苗鐘化 - 辛宜聰 - 曾瑞琪 - 鄭 炯,2 ,2

(1. 西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400715)

羧甲基纖維素鈉對(duì)大豆蛋白凝膠特性的影響

苗鐘化1MIAOZhong-hua1辛宜聰1XINYi-cong1曾瑞琪1ZENGRui-qi1鄭 炯1,2ZHENGJiong1,2

(1. 西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400715)

為探究羧甲基纖維素鈉(Sodiuncarboxy methyl cellulose，CMC)對(duì)大豆蛋白凝膠特性的影響，向質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的大豆分離蛋白凝膠中，分別加入0%，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的CMC，研究凝膠體系的流變、質(zhì)構(gòu)、持水性及微觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明：凝膠體系的動(dòng)態(tài)黏彈性會(huì)隨著CMC的加入量增加，出現(xiàn)明顯變化，凝膠體系的儲(chǔ)能模量隨著CMC的加入持續(xù)升高，但損耗角正切逐漸減小。當(dāng)CMC用量超過(guò)0.3%后體系的儲(chǔ)能模量略有降低，損耗角正切出現(xiàn)回升。隨著CMC的加入，凝膠的硬度、彈性、內(nèi)聚性、持水性和咀嚼性都在逐漸提升，并在CMC的添加量達(dá)到0.3%時(shí)最大。微觀結(jié)構(gòu)表明：CMC的加入有助于凝膠多孔的形成，在CMC的加入量達(dá)到0.3%時(shí)凝膠的孔隙較多，凝膠結(jié)構(gòu)更為致密，繼續(xù)加入CMC會(huì)導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到影響。

羧甲基纖維素鈉；大豆蛋白；流變特性；凝膠結(jié)構(gòu)

大豆蛋白被認(rèn)為是可以媲美動(dòng)物蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的植物蛋白[1]，因其含有8種必須氨基酸，且其含量接近于FAO/WHO的理想建議值，所以大豆蛋白已在世界范圍內(nèi)被各個(gè)國(guó)家用作食品原料開發(fā)產(chǎn)品，據(jù)報(bào)道[2]15-16美國(guó)已有大豆蛋白食品高達(dá)2 500多種。除被用作食品原料外，由于大豆蛋白還具有良好的凝膠性、起泡性、乳化性和持水性等功能特性[3]，因此在食品工業(yè)中常將其添加入產(chǎn)品，以改良產(chǎn)品的流變或質(zhì)構(gòu)特性，保持良好的吸水性或穩(wěn)定性[4-5]。據(jù)報(bào)道，李維瑤等[6]使用了大豆蛋白與乳化劑復(fù)配得到了高起泡性的植物蛋白起泡劑；Matulis等[7]發(fā)現(xiàn)在腸中添加3%的大豆蛋白可以顯著改善凝膠硬度。目前中國(guó)主要生產(chǎn)普通凝膠型大豆蛋白，因其產(chǎn)品功能性和穩(wěn)定性較差，在食品加工中容易變性，分散性差因此應(yīng)用領(lǐng)域窄，高檔功能性蛋白仍主要依靠進(jìn)口[2]15。將多糖加入大豆蛋白凝膠體系以改善大豆蛋白的性能，得到高專用性能的大豆蛋白如高起泡型、高凝膠型和高乳化型的大豆蛋白是目前的研究熱點(diǎn)之一。

羧甲基纖維素鈉(Sodiuncarboxy methyl cellulose，CMC)是一種纖維素衍生物，也是最主要的離子型纖維素膠。由于具有獨(dú)特的懸浮性、增稠性和黏合性等[8]，在食品行業(yè)中常將其用作增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑或持水劑添加于食品中。李靜等[9]報(bào)道，CMC添加于乳飲料中可以明顯改善溶液的穩(wěn)定性；劉梅等[10]發(fā)現(xiàn)在軟冰淇淋中添加CMC可以有效降低冰淇淋的硬度。此外由于食品復(fù)合膠不僅可以發(fā)揮單種膠體的優(yōu)良性能，還可以同其他膠體互補(bǔ)，因此也有關(guān)于CMC同其他食品膠復(fù)配的研究。如李新新等[11]報(bào)道了果膠與CMC復(fù)配后顯著地提升了酸豆乳的穩(wěn)定性；劉彥等[12]報(bào)道了阿拉伯膠與CMC的加入可以改良面團(tuán)的流變學(xué)特性。

