無機鹽對酶促大豆蛋白膠凝特性的影響

笪久香 胡亞云 欒廣忠 嚴隴兵 辰巳英三

（西北農林科技大學食品科學與工程學院1，楊凌 712100）

（國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心2，廣州 510530）

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心3，蘇州 215001）

（日本農林水產國際研究中心4，筑波，日本 305－8686）

無機鹽對酶促大豆蛋白膠凝特性的影響

笪久香1，2胡亞云1欒廣忠1嚴隴兵3辰巳英三4

（西北農林科技大學食品科學與工程學院1，楊凌 712100）

（國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心2，廣州 510530）

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心3，蘇州 215001）

（日本農林水產國際研究中心4，筑波，日本 305－8686）

為了探究無機鹽對大豆蛋白酶促膠凝過程熱動力學特性及凝膠強度的影響規律，以大豆分離蛋白分散液（Dispersion of soybean protein isolate，DSPI，4%，m／m）為材料，以木瓜蛋白酶為凝固劑進行酶促膠凝試驗，測定不同無機鹽種類及濃度下的膠凝時間，并通過Arrhenius方程求出反應活化能；以凝膠強度為指標，利用Box－Behnken中心組合設計試驗建立以Ca2＋濃度、溫度及酶添加量為參數的凝膠強度模型。結果表明添加無機鹽（NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2和MgSO4）可降低酶促DSPI凝膠的活化能，但Arrhenius曲線仍呈線性關系，說明無機鹽可加快反應速度，但膠凝反應仍遵循同一機理；顯著性檢驗及響應面分析表明所建凝膠強度模型擬合度較高，木瓜蛋白酶添加量對凝膠強度影響顯著（P＜0.05），CaCl2添加量與溫度的交互作用對凝膠強度的影響極顯著（P＜0.01），CaCl2和溫度同時較高或較低時，均不利于提高凝膠強度。

大豆分離蛋白 酶促膠凝 木瓜蛋白酶 活化能 無機鹽 凝膠強度

大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）的膠凝性（Gelling ability）是其重要的功能特性之一，在增強食品的賦形性及改善食品質地和口感方面具有重要的作用［1］，同時也是豆腐腦、豆腐等凝膠類豆制品研究的基礎理論［1－2］。SPI在較高濃度下可形成熱凝膠，但較低濃度的大豆蛋白分散液（Dispersion of SPI，DSPI）需在凝固劑（Coagulant）的作用下形成凝膠［3］。常用的凝固劑有氯化鎂和硫酸鈣等二價鹽離子及酸（如乳酸發酵及 δ－葡萄糖酸內酯）［4－5］。一些蛋白酶具有凝固大豆蛋白的活性（Soybean protein coagulating activity，SPCA），形成酶促凝膠（enzymatic－induced DSPI gel，EDG），如無花果蛋白酶（ficin）、菠蘿蛋白酶（bromelain）及木瓜蛋白酶（papain）等植物蛋白酶，胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin）等動物蛋白酶［6］，以及一些微生物，如枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、納豆芽孢桿菌（bacillus natto）、解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）、多黏芽孢桿菌（Bacillus polymyxa）、蜂蜜曲霉（Aspergillusmelleus）、地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）、灰色鏈霉菌（Streptomycesgriseus）、醬油曲霉（Aspergillus sojae）等所產蛋白酶均具有凝固 DSPI的能力［7－10］；而胃蛋白酶（pepsin）、凝乳酶（rennin）不具有凝固 DSPI的能力［6－7］。

EDG形成的機理目前普遍認為是蛋白酶先將大豆蛋白分子水解成多肽片段，原來的球蛋白結構被破壞，內部疏水基團暴露，多肽片段通過疏水作用凝聚形成凝膠，氫鍵、范德華力等非共價結合是形成凝膠的主要分子間作用力［11－13］。影響EDG性質的因素很多，如酶用量、凝固溫度、蛋白質濃度及離子種類和強度等［14］。這些因素可影響凝膠形成時間，從而影響凝膠網絡的形成速度和結構，并表現在凝膠黏性、彈性力學性質上。研究表明，EDG的凝膠強度較弱［6，15］，但 EDG的膠凝過程更易控制、口感細膩，且大豆蛋白被酶分解為更小段的肽或氨基酸，營養物質更易被吸收。

無機鹽的種類及濃度對EDG膠凝速度及凝膠強度均有較大的影響［16］，但相關熱動力學特性及凝膠強度模型研究較少。本研究從不同溫度和離子強度下EDG膠凝時間入手，探討無機鹽（NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2和 MgSO4）對木瓜蛋白酶凝固 DSPI的熱動力學特性影響。另外，以CaCl2為代表建立以溫度、無機鹽濃度及凝固劑用量為參數的EDG凝膠強度模型，為酶促大豆蛋白膠凝技術的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

SPI：上海舒萊公司，蛋白質質量分數90%（干基）；木瓜蛋白酶（木瓜乳凍干而得，EC：3.4.22.2）：Sigma生物試劑有限公司，標稱活力3 500 U／mg。

1.2 主要儀器

TA.XT2質構儀：英國Stable Micro System公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 DSPI的制備

將SPI粉末分散于去離子水中（4%，m／m），攪拌5min，使SPI分散均勻，置于沸水浴熱處理15min后，立即在冰水混合物中冷卻至4℃，補充加熱時蒸發損失的水分，4℃冰箱中儲藏備用。

