甘薯蛋白水解物可改善海藻酸钠凝胶质构

2024-03-04 来源：中国食品报

从江西农业大学江西省薯芋生物学重点实验室获悉，日前该实验室研究发现，甘薯蛋白水解物在钙离子的诱导下可有效改善海藻酸钠凝胶的质构等特性。

海藻酸钠（SA）是从褐藻中提取的一种由α-L-葡萄糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸通过随机排列连接而成的多糖。SA在钙离子的诱导下，能形成“蛋盒”结构的凝胶网络，可作为一种食品包装膜用于新鲜果蔬保鲜，或作为微胶囊壁材控制药物释放等，在食品工业和医药领域中被广泛应用。单一钙离子诱导的SA凝胶存在结构松散、凝胶强度低、易析水等问题,目前主要通过将SA与其他胶体，如黄原胶、果胶和卡拉胶等复配来解决这些问题。研究发现，蛋白质和多糖易通过共价相互作用和非共价相互作用形成复合物，因此利用蛋白质和SA的相互作用来改善SA凝胶内部结构也是一种有效途径。如添加大豆分离蛋白能强化SA凝胶体系以更好地递送物质，加入乳清蛋白能促使SA凝胶结构更加紧实。

　　蛋白水解物是食品功能原料重要的食源性生物分子，相比于蛋白，通过酶解后蛋白水解物中的肽段活性被释放，可以更好地发挥抗氧化等作用，具有生物活性好、营养价值高等优势。蛋白水解物含有较多侧链，易与其他食品组分，如多糖等发生交联反应，进而改善食品品质。研究发现，蛋白水解物可以通过氨基酸与多糖等大分子之间发生静电相互作用,使分子间链缔结来达到强化凝胶特性的效果。目前利用蛋白水解物强化凝胶特性是凝胶研究领域新的发展方向。

　　我国是甘薯生产大国,甘薯产量占世界总产量80%。目前除了鲜食以外，甘薯主要用来生产淀粉及其制品。甘薯加工过程中会产生大量的废液，其中含有具有较高营养价值的甘薯可溶性蛋白，可作为生物活性物质的潜在来源。研究表明，甘薯蛋白进一步加工制得的甘薯蛋白水解物（SPPHs）具有较好的抗氧化活性和热稳定性。SPPHs富含多种氨基酸序列结构，含有较多的天冬氨酸和谷氨酸，氨基酸侧链多，其中的氨基可通过氢键、疏水作用和静电相互作用与SA中带负电的自由羧基结合。同时，基于SPPHs本身的功能特性，将其与SA复配来改善SA凝胶的结构，或将达到较好的交联效果。

　　研究人员从凝胶化过程、临界凝胶特性、质构特性及微观结构等方面探究了SPPHs与SA组分之间的相互作用。

　　通过分析不同分子质量SPPHs的添加对在钙离子诱导下SA凝胶的形成过程和凝胶特性的影响，研究人员发现，SPPHs与SA的相互作用促进了SA与钙离子的交联,促使钙交联过程中SA的凝胶速度和凝胶强度的提高。

　　此外，通过进一步分析质构特性和水分分布测试等，研究人员还发现，SPPHs的加入强化了SA凝胶的质构特性，增强了SA凝胶的持水能力。该研究为具有紧密三维网络结构的SA凝胶的形成提供理论指导，拓宽了甘薯蛋白的应用范围，提高其附加值。