目前有研究[13]使用CMC與大豆分離蛋白，制成了良好的包裝材料。還有研究報(bào)道[14-15]使用CMC與大豆蛋白可以制得性能良好的復(fù)合膜。但將CMC添加到大豆蛋白中，制備多糖-蛋白質(zhì)的復(fù)合凝膠用于食品加工中的報(bào)道較少。本試驗(yàn)以大豆蛋白為原料，考察不同添加量的CMC對(duì)凝膠流變性能、質(zhì)構(gòu)特性、持水性以及微觀結(jié)構(gòu)的影響，為CMC/大豆蛋白凝膠體系的研究與應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羧甲基纖維素鈉：食品級(jí)，杭州普修化工產(chǎn)品有限公司；

大豆蛋白：食品級(jí)，河南千志商貿(mào)有限公司；

葡萄糖酸內(nèi)酯：食品級(jí)，江西新黃海醫(yī)藥食品化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子分析天平：FA2004A型，上海精天電子儀器有限公司；

旋轉(zhuǎn)流變儀：AR-G2型，美國(guó)TA公司；

物性測(cè)定儀：TA.XT2i型，英國(guó)Stable Micro Systems公司；

鎢燈絲掃描電子顯微鏡：JSM-6510LV型，日本電子株式會(huì)社(JEOL)；

高速臺(tái)式離心機(jī)：TGL-16B型，上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 凝膠的制備 參考李向紅等[16]的方法，稱取一定量的大豆分離蛋白和CMC，加入不同質(zhì)量的去離子水，使得大豆蛋白含量為5%，CMC的含量分別為0%，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%?；旌虾笾糜?0 ℃的水浴鍋中，攪拌加熱30 min，取出置于冰水浴中降至室溫，加入0.60%的葡萄糖酸內(nèi)酯作為凝固劑，攪拌1 min使凝固劑在溶液中分散均勻，再用保鮮膜覆蓋后置于水浴鍋中80 ℃靜置加熱30 min。隨后取出燒杯，待溶液穩(wěn)定冷卻到室溫后置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 流變特性的測(cè)定 根據(jù)文獻(xiàn)[17]修改后如下：

(1) 動(dòng)態(tài)黏彈性測(cè)定：設(shè)置掃描應(yīng)變值為1%，振蕩頻率設(shè)定從0.1～10 Hz，保留時(shí)間300 s，在25 ℃下觀察不同樣品的儲(chǔ)能模量G′、損耗模量G″的變化情況。

(2) 動(dòng)態(tài)溫度掃描測(cè)定：設(shè)置溫度掃描范圍25～80 ℃，每分鐘降溫2 ℃，固定振蕩頻率1 Hz，保留時(shí)間300 s，觀察不同樣品的儲(chǔ)能模量G′與損耗角正切tanδ隨溫度的變化情況。

(3) 動(dòng)態(tài)時(shí)間掃描測(cè)定：設(shè)置溫度30 ℃，固定振蕩頻率1 rad/s，掃描應(yīng)變1%，保留時(shí)間300 s，觀察不同樣品的儲(chǔ)能模量G′、損耗角正切tanδ在1 h內(nèi)的變化。

1.3.3 持水性的測(cè)定 將凝膠切成大小 3 mm×3 mm×3 mm，體積均一的小塊，加入到離心管中進(jìn)行持水性測(cè)定，離心條件為：在室溫下， 5 000 r/min 離心20 min，每個(gè)樣品測(cè)量3次取平均值。通過(guò)式(1)計(jì)算持水性：

