示了不同温度中储藏前后的粉体变化,未超声组粉体发生聚集,颗粒膨胀,表面凹陷变浅;超声组在低温4℃储藏时聚集严重,温度较高时粉体颗粒变形甚至破裂。储藏过程中两种蛋清粉的溶液中平均粒径都有不同程度的增加,4℃储藏时超声组和未超声组蛋清粉的溶液平均粒径先增加后减小,在40天时达到最大,分别增加了561nm和470nm;超声组25℃储藏20天时溶液平均粒径达到最大,增加了429nm;37℃储藏时超声组溶液平均粒径先增大后减小,20天时增幅高达382nm;整体看未超声组在较高温度储藏时溶液粒径波动明显。蛋清粉在储藏温度较高时褐变明显,37℃时超声组和未超声组蛋清粉b*值分别增加了3.29和2.83,L*值降低,较其他组亮度变暗。游离巯基和内源性荧光光谱的结果证明了储藏过程中蛋清粉蛋白质内部构象不断发生着变化,超声会使蛋白质结构的相对稳定性遭到破坏,储藏期间蛋白质分子内和分子间的共同作用导致了溶解性能和粉体形态的改变。

著录项

  • 作者

    孙卓;

  • 作者单位

    华中农业大学;

  • 授予单位 华中农业大学;
  • 学科 食品科学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 金永国,马美湖;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TS253.43;
  • 关键词

    蛋清粉; 超声预处理; 速溶性能; 蛋白质结构;

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