不同pH溶液制备亚麻籽胶组成和功能特性的差异比较.pdf
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1、D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 0-9 9 7 3.2 0 2 3.0 9.0 3 4引文格式:冯孟熙,汪兰.不同p H溶液制备亚麻籽胶组成和功能特性的差异比较J.中国调味品,2 0 2 3,4 8(9):1 9 7-2 0 2.F E N G M X,WAN G L.D i f f e r e n c e c o m p a r i s o n o f c o m p o s i t i o n a n d f u n c t i o n a l p r o p e r t i e s o f f l a x s e e d g u m p r e p a
2、 r e d w i t h s o l u t i o n s a t d i f f e r e n t p H v a l u e sJ.C h i n a C o n d i m e n t,2 0 2 3,4 8(9):1 9 7-2 0 2.不同p H溶液制备亚麻籽胶组成和功能特性的差异比较冯孟熙1,2,汪兰2*(1.华中农业大学 食品科学技术学院,武汉 4 3 0 0 7 0;2.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所,武汉 4 3 0 0 6 4)摘要:以亚麻籽为原料,采用不同p H溶剂(p H 4,6.5,1 0)提取亚麻籽胶(F G),研究了提取过程中p H对F G的提
3、取率、基本组成、单糖组成、分子量和功能特性的影响。结果表明,溶剂p H值对F G的提取率无显著影响,p H 6.5条件下提取的F G(F G-6.5)蛋白质含量最高,为1 0.0 9%。p H 1 0条件下提取的F G(F G-1 0)中性多糖比例更低,这可能导致其胶凝性更差。由于F G-1 0的分子量、粒径和电位都明显大于F G-4和F G-6.5,所以F G-1 0的特性黏度最大。p H 4条件下提取的F G(F G-4)粒径较小,且蛋白质含量较少,导致其乳化性和乳化稳定性优于F G-6.5和F G-1 0。溶液p H值对F G的起泡性和泡沫稳定性无显著影响。关键词:亚麻籽胶;p H;理化
4、特性;功能特性中图分类号:T S 2 0 1.7 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 0-9 9 7 3(2 0 2 3)0 9-0 1 9 7-0 6D i f f e r e n c e C o m p a r i s o n o f C o m p o s i t i o n a n d F u n c t i o n a l P r o p e r t i e s o f F l a x s e e d G u m P r e p a r e d w i t h S o l u t i o n s a t D i f f e r e n t p H V a l u e sF E NG
5、 M e n g-x i1,2,WANG L a n2*(1.C o l l e g e o f F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,H u a z h o n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y,W u h a n 4 3 0 0 7 0,C h i n a;2.I n s t i t u t e o f A g r o-p r o d u c t s P r o c e s s i n g a n d N u c l e a r-A g r i c u l t u r a l
6、 T e c h n o l o g y,H u b e i A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s,Wu h a n 4 3 0 0 6 4,C h i n a)A b s t r a c t:F l a x s e e d g u m(F G)i s e x t r a c t e d f r o m f l a x s e e d w i t h s o l v e n t s a t d i f f e r e n t p H v a l u e s(p H 4,6.5,1 0).T h e e f f e c