(1)

式中：

WHC——凝膠的持水性，g/g；

W0——50 mL空離心管的質(zhì)量，g；

W1——離心后去除上層水之后的離心管重量，g；

W2——稱量前總質(zhì)量，g。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 參考金郁蔥[18]的方法制備凝膠樣品，靜置12 h，采用TA.XT2i型物性測(cè)定儀對(duì)樣品進(jìn)行質(zhì)地剖面分析(TPA)測(cè)試。測(cè)定條件為：探頭P/0.5；測(cè)前速度1.00 mm/s；測(cè)試速率1.00 mm/s；返回速度1.00 mm/s；觸發(fā)力5.0 g；壓縮形變程度20%。

1.3.5 微觀結(jié)構(gòu)的觀察 采用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)所制備的樣品進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)的觀察。進(jìn)行電鏡掃描前，將制備好的凝膠樣品進(jìn)行真空冷凍干燥，方便獲得更清晰的圖片。處理步驟：將制備好的凝膠放置在冰箱冷凍24 h，再進(jìn)行冷凍干燥24 h。制備好的樣品固定在樣品臺(tái)上，經(jīng)離子濺射儀噴金后，在15 kV的電壓和2 000放大倍率下進(jìn)行掃描電鏡的觀察，選擇有代表性并且清晰的視野進(jìn)行拍攝記錄。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 18.0、Microcal Origin 9.0軟件進(jìn)行圖表的繪制和數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean ± S.E)”表示，使用LSD法(P<0.05)比較平均值之間的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 CMC對(duì)大豆蛋白凝膠流變特性的影響

2.1.1 動(dòng)態(tài)黏彈性流變特性 凝膠體系的動(dòng)態(tài)黏彈性質(zhì)實(shí)際上可以反映出物質(zhì)的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中儲(chǔ)能模量又稱為彈性模量反映了材料的彈性大小，損耗模量又稱黏性模量反映了材料的黏性大小[19]。損耗角正切是損耗模量G″同儲(chǔ)能模量G′的比值，損耗角正切越大則體系表現(xiàn)出更明顯的流體特征，黏性越大，損耗角正切越小則體系表現(xiàn)出更明顯的固體特征，彈性越大。由圖1可知，隨著CMC添加量的增大，大豆蛋白凝膠體系的儲(chǔ)能模量G′逐漸上升，且在不同角頻率下，添加了CMC的凝膠體系的儲(chǔ)能模量，均比單一大豆蛋白的大。而圖2表明隨剪切頻率的增大，體系的損耗角正切始終小于1，因此凝膠體系表現(xiàn)出明顯的固體特征，但隨剪切頻率的增大損耗角正切不斷上升，可能是較高的剪切頻率破壞了凝膠分子間的吸引作用。

添加CMC后的凝膠體系，其儲(chǔ)能模量增加可能是大豆蛋白中含有大量的氨基、羧基、羥基等基團(tuán)，會(huì)同CMC糖苷上的—OH結(jié)合形成氫鍵，因此加大了凝膠的儲(chǔ)能模量。而張超等[14]通過(guò)紅外光譜分析，也證明了在大豆蛋白中添加CMC，會(huì)促使分子間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，通過(guò)氫鍵結(jié)合形成更強(qiáng)的凝膠。但當(dāng)CMC的加入量超過(guò)0.3%后，凝膠體系的儲(chǔ)能模量有所下降，而損耗正切值也出現(xiàn)一定回升，可能是添加少量的CMC后，大豆蛋白分子會(huì)同CMC相連接，利于形成更多的孔洞以提升凝膠的彈性。姚玉靜等[20]認(rèn)為大豆蛋白凝膠的強(qiáng)度與pH有重要關(guān)系，而添加量過(guò)多后，由于CMC是陰離子型多糖，它可能會(huì)中和葡萄糖酸內(nèi)酯溶解后的H+離子，使得變性大豆蛋白質(zhì)表面所帶的負(fù)電荷增多，不利于蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與CMC之間的交聯(lián)結(jié)合形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[21-22]。此時(shí)對(duì)凝膠體系而言由于靜電斥力導(dǎo)致的不利因素起主導(dǎo)作用，因此凝膠體系的彈性有所下降，進(jìn)而引起了損耗角正切略微的上升[23]。

