图1 超声功率对大豆分离蛋白凝胶特性影响
Fig.1 Influence of different ultrasound power on gelproperties of ultrasound treatments SPI
摘 要：采用超声技术对大豆分离蛋白进行处理，探索超声处理条件对大豆分离蛋白的凝胶特性和感官特性的影响。以20 kHz超声频率在不同处理功率、时间、温度和大豆分离蛋白分散液pH值对大豆分离蛋白进行处理。试验结果表明随着超声处理强度的增强大豆分离蛋白的凝胶特性变弱，感官评分降低。大豆分离蛋白分散液在pH8.0和9.0时超声处理形成的凝胶品质最高。超声处理配合蛋白分散液pH调整能够用来对大豆分离蛋白进行改性。
关键词：超声处理；大豆分离蛋白；凝胶特性；感官特性
大豆分离蛋白（SPI）是一种重要的食品生产原辅料，产量大、蛋白含量高、价格低廉[1-4]。对大豆蛋白进行改性逐渐成为研究热点，常见改性方法有化学改性[5-7]、酶改性[8-10]、物理改性[11-13]和复合改性[14-15]。近年来低频高能超声物理改性技术被广泛应用于食品改性研究中，各种蛋白溶液的超声改性主要依靠超声的空穴效应[16]，空穴效应使得液体中的气泡迅速形成和破碎，形成极端高温（5 000℃）和高压（100 MPa），产生巨大的剪切力和混合效应[17]。
本文采用超声改性技术对大豆分离蛋白进行处理，探索不同处理功率、时间、温度和大豆分离蛋白分散液pH对大豆分离蛋白的凝胶特性和感官特性的影响。
1.1 材料与仪器
大豆分离蛋白粉（SPI，蛋白含量92.5%）：哈高科大豆食品有限责任公司。
TA-XT plus质构分析仪：英国Stable Micro System公司；XH-2008D电脑智能温控超声波合成萃取仪：北京祥鹄科技发展有限公司；HH-2数显恒温水浴锅：常州国华电器有限公司。
1.2 测定方法
1.2.1 质地测定
使用质构仪对凝胶进行测定，每个待测样3个平行，使用P 0.5探头，采用TPA模式测定，测前速度1 mm/s，测试速度5 mm/s，测后速度5 mm/s，压缩比75%。
1.2.2 感官评定
根据感官评定标准，将凝胶样品随机编号，请10名经过培训的、有经验的专业人员进行触摸，男女各半，从蛋白凝胶弹性、蛋白凝胶硬度、凝胶流动性、及总体可接受性进行评价。在评定前要对评定小组进行培训，统一评分标准，以未经超声处理制作的大豆分离蛋白凝胶为对照，各种指标最低分为1分，最高分为10分。
1.3 试验方法
1.3.1 试验流程
大豆蛋白分散液的配制→加水搅拌→超声处理→水浴加热→冷藏过夜
大豆蛋白分散液的配制：40℃磁力搅拌30 min溶解大豆分离蛋白，配置12.5%蛋白含量的分散液。以20 kHz频率、指定处理功率、处理温度和时间对样品进行超声处理，取100 mL样品置于恒温水浴槽内水浴加热至处理温度后进行超声处理，超声波探头深入蛋白分散液表面2 cm。
取50 mL超声后的样品倒入铝盒置于90℃水浴锅中加热20 min，取出恢复室温后4℃冷藏12 h后进行分析，分析前需提前30 min取出放于室温环境。
1.3.2 超声功率对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官评定影响
样品温度50℃，超声处理15 min，分别以0、200、400、600、800、1 000 W的输出功率对大豆蛋白分散液进行超声处理。
1.3.3 超声时间对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官评定影响
样品温度50℃，以400 W输出功率对蛋白分散液进行超声处理，分别处理0、5、10、15、20 min。
1.3.4 处理温度对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官评定影响
以400 W输出功率，分在30、40、50、60、70℃样品温度条件下对大豆蛋白分散液进行超声处理15 min。
1.3.5 大豆蛋白分散液pH值对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官评定影响
使用氢氧化钠分散液调节大豆蛋白分散液pH为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，样品温度50℃，以400 W的输出功率，超声处理15 min。
2.1 超声功率对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官特性影响
超声功率对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官特性影响见图1和表1。
试验结果如图1和表1所示，在超声处理过程中，超声功率的大小对大豆蛋白凝胶特性和凝胶感官评定有很大影响。随着功率的增大，大豆蛋白凝胶的硬度降低、黏附性下降。超声处理功率在600、800、1 000 W条件下大豆蛋白几乎没有黏性，硬度也很低，大豆分离蛋白几乎无法形成形成的凝胶；1 000 W超声处理的后制作的凝胶一经触碰立即破碎消失。而功率在400 W的条件下，大豆蛋白形成凝胶适中。因此在本试验中400 W是最适合大豆蛋白形成凝胶的功率。
图1 超声功率对大豆分离蛋白凝胶特性影响
Fig.1 Influence of different ultrasound power on gelproperties of ultrasound treatments SPI
表1 超声功率对大豆分离蛋白凝胶感官特性影响
Table 1 Influence ofdifferent ultrasound power on sensory quality ofultrasound treatments SPI
2.2 超声时间对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官特性影响
超声时间对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官特性影响见图2和表2。
图2 超声时间对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性影响
