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    噴霧干燥工藝通過(guò)乳化鹽或雙糖提高豌豆分離蛋白的功能性

    返回列表 瀏覽:14 日期:2025-01-08

        近年來(lái),消費者對植物性飲食的興趣不斷增長(cháng),這要求食品行業(yè)加快植物性食品的開(kāi)發(fā)并投入大規模生產(chǎn)。豌豆(Pisum sativum L.)蛋白是最有前景的產(chǎn)品之一,因為它具有高營(yíng)養價(jià)值、低過(guò)敏性、環(huán)境可持續性,更重要的是,對于行業(yè)而言,它的成本較低。盡管如此,開(kāi)發(fā)豌豆蛋白產(chǎn)品仍然存在挑戰,即這些產(chǎn)品在被納入蛋白質(zhì)強化食品中時(shí)是否可以作為合格成分,并且更好地滿(mǎn)足消費者的偏好。這是因為在豌豆蛋白中發(fā)現的主要蛋白質(zhì)成分屬于鹽溶性球蛋白,而豌豆蛋白主要的β-折疊二級結構也導致其功能性較差。

        出于上述目的,最近越來(lái)越多的研究集中于通過(guò)化學(xué)修飾(如美拉德反應)和加工技術(shù)(如熱處理,酶處理,ph轉移和超聲聯(lián)合處理等)。然而,然而,通過(guò)上述修飾手段來(lái)改善豌豆蛋白的功能,在實(shí)現工業(yè)化和經(jīng)濟高效的加工生產(chǎn)方面是艱巨的。一般來(lái)說(shuō),食品工業(yè)中制造豌豆分離蛋白(PPI)最常用的方法是通過(guò)堿性提?。ˋE),隨后在等電點(diǎn)(IEP)沉淀蛋白質(zhì),然后進(jìn)行噴霧干燥。由于所需設備相對簡(jiǎn)單,這種提取工藝提供了更低廉的成本。在作者最近的研究中,開(kāi)發(fā)了一種將PPI與環(huán)糊精(CD)的固體分散和共噴霧干燥相結合的新技術(shù),以改善PPI的風(fēng)味特性。盡管豌豆蛋白的豆腥味得到了顯著(zhù)緩解,但共噴霧干燥并未影響所得PPI?CD的結構和物理功能。在此基礎上,作者提出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的制造技術(shù),可以無(wú)縫地結合到AE?IEP提取步驟中,以改善PPI的功能。這項技術(shù)的基本概念是在噴霧干燥之前,將來(lái)自IEP的蛋白質(zhì)漿料與少量共噴霧食品級制劑混合。該方法基于以下假設:在噴霧干燥過(guò)程中加入共噴霧干燥劑(如雙糖或乳化鹽)會(huì )改變PPI的結構,從而進(jìn)一步影響最終蛋白質(zhì)產(chǎn)品的功能屬性。此外,它可能有助于釋放蛋白質(zhì)疏水袋中結合的豆腥味,這些豆腥味可能在噴霧干燥后被去除。

        在本研究中,選擇了常見(jiàn)的食品添加劑,包括兩種雙糖(海藻糖(Tr)和蔗糖(Su))和一種乳化鹽(六偏磷酸鈉(SHMP))作為共噴霧劑。據報道,Tr和Su能夠通過(guò)氫鍵相互作用保護蛋白質(zhì)分子(如溶菌酶)在噴霧干燥過(guò)程中不脫水。理論上,預計這種二糖-蛋白質(zhì)相互作用會(huì )影響噴霧干燥過(guò)程中蛋白質(zhì)的結構變化,從而進(jìn)一步影響產(chǎn)物的功能。然而,在噴霧干燥過(guò)程中,雙糖和PPI之間是否存在這種相互作用,如果存在將如何影響蛋白質(zhì)的結構和功能目前尚不清楚。同樣,SHMP是另一種常見(jiàn)的食品添加劑,根據良好生產(chǎn)規范使用時(shí)通常被認為是安全的。歐洲食品安全局(EFSA)小組還認為SHMP具有較低的急性經(jīng)口毒性,根據2019年公布的毒性數據,在遺傳毒性和致癌性方面不存在任何問(wèn)題。它可作為螯合劑和/或乳化劑用于多種食品,如果凍、沙拉醬、乳制品、加工奶酪和肉制品。近年來(lái),磷酸化植物蛋白與乳化鹽發(fā)生化學(xué)反應,可改變其溶解性、乳化性和起泡性等功能特性。因此,在噴霧干燥過(guò)程中添加SHMP有可能導致蛋白質(zhì)結構的變化,這有利于獲得更好的蛋白質(zhì)功能。然而,現有的食品蛋白質(zhì)磷酸化方法除了需要額外的干熱處理外,還需要苛刻的化學(xué)反應條件或昂貴的酶。因此,這種簡(jiǎn)化的制造工藝需要確認是否可以通過(guò)常規噴霧干燥工藝將乳化鹽中的磷酸基團引入PPI。

        因此,美國北達科他州立大學(xué)的Leqi Cui和Jiajia Rao等研究的目的是驗證以下假設:在PPI噴霧干燥過(guò)程中添加Tr/Su/SHMP會(huì )改變蛋白質(zhì)結構和組成,進(jìn)而影響最終蛋白質(zhì)產(chǎn)品的功能屬性。為此,制備了共噴霧干燥機的豌豆分離蛋白(PPI)樣品,對其結構信息進(jìn)行了綜合評估,并與無(wú)共噴霧干燥劑的噴霧干燥PPI進(jìn)行了比較。隨后,研究了共噴霧干燥PPI的功能屬性,并與對照組(PPI和PPI與Tr/Su/SHMP的物理混合物)進(jìn)行了比較。最后,由于PPI通常與“豆味”相關(guān),可能導致消費者拒絕,因此本研究還通過(guò)非目標化合物過(guò)濾技術(shù)對PPI的香氣化合物進(jìn)行了表征,并通過(guò)多變量分析可視化了對照和共噴霧干燥PPI之間的差異。所開(kāi)發(fā)的技術(shù)可能增加PPI的功能性和芳香性,從而為快速適應食品工業(yè)提供商業(yè)可用的工具。

    在本研究中,研究了在A(yíng)E?IEP蛋白質(zhì)提取的最后一步中加入共噴霧劑(Tr、Su或SHMP)的可行性,包括共噴霧干燥PPI的組成、結構和表面性質(zhì)、功能屬性以及芳香特性??偟膩?lái)說(shuō),共噴涂劑類(lèi)型和噴霧干燥過(guò)程在決定最終PPI的組成、結構和表面性質(zhì)、功能屬性和芳香特性方面起著(zhù)重要作用。PPI對照品和PPI與Tr/Su/SHMP的物理混合物在結構和表面性質(zhì)、功能屬性和芳香特性方面沒(méi)有發(fā)現差異。FTIR和表面性質(zhì)結果表明,PPI和共噴涂劑之間存在相互作用。在3 種共噴霧干燥PPI中,PPI-SHMP通常表現出更好的功能性,包括水/油結合能力、中性pH下的溶解性、乳化性、起泡性和熱性能,因為PPI與SHMP的磷酸化。此外,與共噴霧干燥樣品相比,PPI對照品的芳香特性表現出不同的特性??傊?,本研究為改善PPI的功能提供了一種簡(jiǎn)化的制造工藝。

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