圖1 凝膠體系儲(chǔ)能模量隨角頻率變化曲線Figure 1 Curves of storage modulus with angular frequency of gel system

圖2 凝膠體系損耗角正切隨頻率變化曲線Figure 2 Curves of tanδ with frequency of gel system

2.1.2 動(dòng)態(tài)時(shí)間掃描 圖3(a)和(b)可顯示大豆蛋白凝膠體系儲(chǔ)能模量和損耗角正切在1 h內(nèi)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)?？梢钥闯觯砑恿薈MC的凝膠體系在1 h的時(shí)間掃描過(guò)程中，其儲(chǔ)能模量與損耗角正切變化幅度較小，且在CMC添加量為0.3%時(shí)凝膠體系的儲(chǔ)能模量和損耗角正切變化最為平穩(wěn)。根據(jù)張逸婧等[24]報(bào)道，CMC添加后大豆蛋白的二級(jí)出現(xiàn)明顯變化，其中α-螺旋的含量降低，β-折疊和β-轉(zhuǎn)角的含量上升。而α-螺旋主要依靠分子內(nèi)氫鍵形成，β-折疊主要依靠分子間氫鍵形成[25]，因此推測(cè)在CMC添加量為0.3%時(shí)，蛋白質(zhì)分子間以及蛋白質(zhì)分子與CMC之間的氫鍵結(jié)合較多，此時(shí)氫鍵對(duì)凝膠形成的有利作用比CMC加入引起的靜電斥力作用更強(qiáng)烈，因此儲(chǔ)能模量達(dá)到最大值，同時(shí)損耗角正切也達(dá)到最小值，凝膠表現(xiàn)出更多的固體特征。但繼續(xù)增加CMC的用量，CMC引起的靜電斥力作用會(huì)起主導(dǎo)作用，導(dǎo)致凝膠的抗應(yīng)變能力降低，儲(chǔ)能模量有所下降，損耗角正切以及其變化程度也增大。

2.1.3 動(dòng)態(tài)溫度掃描 圖4(a)和(b)反映了凝膠體系在不同溫度下儲(chǔ)能模量和損耗正切值變化趨勢(shì)，圖5則是不同CMC添加量下凝膠體系的儲(chǔ)能模量峰值。圖4表明，隨著溫度的降低，凝膠的儲(chǔ)能模量在不斷增加，而損耗正切值也在逐漸降低。

圖3 凝膠體系儲(chǔ)能模量及損耗角正切隨保留時(shí)間變化曲線Figure 3 Curves of storage modulus and tanδ with time of gel systems

圖4 凝膠體系儲(chǔ)能模量及損耗角正切隨溫度變化曲線Figure 4 Curves of storage modulus and tanδ with temperature of gel systems

張海瑞[26]認(rèn)為，大豆蛋白在加熱條件下，大豆蛋白質(zhì)分子會(huì)解離、變性，分子間與分子內(nèi)的氫鍵斷裂，分子內(nèi)部基團(tuán)被打開，此時(shí)蛋白質(zhì)功能基團(tuán)暴露，蛋白質(zhì)分子充分展開，因此凝膠體系的彈性模量低。在降溫初期，由于溫度還較高，氫鍵不易形成，因此凝膠體系的彈性模量增加緩慢。隨著溫度的下降，可以看出彈性模量迅速增加，可能是加入的葡萄糖酸內(nèi)酯，已經(jīng)降低了蛋白質(zhì)分子中負(fù)電荷基團(tuán)間的靜電斥力，使得溫度下降后蛋白質(zhì)分子內(nèi)、蛋白質(zhì)分子間、蛋白質(zhì)分子與CMC可以迅速形成氫鍵。因此在降溫后期氫鍵的迅速形成可能導(dǎo)致了凝膠彈性模量的上升，以及損耗角正切的降低，此時(shí)凝膠的固體特征越來(lái)越明顯。但當(dāng)溫度繼續(xù)下降，凝膠體系的彈性模量上升趨勢(shì)變緩，可能是此時(shí)凝膠體系的結(jié)構(gòu)逐漸趨于穩(wěn)定，分子間與分子內(nèi)的氫鍵大部分已經(jīng)形成，因此導(dǎo)致了曲線的變化速度減小。

