盐离子及微波预处理对热诱导小麦面筋蛋白凝胶性质的影响

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本论文以小麦面筋蛋白(WG)为研究对象,采用蛋白质化学、生物化学、光谱学和流变学等学科技术,通过添加氯化钠、氯化钙和小麦面筋蛋白热聚集体以及微波预处理,探索盐离子和热聚集体的添加,以及微波预处理对热诱导小麦面筋蛋白凝胶性质和微观结构的影响机制。主要结论如下:  (1)研究盐离子对热诱导小麦面筋蛋白凝胶性质的影响。研究表明:当氯化钠添加量为0.1g/100mL时,热诱导小麦面筋蛋白凝胶的强度和持水性显著增强,其中凝胶强度达到了117.97g/100mL,凝胶强度的提高率高达3633%,凝胶持水性为54%,相比对照组凝胶持水性31.3%,持水能力提高了42.04%。随着氯化钙添加量的增加,小麦面筋蛋白凝胶强度和持水性呈现上升趋势,当氯化钙的添加量为0.4g/100mL时,热诱导小麦面筋蛋白凝胶的强度达到最大。流变性分析表明,适当浓度的钠离子或钙离子的添加减弱了蛋白质分子表面电荷所产生的静电排斥作用,从而有利于小麦面筋蛋白分子间的交联,进而增大了热诱导小麦面筋蛋白的储能模量。凝胶体系中水分分布的分析表明,钠离子和钙离子的添加能够显著的增大凝胶体系中非冻结水含量。表面疏水分析表明,钠离子和钙离子的添加能够显著降低小麦面筋蛋白凝胶表面疏水性。红外光谱测定表明,适当浓度的钠离子和钙离子的添加增加了小麦面筋蛋白凝胶的α-螺旋和β-折叠结构,减小了β-转角和无规则卷曲结构。扫描电镜分析表明,适当浓度的钠离子和钙离子的添加,能够促进小麦面筋蛋白形成结构紧密、均匀的热诱导凝胶。  (2)研究微波预处理对热诱导小麦面筋蛋白凝胶性质的影响。结果表明:当微波条件为700W功率,处理时间90s时,热诱导小麦面筋蛋白凝胶强度和持水性达到最大值158.6g/cm2和83.13%,比对照组分别提高83.4%和162%,此时凝胶中非冻结水的比例也显著提高。微波功率从70W增加到700W,微波处理时间从10s增加到90s时,热诱导小麦面筋蛋白凝胶的表面疏水性逐渐降低。另外,一定程度的微波预处理增大了凝胶体系中的疏水相互作用,微波预处理的热诱导小麦面筋蛋白凝胶具有更为致密、均匀的微观三维网络结构。  (3)研究小麦面筋蛋白热聚集体对热诱导小麦面筋蛋白凝胶性质的影响。研究发现:小麦面筋蛋白热聚集体的添加能够明显提高热诱导小麦面筋蛋白凝胶的强度。热诱导小麦面筋蛋白凝胶体系中游离巯基含量的检测表明,添加了小麦面筋蛋白热聚集体的热诱导小麦面筋蛋白凝胶体系中游离巯基含量减少,表明形成了更多的二硫键。凝胶体系中分子间作用力分析结果表明,小麦面筋蛋白热聚集体的添加减弱了凝胶体系中的氢键和离子键,而疏水相互作用则显著增强了。热诱导小麦面筋蛋白凝胶的微观结构表明,小麦面筋蛋白热聚集体的添加促进了更为致密、均匀的网络结构的形成。
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