7、 t s o f p H o n t h e e x t r a c t i o n r a t e,b a s i c c o m p o s i t i o n,m o n o s a c c h a r i d e c o m p o s i t i o n,m o l e c u l a r w e i g h t a n d f u n c t i o n a l p r o p e r t i e s o f F G a r e s t u d i e d.T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e s o l v e n t p H v a
8、 l u e h a s n o s i g n i f i c a n t e f f e c t o n t h e e x t r a c t i o n r a t e o f F G,t h e p r o t e i n c o n t e n t o f F G e x t r a c t e d a t p H 6.5(F G-6.5)i s t h e h i g h e s t o f 1 0.0 9%.F G e x t r a c t e d a t p H 1 0(F G-1 0)c o n t a i n s a l o w e r p r o p o r t i
9、o n o f n e u t r a l p o l y s a c c h a r i d e s,w h i c h m a y r e s u l t i n p o o r e r g e l l i n g p r o p e r t y.B e c a u s e t h e m o l e c u l a r w e i g h t,p a r t i c l e s i z e a n d p o t e n t i a l o f F G-1 0 a r e s i g n i f i c a n t l y l a r g e r t h a n t h o s e o
10、f F G-4 a n d F G-6.5,t h e c h a r a c t e r i s t i c v i s c o s i t y o f F G-1 0 i s t h e l a r g e s t.T h e p a r t i c l e s i z e a n d p r o t e i n c o n t e n t o f F G e x t r a c t e d a t p H 4(F G-4)i s r e l a t i v e l y s m a l l,r e s u l t i n g i n b e t t e r e m u l s i f i
11、c a t i o n a n d e m u l s i f i c a t i o n s t a b i l i t y t h a n t h o s e o f F G-6.5 a n d F G-1 0.T h e s o l u t i o n p H v a l u e h a s n o s i g n i f i c a n t e f f e c t o n t h e f o a m a b i l i t y a n d f o a m s t a b i l i t y o f F G.K e y w o r d s:f l a x s e e d g u m;p
12、H;p h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e s;f u n c t i o n a l p r o p e r t i e s收稿日期:2 0 2 3-0 3-1 8基金项目:湖北省农业科技创新中心2 0 2 0年重大科技研发专项(2 0 2 0-6 2 0-0 0 0-0 0 2-0 3)作者简介:冯孟熙(1 9 9 9-),男,硕士,研究方向:水产品加工。*通信作者:汪兰(1 9 8 1-),女,研究员,博士,研究方向:农产品加工和天然产物化学。亚麻是全球最重要的经济作物之一,由于其纤维在纺织行业以及种子在食品和保健品行业的作用而在全
13、球被广泛种植1。亚麻籽富含营养素,即必需的脂类、蛋白质、生物活性多肽以及可溶性和不溶性膳食纤维,在食品工业中显示出良好的应用潜力2。亚麻籽的膳食纤维含量占其总质量的2 2%2 8%,最外层的表皮含有约8%质量的黏性胶3。亚麻籽胶(F G)是一种中性多糖和酸性多糖组成的阴离子杂多糖。中性阿拉伯木聚糖由-D-(1,4)-木聚糖骨架组成,相对分子质量为1 2 0 0 k D a,酸性组分以鼠李糖半乳糖醛酸-I(R G-I)主干,其特征是2-L-R h a p-(1 4)-D-G a l p A-(1)的二糖基重复单元。791第4 8卷 第9期2 0 2 3年9月 中 国 调 味 品C h i n a