圖5表明，添加了CMC后的凝膠體系，其儲(chǔ)能模量的峰值均大于未添加CMC的單一大豆蛋白凝膠體系，且當(dāng)CMC添加量達(dá)到0.3%時(shí)凝膠體系的儲(chǔ)能模量達(dá)到峰值。研究[27]表明，大豆蛋白凝膠形成的主要作用力為疏水相互作用和氫鍵，凝膠結(jié)構(gòu)的維持則主要靠二硫鍵和氫鍵的作用。而CMC的添加，加強(qiáng)了凝膠體系中的氫鍵[13]，因此隨著CMC的用量增加體系的儲(chǔ)能模量峰值不斷上升。但熊振[28]指出多糖與蛋白質(zhì)的凝膠過(guò)程還會(huì)受到體系中電荷數(shù)目的影響，當(dāng)添加過(guò)多的CMC后，由于體系中負(fù)電荷數(shù)目的增多，陰離子多糖與蛋白質(zhì)之間的靜電斥力逐漸加大，使凝膠的形成受到影響，反而降低了凝膠體系的儲(chǔ)能模量峰值。

圖5 凝膠體系儲(chǔ)能模量峰值Figure 5 The peak of the storage modulus of the gel systems

2.2 CMC對(duì)大豆蛋白凝膠持水性的影響

圖6為不同CMC添加量的大豆蛋白凝膠持水性的變化趨勢(shì)?？梢钥闯鎏砑舆m量CMC后的凝膠體系持水性有不同程度的上升，并且在CMC添加量達(dá)到0.3%時(shí)其持水性達(dá)到最大，繼續(xù)添加CMC后，凝膠體系的持水性稍有下降。譚慧[29]指出在靜壓力的作用下添加了CMC的大豆蛋白凝膠體系的持水性會(huì)顯著提升，且遠(yuǎn)高于單一大豆蛋白的持水性。這印證了CMC-大豆蛋白復(fù)合體系的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密，因此在壓力的作用下凝膠仍然能夠保持較好的持水性。

不同字母代表顯著性差異(P<0.05)圖6 凝膠體系持水性隨CMC添加量變化曲線Figure 6 The change of the water holding capacity of the gel system with the addition of CMC

2.3 CMC對(duì)大豆蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

表1是添加CMC后大豆蛋白凝膠體系的質(zhì)構(gòu)參數(shù)，可以看出，硬度、彈性和咀嚼性在CMC添加量為0.3%時(shí)達(dá)到最大，但黏度和內(nèi)聚性則在不斷上升。由表1可知，大豆蛋白單一成膠，其各方面機(jī)械強(qiáng)度與形變性能都較差，可能是大豆蛋白形成的單一凝膠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。金郁蔥[17]認(rèn)為凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的孔隙大小和數(shù)目會(huì)對(duì)凝膠的機(jī)械性能有影響，適當(dāng)?shù)目锥磾?shù)目與孔隙大小會(huì)增加凝膠的硬度、咀嚼性和內(nèi)聚性。因此推測(cè)少量CMC的加入會(huì)優(yōu)化大豆蛋白的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由于其與大豆蛋白的交聯(lián)作用，可能形成擁有更多更致密孔洞的凝膠結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致彈性、硬度、咀嚼性以及內(nèi)聚性的增加。再繼續(xù)增加CMC的用量，可能會(huì)導(dǎo)致不利于形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的因素居于主導(dǎo)地位，此時(shí)凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能會(huì)劣變，這解釋了當(dāng)CMC添加量超過(guò)0.3%后硬度、彈性和咀嚼性下降的原因。同時(shí)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于CMC的加入，在降溫凝膠后復(fù)合凝膠會(huì)有更多的水析出，這可能導(dǎo)致了凝膠體系的黏性物質(zhì)被濃縮，因而凝膠體系的黏著性不斷上升。

