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超声波处理对大豆蛋白功能特性的影响

[导读]超声波是一种高于人类听觉阈值( > 16 kHz)的机械波,可分为两种不同的频率范围:高频超声波(100 kHz ~1 MHz)和低频超声波(16 ~100 kHz) [13] 。超声波在介质中传播时,能够使介质之间产生机械振动,从而产生空化效应,而空化过程所产生的瞬时强压和局部高温能对溶液中悬浮的粒子产生强烈的声化学效果。

超声波改性是指采用高强度的超声波,在溶液中产生高温、强剪切力和高压,以分解蛋白质,或者加速某些反应的改性方法。经超声波改性后,大豆蛋白分子结构疏松,暴露了内部的一些非极性基团,改善了大豆蛋白的功能特性。大量研究表明超声功率和时间是影响大豆蛋白改性效果的两个主要因素,虽然温度、酸碱性等一些外在因素也会影响试验结果,但这些变量在试验过程中不容易控制,不利于工业化推广应用。

溶解性是蛋白质生理特性及其他加工特性的
前提和基础,大豆蛋白的溶解性一般可表示为:蛋白质分散指数(protein dispersion index,PDI)和氮溶解指数(nitrogen dissolution index,NSI)。只有当蛋白质充分溶解时,其功能特性才能表现出来,因此提高大豆蛋白的溶解性对改善其功能特性具有实际意义。超声波具有剪切和能量双重属性,所产生的空化效应能打开蛋白质的高级结构,破坏蛋白质分子内键,活性亚基或肽被释放出来,因此大豆蛋白的溶解性经超声波处理后得到显著增加。

随着超声功率的增大,加大了反应溶液的能量密度,从而在溶液中发生剧烈振荡,随之改善大豆蛋白的溶解性。采用不同超声功率处理 SPI 溶液,结果表明,大豆蛋白溶解度随着超声功率的增大而增大;研究同样表明,大豆蛋白溶液的溶解度随着超声功率的增加而增加,并且溶解度在超声功率为 600 W 时达到最大值,这可能是由于超声波处理充分伸展了蛋白质的空间结构,使其相互间的作用力下降,从而增强了溶解性。






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