Fig.2 Influence of differenttime on gelproperties of ultrasound treatments SPI
试验结果如图2和表2所示，在超声处理过程中，超声处理时间对大豆蛋白凝胶特性和凝胶感官评定有影响。随着超声处理时间的延长，大豆蛋白凝胶的硬度逐渐降低、黏附性下降。超声处理20 min时下大豆蛋白凝胶几乎没有黏性，硬度也很低，制成的凝胶也较为脆弱，容易破碎。
表2 超声时间对超声处理大豆分离蛋白凝胶感官特性影响
Table 2 Influence ofdifferenttime on sensory quality of ultrasound treatments SPI
2.3 处理温度对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官特性的影响
处理温度对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官特性的影响见图3和表3。
图3 处理温度对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性影响
Fig.3 Influence of different temperature on gelproperties of ultrasound treatments SPI
表3 处理温度对超声处理大豆分离蛋白凝胶感官特性影响
Table 3 Influence ofdifferenttemperature on sensory quality of ultrasound treatments SPI
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试验结果如图3和表3所示，在超声处理过程中，超声处理温度对大豆蛋白凝胶特性和凝胶感官评定有很大影响。随着处理温度的提高，大豆蛋白凝胶的硬度降低、黏附性下降。超声处理温度在60℃条件下大豆蛋白几乎没有黏性，硬度也很低，大豆分离蛋白几乎无法形成形成的凝胶；70℃超声处理的蛋白后无法形成凝胶。
2.4 大豆蛋白分散液p H值对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官特性影响
大豆蛋白分散液pH值对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性和感官特性影响见图4和表4。
图4 大豆蛋白分散液pH值对超声处理大豆分离蛋白凝胶特性
影响
Fig.4 Influence of differentpH on gelproperties of ultrasound treatments SPI
表4 大豆蛋白分散液pH值对超声处理大豆分离蛋白凝胶感官特
性影响Table 4 Influence ofdifferentpH on sensory quality ofultrasound treatments SPI
pH值 凝胶变化 得分6.0 胶体有弹性，形成凝胶，倾斜时微量液体流动 94 7.0 胶体有弹性，倾斜时微量液体流动，表面光滑 100 8.0 富有弹性胶体，光滑半透明，倾斜无液体流动 120 9.0 富有弹性胶体，光滑半透明，倾斜无液体流动 130 10.0 胶体有弹性，倾斜时微量液体流动 105
试验结果如图4和表4所示，在超声处理过程中，大豆蛋白分散液pH值对超声处理蛋白凝胶特性和凝胶感官评定有很大影响。随着蛋白分散液pH值的提高，大豆蛋白凝胶的硬度和黏附性呈现先升高后下降的趋势，在较高p H值条件下，有助于大豆分离蛋白形成品质良好的凝胶，在大豆蛋白分散液pH8.0和9.0时进行超声处理形成的凝胶品质最高，呈现光滑而半透明的状态。
试验结果表明随着超声处理强度的增强大豆分离蛋白热凝胶的凝胶强度变弱，黏附性降低，感官评分降低，说明利用超声对大豆分离蛋白进行改性时应在较低处理强度下进行。大豆分离蛋白分散液在pH8.0和pH9.0时超声处理形成的凝胶品质最高，可以在此pH值条件下进行超声处理对大豆分离蛋白进行改性。
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Effects of Ultrasound Treatment on Gel Properties and Sensory Quality of SPI
Abstract：Ultrasound was used to study the effect of ultrasound treatment on the gel properties and sensory characteristics of soy protein isolate.The soybean protein was treated with 20 kHz ultrasound at different treatment power，time，temperature and pH.The results showed that the gelproperties and the sensory quality were weak decreased with the increase ofultrasound power ofsoy protein isolate.The gelquality of soy protein isolatewas highest in the pH8.0 and pH 9.0.The pH adjustmentofthe ultrasound treatment with the protein dispersion can be used to modify the soy protein isolate.
Key words：ultrasound treatment；SPI；gelproperties；sensory quality
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.12.024
收稿日期：2015-11-14