表1 添加CMC后大豆蛋白凝膠體系質(zhì)構(gòu)參數(shù)?Table 1 Parameters of texture profile of soybean protein gel system after adding CMC

? 同列不同字母代表顯著性差異(P<0.05)。

2.4 CMC對(duì)大豆蛋白凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖7為不同CMC添加量的大豆蛋白凝膠體系在2 000倍下的掃描電鏡觀察圖。圖7(a)表明，未添加CMC的凝膠體系，其膠束表面凹凸較多，不平整光滑，凝膠結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)與孔洞較少，且可以看出孔洞的孔徑較小。而圖7(b)則為0.1%添加量的觀察圖，可以看出隨CMC的加入，凝膠體系的膠束逐漸平整光滑，膠束上的凹坑和突起逐漸較少，并開始形成細(xì)小的孔洞與立體的空間結(jié)構(gòu)。圖7(c)和(d)分別顯示0.2%和0.3% CMC添加量的大豆蛋白凝膠體系，可以看出凝膠的膠束表面更為光滑，突起凹坑較少，其凝膠網(wǎng)絡(luò)在逐漸優(yōu)化，出現(xiàn)了更多的立體空間結(jié)構(gòu)，形成了更多的凝膠多孔結(jié)構(gòu)，且其孔洞孔徑也在逐漸變大。而圖7(e)顯示出，隨CMC的繼續(xù)添加，凝膠膠束雖然仍然平整光滑，但是其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的孔洞數(shù)目有所減少，膠束之間的距離增大，使得凝膠的孔徑變大，導(dǎo)致部分空間間隔較大無(wú)法形成凝膠網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)凝膠體系中的CMC添加量已經(jīng)超過(guò)0.3%，因此推測(cè)過(guò)多的CMC加入后可能由于其所帶的負(fù)電荷過(guò)多，同蛋白質(zhì)分子展開后的某些基團(tuán)相互排斥，造成膠束之間的距離變大，進(jìn)而導(dǎo)致形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到影響。

圖7 不同CMC添加量的大豆蛋白凝膠體系電鏡掃描圖

Figure 7 Scanning electron microscope images of different content CMC in soybean protein gel system

3 結(jié)論

(1) CMC的加入使得大豆蛋白凝膠的流變性有所改善，其彈性、黏性等流變學(xué)特征得到了優(yōu)化，凝膠體系抗應(yīng)變能力也得到了提升，但加入過(guò)多的CMC后，反而會(huì)導(dǎo)致凝膠的流變學(xué)特性下降。

(2) 隨CMC的用量增加，大豆蛋白凝膠的硬度、彈性、黏性、咀嚼性以及持水性都得到了不同程度的改善。除黏度外這些性能在CMC添加量為0.3%時(shí)達(dá)到最大，但黏度仍然沒(méi)有出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。微觀結(jié)果表明，適量CMC的添加利于凝膠體系的空間網(wǎng)絡(luò)形成，但添加過(guò)多則會(huì)導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到影響。

(3) 綜合考慮以上結(jié)果，可以看出適量添加CMC，對(duì)大豆蛋白凝膠體系有著明顯的優(yōu)化作用。這種凝膠體系或許可以在肉制品、焙烤制品以及豆腐制品中發(fā)揮其功能作用。但中國(guó)關(guān)于CMC對(duì)大豆蛋白凝膠體系的研究報(bào)道較少，還需要進(jìn)一步的研究以便拓寬CMC-大豆蛋白復(fù)合凝膠在食品行業(yè)中的應(yīng)用。

[1] BAINY E M, TOSH S M, CORREDIGM, et al. Protein Subunit Composition Effects on the Thermal Denaturation at Different Stages During the Soy Protein Isolate Processing and Gelation Profiles of Soy Protein Isolates[J]. Journal of the American Oil Chemists' Society, 2008, 85(6): 581-590.