14、 C o n d i m e n t食品添加剂 F G由于其良好的乳化性、增稠性、凝胶性和界面稳定性等,已成为商用的食品亲水胶体。L u o等4发现适当地摄入F G可以通过改变肠道菌群的比例,降低体重、体脂和总三酰甘油的含量。F G是一种亲水性胶体,常用水进行提取。温度、p H和料水比是影响提取得率和最终胶化学成分的主要因素5。提高提取温度可获得更高的提取得率(高达脱脂亚麻籽质量的1 6%2 0%),但会降低最终胶的纯度,即蛋白质和灰分残留会更多6-7。原料与水的比例对F G提取率的影响相对较小,当比例超过12 0时,可以忽略不计8。已有研究着重提取工艺对F G得率和纯度的影响,但溶液的p H
15、 值对 F G 的化学成分、理化性质影响的研究较少。本研究通过比较酸性、中性和碱性溶液下提取的F G的组分、单糖组成、理化特性,筛选适宜的提取溶液,为其在食品工业中的开发和利用提供了基础。1 材料与方法1.1 材料与试剂亚麻籽(甘肃张掖黄籽):由中国农业科学院油料作物研究所提供。大豆色拉油:益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司;三氟乙酸(色谱纯)、甲醇(分析纯):上海安谱实验科技股份有限公司;醋酸钠:S i g m a公司;重蒸苯酚:北京 索 莱 宝 科 技 有 限 公 司;盐 酸、氢 氧 化 钠、乙 醇(9 5%)、氯化钠、硝酸钠、十二烷基硫酸钠(S D S)、硫酸等:均为分析纯,国药集团化学
16、试剂有限公司。1.2 仪器与设备S H J-6 A磁力搅拌水浴锅 常州金坛良友仪器有限公司;UH 5 3 0 0 紫外可见分光光度计 日本日立公司;D HG-9 0 7 8 A电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;I C S 5 0 0 0离子色谱仪、R e a c t i-T h e r mTM氮气吹扫仪 美国赛默飞世尔科技公司;G P C-MA L L S 凝胶渗透色谱-多角度激光光散射联用仪 美国怀雅特技术有限公司;G L-2 1 M高速冷冻离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;M a s t e r s i z e r 2 0 0 0激光粒度分析仪 英国M a l v e r
17、 n公司;I KA均质机 广州市东南科创科技有限公司;T A.X T 2 i/5 0质构仪 英国S t a b l e M i c r o S y s t e m s公司。1.3 试验方法1.3.1 亚麻籽胶提取工艺称取3份适量亚麻籽,过筛,除去灰尘,然后用去离子水洗涤。将洗干净的亚麻籽与9倍体积的去离子水混合,用1 m o l/L N a OH和l m o l/L HC l分别将p H调至4和1 0,最后一组调节p H为6.5,分别命名为F G-4、F G-1 0、F G-6.5。然后在6 0 的水浴条件下用磁力搅拌器在3 0 0 0 r/m i n的转速下将溶液搅拌2 h,在4 5 0 0
18、 r/m i n的条件下离心1 0 m i n,分离亚麻籽壳与不溶性杂质。通过乙醇与浸泡亚麻籽收集的黏稠液体以(91)的比例,加入9 5%乙醇进行沉淀过夜;在4,7 0 0 0 r/m i n的条件下离心1 5 m i n后,收集F G进行冷冻干燥后研磨成粉备用。1.3.2 F G基本组成的测定灰分含量的测定参考 G B 5 0 0 9.4-2 0 1 6,蛋白质含量的测定参考 G B 5 0 0 9.5-2 0 1 6,多糖含量的测定参考 S N/T 4 2 6 0-2 0 1 5,脂肪含量的测定参考G B 5 0 0 9.6-2 0 1 6。1.3.3 单糖组成的测定参照W a n g等9
19、的方法利用离子色谱仪检测F G的单糖组成。分别准确称取岩藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖、核糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸、古罗糖醛酸1 3种标准品加入水配制成1 0 m g/m L标准溶液母液单标,然后取适量标准品母液单标混合配制成最高指标浓度为6 0,5 0,4 0 g/m L的标准品混标。取干净的色谱瓶,称取适量F G样品,加入1 m L 2 m o l/L T F A溶液,1 2 1 加热2 h,通氮气,吹干。加入9 9.9 9%甲醇清洗,再吹干,重复甲醇清洗23次。加入无菌水溶解,转入色谱瓶中待测。采用I C S 5 0 0 0离子色谱仪和电化学检测
