干燥方式对SPC功能性和结构的影响下喷嘴

干燥方式对SPC功能性和结构的影响(下)

２．５ 电泳分析

从图３中看出，物理改性对大豆蛋白亚基的破坏很小，几乎对１１Ｓ亚基没有任何降解作用，喷雾干燥对７Ｓ有一定程度的降解。这与７Ｓ球蛋白和１１Ｓ球蛋白及其亚基结构有关，７Ｓ是由四个亚基组成，容易受到外界条件变化而发生聚合和解离；而１１Ｓ球蛋白由酸性亚基和碱性亚基构成两个环状六角形结构，酸性和碱性亚基交互对应形成稳定的结构形式，１１Ｓ蛋白分子呈扁椭圆形状，具有一定的刚性，不易受到外界条件的影响１０。

微波热处理不能破坏蛋白质的共价键（二硫键除外），只能使蛋白质的氢键、疏水键和空间结构发生变化，改变α－螺旋和β－折叠方式。物理改性对ＳＰＣ亚基影响很小，ＳＰＣ的分子大小变化不大，说明大豆蛋白溶解性的提高是因为蛋白质的结构发生了变化，增加溶解那部分蛋白质是以聚集体溶解的。

２．６ 红外光谱分析

蛋白质和多肽在红外区域表现为９个特征振动模式或基团频率，其中最常用于二级结构分析的是酰胺Ｉ带，位于１７００～１６００ｃｍ－１范围。酰胺Ｉ带的振动频率取决于Ｃ＝Ｏ和Ｎ－Ｈ之间的氢键性质，即特征振动频率反映了多肽或蛋白质的特定二级结构（α－螺旋、β－折叠、回转结构和无规卷曲）１１。

常温下大豆蛋白的红外光谱峰：１６３０ｃｍ－１，Ｃ＝Ｏ伸缩峰（酰胺谱带Ｉ），Ｎ－Ｈ弯曲振动峰，１５３０ｃｍ－１（酰胺谱带ＩＩ），１４５０ｃｍ－１，Ｃ－Ｈ变形，１２３０ｃｍ－１为Ｃ－Ｎ伸缩和Ｎ－Ｈ弯曲振动峰（酰胺谱带ＩＩＩ）。３６００～３０００ｃｍ－１主要是Ｏ－Ｈ和Ｎ－Ｈ峰，２８５０～２９８０ｃｍ－１是亚甲基和甲基中的Ｃ－Ｈ的伸缩峰。ＳＰＩ中的Ｏ－Ｈ和Ｎ－Ｈ还有吸附水中的Ｏ－Ｈ，均能同Ｃ＝Ｏ发生分子间和分子内的氢键。在３６００～３０００ｃｍ－１大的吸收带是自由和被限制的Ｏ－Ｈ和Ｎ－Ｈ的伸缩振动峰，大豆蛋白中的Ｏ－Ｈ和Ｎ－Ｈ和水分子吸附的Ｏ－Ｈ肯定能够和Ｃ＝Ｏ形成分子间和分子内的氢键１２１３。

从图４ａ和图４ｂ可看出，原ＳＰＣ的Ｎ－Ｈ伸缩振动峰在３４１７ｃｍ－１，而改性后经过冷冻干燥和喷雾干燥样品的Ｎ－Ｈ伸缩振动峰分别迁移到３４２８ｃｍ－１和３４０９ｃｍ－１处，冷冻干燥使Ｎ－Ｈ振动伸缩峰往高波数迁移，而喷雾干燥却使Ｎ－Ｈ伸缩振动峰往低波数迁移，这可能是在不同的干燥过程中，ＳＰＣ中的氢键发生了不同的变化，使Ｎ－Ｈ伸缩振动峰位置发生了不同方向的偏移，说明不同的干燥方式对ＳＰＣ的氢键影响较大。原ＳＰＣ的酰胺基吸收峰在１６５４ｃｍ－１处，而冷冻干燥和喷雾干燥样品的分别迁移到１６４６ｃｍ－１和１６５０ｃｍ－１处，都往低波数方向迁移，但冷冻干燥样品迁移幅度较大。典型的氨基酸和蛋白质的酰胺基谱带的形状是由二级结构决定的。如果蛋白质的二级结构发生改变，酰氨基谱带的最高点就会发生迁移，酰氨基谱带向低波数迁移说明β折叠的增加１４。说明不同的干燥方式对蛋白的二级结构影响程度不一样，冷冻干燥使β－折叠的增加的程度更大。根据水溶液中蛋白质在酰胺Ｉ带的特征频率１１，可知ＳＰＣ的α－螺旋也发生了变化，最高峰向低波数方向迁移说明α－螺旋变的疏松。

冷冻干燥和喷雾干燥样品在１４０２ｃｍ－１和１３９８ｃｍ－１出现的峰为－ＣＯＯ－伸缩振动峰，而原ＳＰＣ在１４００ｃｍ－１附近峰值小，说明原ＳＰＣ含有－ＣＯＯ－较少。原ＳＰＣ的甲基或者亚甲基中Ｃ－Ｈ伸缩振动峰在２９２９ｃｍ－１处，而冷冻干燥和喷雾干燥样品的分别迁移到２９２７ｃｍ－１和２９２５ｃｍ－１处，可能是喷雾干燥产生的高温作用能使ＳＰＣ中残余的乙醇部分挥发，改变了ＳＰＣ分子间的介电常数，对疏水侧链产生了影响。

３ 结论

醇法ＳＰＣ经过改性之后，功能性质得到了改善。不同的干燥方式对ＳＰＣ的溶解性有一定程度的影响。去除了分散液中不溶物质后，再干燥得到的样品的溶解性极好，起泡性和乳化性远比其它样品好，但其起泡稳定性和乳化稳定性都比其它样品差。同时，在去除不溶物质后，ＳＰＣ原有的一部分功能性多糖也被去除，而这些多糖的存在有利于提高蛋白质的起泡稳定性和乳化稳定性。喷雾干燥样品的溶解性要比冷冻干燥样品的好，而起泡性和乳化性相差不大。

通过凝胶电泳和红外分析，改性过程中对蛋白质的亚基几乎没有破坏，ＳＰＣ溶解性的提高主要是以聚集体的方式溶解，并不是被分解为小分子。从红外图中看出，不同的干燥方式对蛋白质的二级结构有不同程度的影响，改变了ＳＰＣ中的α－螺旋和β－折叠含量，从而改变了ＳＰＣ的功能性质。

来源： 《食品工业科技》 2006 年第 2 期

冯凌凌， 熊 犍

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