[2] 羅東輝. 均質(zhì)改性大豆蛋白功能特性研究[D]. 廣州: 華南理工大學(xué), 2010: 15-16.

[3] WENG Wu-yin, ZHENG Hui-bin. Effect of transglutaminase on properties of tilapia scale gelatin films incorporated with soy protein isolate[J]. Food Chemistry, 2015, 169: 255-260.

[4] TANG Chuan-he H, WU Hui, CHEN Zhong, et al. Formation and properties of glycinin-rich andβ-conglycinin-rich soy protein isolate gels induced by microbial transglutaminase[J]. Food Research International, 2006, 39(1): 87-97.

[5] 張秋會(huì), 李苗云, 黃現(xiàn)青, 等. 肉制品的質(zhì)構(gòu)特性及其評(píng)價(jià)[J]. 食品與機(jī)械, 2012, 28(3): 36-39.

[6] 李維瑤. 高起泡性大豆分離蛋白的研究及其在蛋糕中的應(yīng)用[D]. 無(wú)錫: 江南大學(xué), 2009: 35-36.

[7] MATULIS R J, MCKEITH F K, SUTHERLAND J W, et al. Sensory Characteristics of Frankfurters as Affected by Salt, Fat, Soy Protein, and Carrageenan[J]. Journal of Food Science, 1994, 60(1): 48-54.

[8] CHENG L H, KARIM A A, SEOW C C. Characterisation of composite films made of konjac glucomannan (KGM), carboxymethyl cellulose (CMC) and lipid[J]. Food Chemistry, 2008, 107(1): 411-418.

[9] 李靜, 杜柏橋, 黃龍, 等. 羧甲基纖維素鈉溶液的流變性質(zhì)及其在酸性乳飲料中的應(yīng)用[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(11): 56-59.

[10] 劉梅森, 何唯平, 陳勝利. 穩(wěn)定劑對(duì)軟冰淇淋品質(zhì)影響研究[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(5): 124-128.

[11] 李新新, 劉志勝, 鄔娟, 等. 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化果膠和羧甲基纖維素鈉復(fù)配穩(wěn)定酸豆乳體系[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(16): 51-55.

[12] 劉彥, 黃衛(wèi)寧, 賈春利, 等. 阿拉伯膠和羧甲基纖維素鈉對(duì)蕎麥面團(tuán)發(fā)酵流變學(xué)及烘焙特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(17): 5-9.

[13] 張超, 郭曉飛, 李武, 等. 羧甲基纖維素含量對(duì)大豆分離蛋白復(fù)合包裝材料結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2014, 14(2): 187-192.

[14] 張超, 郭曉飛, 李武, 等. 干燥溫度對(duì)大豆分離蛋白/羧甲基纖維素復(fù)合膜性能的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2015, 36(10): 317-319.

[15] 白繪宇, 王娟勤, 陳耀, 等. 大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜及其制備方法: 中國(guó), CN102807681A[P]. 2012-12-05.

[16] 李向紅, 華欲飛, 劉展, 等. 大豆蛋白/葡聚糖混合體系相行為及流變性質(zhì)的研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2010, 25(2): 40-44.

[17] 朱建華, 楊曉泉, 龔倩, 等. 葡聚糖對(duì)大豆7S蛋白凝膠流變性質(zhì)及微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2009, 24(8): 21-27.

[18] 金郁蔥. 大豆蛋白凝膠結(jié)構(gòu)和質(zhì)構(gòu)的控制研究[D]. 廣州: 華南理工大學(xué), 2013: 38-39.