20、器对单糖组分进 行分析检测。采用D i o n e xTM C a r b o P a cTM P A 2 0液相色谱柱(1 5 0 m m3.0 m m,1 0 m);进样量为5 L。流动相A(H2O),流动相B(0.1 m o l/L N a O H),流动相C(0.1 m o l/L N a OH,0.2 m o l/L N a A c),流速0.5 m L/m i n;柱 温 为3 0;洗 脱 梯 度:0 m i n A相/B相/C相(9 5 50,体积比),2 6 m i n A相/B相/C相(8 5 5 1 0,体积比),4 2 m i n A相/B相/C相(8 5 5 1 0,体
21、积比),4 2.1 m i n A相/B相/C相(6 0 0 4 0,体积比),5 2 m i n A相/B相/C相(6 0 4 0 0,体积比),5 2.1 m i n A相/B相/C相(9 550,体积比),6 0 m i n A相/B相/C相(9 550,体积比)。利用O r i g i n软件处理色谱数据,横坐标为检测的保留时间(m i n),纵坐标为离子检测的响应值,得到标准品离子色谱图和样品离子色谱图。采用外标法进行定量。1.3.4 分子量的测定利用G P C-M A L L S凝胶渗透色谱-多角度激光散射仪测定F G的分子量,用0.1 m o l/L N a N O3配制1 m
22、g/m L的亚麻籽胶溶液,将F G溶液在8 0 0 0 r/m i n下离心1 5 m i n,用注射器吸取上层溶液经0.4 5 m聚醚砜微孔滤膜过滤。具体条件:流速0.4 m L/m i n;进样量5 0 0 L;试验温度(2 5.0 0.2)。1.3.5 粒径的测定用0.1 m o l/L N a NO3配制1 m g/m L的F G溶液,通过0.2 2 m过滤器过滤,利用动态光散射法,采用马尔文粒径仪测定亚麻籽胶溶液的粒径。1.3.6 Z e t a电位的测定采用马尔文粒径仪测定F G溶液的Z e t a电位,将冷冻干燥得到的亚麻籽胶粉末用去离子水溶解,得到0.2 5%浓度的F G溶液,
23、进行测定。1.3.7 特性黏度的测定参照H e l l e b o i s等1 0的方法并稍作修改,将亚麻891食品添加剂 第4 8卷 第9期2 0 2 3年9月 中 国 调 味 品C h i n a C o n d i m e n t籽胶溶于0.1 m o l/L N a C l溶液中,用乌氏黏度计测定不同浓度的F G溶液(0.52.5 m g/m L)在2 5 水浴中流经两个刻度需要的时间Ti,并测出溶剂流经两个刻度需要的时间T0,以浓度和比浓黏度作图,外推至浓度C=0时的比浓黏度即为特性黏度。比浓黏度和特性黏度按下式计算:s pC=Ti-T0C T0。=l i mC0s pC。式中:s
24、p为增比黏度;C为被测溶液的浓度(m g/m L);s p/C为比浓黏度(m L/m g);T为被测溶液在乌氏黏度计下的流出时间(s);T0为纯溶剂在乌氏黏度计下的流出时间(s);为特性黏度(m L/g)。1.3.8 凝胶性的测定配制2%的F G溶液,在9 0 下溶解后置于4 冰箱中过夜,形成凝胶。用T A.X T 2 i/5 0质构测试仪的P/0.5型探头,测试速度为2.0 mm/s,形变 5 0%,测定凝胶破裂所需要的最大力,即凝胶强度。1.3.9 乳化性及乳化稳定性的测定参照Z a n g等1 1的方法并稍作修改,分别配制1%的F G溶液,9 0 加热搅拌溶解,于室温下冷却后,加入8%的
25、大豆色拉油,使用高速均质机于1 0 0 0 0 r/m i n下均质3 m i n,得到乳白均一的乳状液。乳状液在常温下放置,于0 h和2 4 h从乳液底部吸取5 0 L,用0.1 g/d L S D S溶液稀释2 5 0倍,测定在5 0 0 n m处的吸光度,以S D S溶液为空白对照。样品的浊度为T,以浊度的大小表示乳化剂的乳化活性(e m u l s i o n a b i l i t y,E A):T=E A=2.3 0 3A5 0 0L。式中:L为光路长度,此处为1 c m。乳化剂的乳化稳定性(e m u l s i o n s t a b i l i t y,E S)用2 4 h后
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