[19] CHAISAWANG M, SUPHANTHARIKA M. Effects of guar gum and xanthan gum additions on physical and rheological properties of cationic tapioca starch[J]. Carbohydrate polymers, 2005, 1(3): 288-295.

[20] 姚玉靜, 楊曉泉, 唐傳核, 等. 酰化對(duì)大豆分離蛋白凝膠性質(zhì)的影響[J]. 食品與機(jī)械, 2008, 24(5): 9-11.

[21] 鐘芳, 王璋, 許時(shí)嬰. 葡萄糖酸內(nèi)酯為凝固劑時(shí)大豆蛋白的膠凝特性[J]. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào), 2003, 22(5): 1-4.

[22] 于國(guó)萍, 安靜, 韓宗元. 熱處理及葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯對(duì)大豆分離蛋白凝膠特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2010, 31(15): 21-25.

[23] LAKEMOND C M M, JONGH H H J D, PAQUES M, et al. Gelation of soy glycinin; influence of pH and ionic strength on network structure in relation to protein conformation[J]. Food Hydrocolloids, 2003, 17(3): 365-377.

[24] 張逸婧, 陳海娟, 呂奕, 等. 羧甲基纖維素鈉對(duì)大豆分離蛋白骨粘合性能的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 49(8): 1 550-1 558.

[25] 黃漢昌, 姜招峰, 朱宏吉. 紫外圓二色光譜預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究方法[J]. 化學(xué)通報(bào), 2007, 70(7): 501-506.

[26] 張海瑞. 提高大豆蛋白凝膠性的研究[D]. 無(wú)錫: 江南大學(xué), 2012: 7-8.

[27] KOHYAMA K, SANO Y, DOI E. Rheological Characteristics and Gelation Mechanism of Tofu (Soybean Curd)[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1995, 43(7): 1 808-1 812.

[28] 熊拯. 陰離子多糖對(duì)大豆分離蛋白功能特性的影響[D]. 鄭州: 河南工業(yè)大學(xué), 2007: 43-45.

[29] 譚慧. 高壓處理對(duì)大豆分離蛋白-多糖體系功能特性及結(jié)構(gòu)影響研究[D]. 哈爾濱: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué), 2015: 32-34.

基金項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(編號(hào)：2015013)

作者簡(jiǎn)介：秦愫妮(1982—)，女，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所助理研究員，博士。E-mail: qinsuni@karst.ac.cn

收稿日期：2017—02—04

Effect of Sodiuncarboxy methyl cellulose on the gel properties of soybean protein

(1.CollegeofFoodScience,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;2.ChongqingEngineeringResearchCenterofRegionalFood,Chongqing400715,China)

In order to investigate the influence of sodiuncarboxy methyl cellulose on the gel properties of soybean protein, CMC of 0%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, and 0.4% were added, respectively, to soybean protein with a mass fraction of 5%, and the change of the rheological properties, gelation and microstructure were also studied. The results showed that the dynamic viscoelasticity of the gel system changed, and the storage modulus of the gel system increased with the addition of CMC. However, the loss tangent decreased gradually with the addition of CMC. When the amount of CMC exceeded 0.3%, the storage modulus of the system decreased slightly and the loss tangent rose. With the addition of CMC, the hardness, elasticity, cohesion, water retention and chewiness of the gel increased, and these properties reached maximum when the addition of CMC was 0.3%. The microstructure showed that the addition of CMC contributed to the formation of the gel. In addition, when the amount of CMC was 0.3%, the gel has more pores with more dense structure, nevertheless, too much CMC could influence the stability of the gel network.

sodiuncarboxy methyl cellulose; soybean protein; rheological properties; quality and structure

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.04.012

陜西省科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2016NY-158)

文懷興(1957—)，男，陜西科技大學(xué)教授，博士。 E-mail:wenhx@sust.edu.cn

2016—11—28