1.3.2 不同無機鹽對DSPI酶促膠凝時間的測定

取5mL預處理的DSPI溶液于試管中，在試驗溫度（35、40、50、55、60、70℃）下水浴保溫 30min，按照下述離子強度（Ionic Strength，IS）的式（1）計算［17］，加入一定量的 CaCl2、MgCl2、MgSO4、NaCl和KCl（事先配成 2mol／L，用時搖勻）溶液，用渦旋振蕩器攪拌30 s后置于該溫度下水浴，繼續保溫30min，再加入0.15%（m／m，5 g／100mL）的木瓜蛋白酶液，迅速攪勻，并計時。當管壁出現凝固顆粒時，即判斷DSPI凝固，此間所用的時間即為膠凝時間，精確到秒。

式中：c為各離子的物質的量濃度／mmol／L；k為該離子的價數。

NaCl、KCl離子強度與物質的量濃度數值相同；CaCl2、MgCl2、離子強度分別為 6、15、30、40時所對應的物質的量濃度分別為 2、5、10、13.33 mmol／L；Mg-SO4離子強度分別為6、15、30、40時所對應的物質的量濃度分別為 1.5、3.75、7.5、10 mmol／L。無機鹽配制成2.0mol／L的溶液，計算添加至DSPI中所需的無機鹽溶液的體積。

1.3.3 不同無機鹽對木瓜蛋白酶凝固DSPI的活化能計算

Arrhenius方程即化學反應速率常數隨溫度變化的經驗公式 K＝A e－Ea／RT，經過積分變換后，公式變成

式中：K為化學反應速率／S－1；E a為發生反應的所需的活化能／J／mol；R為摩爾氣體常量（8.314 J／L）；T為熱力學溫度／K；A為指前因子／S－1。由式（2）可知，對于不同溫度T下的速率常數K值，ln K與1／T成線性關系，直線的斜率和截距分別為 －E a／R和ln A。通過線性擬合可計算出活化能E a。以離子強度為0作為空白對照。

DSPI的膠凝時間（單位：s）代表形成凝膠的速率，將時間的對數和溫度的倒數作線性擬合，計算不同離子強度無機鹽對木瓜蛋白酶凝固DSPI形成凝膠的活化能E a，通過活化能的比較，解釋無機鹽對木瓜蛋白酶凝固DSPI膠凝時間的差異。

1.3.4 EDG凝膠強度模型建立與數據分析

EDG的制備：取50mL上述DSPI于100mL燒杯中，于一定溫度下水浴保溫30min，加入適量的2mol／L CaCl2溶液，攪拌均勻，于該溫度下繼續保溫30min，加入不同量（m／m）的木瓜蛋白酶，攪拌均勻后靜置等待DSPI形成凝膠（即EDG）。凝膠形成30min后，將其取出置于冰水混合物中冷卻，后于4℃冰箱中放置過夜。

凝膠強度測定：測前30min取出EDG恢復至室溫，參照質構儀自帶的反向擠壓（back extrusion）程序進行測定。為了不破壞已形成的凝膠，測定未使用質構儀所配的標準杯，不對凝膠進行攪拌，而直接使用小燒杯進行測定。質構儀測定參數為：探頭：A／BE（直徑35mm）；測試前速率：1mm／s；測試速率：1mm／s；測試后速率：10mm／s；測試深度：20mm；觸發應力：0.5 g。所得質構曲線中，x軸上方曲線的最大峰所對應的力表示硬度F／g，代表凝膠強度。

單因素試驗：以DEG的凝膠強度為指標，采用單因素試驗，選取因素的合適水平。固定CaCl2物質的量濃度為5 mmol／L、溫度為40℃，研究木瓜蛋白酶的添加量（0.025%～0.150%）對EDG凝膠強度的影響；固定木瓜蛋白酶的添加量為0.1%、溫度為40℃，研究 CaCl2物質的量濃度（2.5～12.5 mmol／L）對EDG凝膠強度的影響；固定木瓜蛋白酶的添加量為0.1%、CaCl2物質的量濃度為 5 mmol／L，研究溫度（30～80℃）對EDG凝膠強度的影響。

試驗中數據為3次試驗的平均值，采用DPS7.0版軟件利用最小二乘法進行方差分析。采用軟件Design Expert 7.0中Box－Behnken模型，選取三因（2）的形式，素三水平和三個中心點，優化木瓜蛋白酶用量、CaCl2濃度和凝固溫度對EDG凝膠強度的影響。采用軟件Design Expert7.0軟件對回歸模型進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同無機鹽對EDG活化能的影響

根據 Arrhenius公式，ln K＝－E a／R×（1／T）＋ln A，以ln K對1／T作圖，經線性回歸可求得Arrhenius方程及活化能E a。離子強度為0時Arrhenius曲線見圖1。其他離子強度下所得線性回歸方程的決定系數（其測定溫度與離子強度為0時的各測定溫度相同）與其相似（數據未列出）。

圖1 離子強度為0時的Arrhenius曲線

不同離子強度下，各種無機鹽對EDG的活化能及相關系數數值影響如表1所示。在不同溫度下，凝固時間的對數與溫度的倒數二者之間線性擬合程度較好，擬合的相關系數均達98.8%以上。無論是一價鹽離子還是二價鹽離子，隨著離子強度的增加，EDG的活化能均逐漸降低。NaCl及KCl的離子強度從0增加到40，活化能從85 kJ／mol分別降低至47.5和55.1 kJ／mol。CaCl2和 MgCl2的離子強度從0增加至15過程中，活化能分別降低至61.8和62.1 kJ／mol，MgSO4的離子強度增加至 30，活化能降低至43.7 kJ／mol。

分子間化學反應的發生，必須給予足夠能量使舊的化學鍵破裂，這個最低能量稱為活化能［18］。一般認為DSPI形成EDG的機理是：蛋白酶將大豆蛋白水解為多肽，造成蛋白質球狀結構的破壞及疏水基團的暴露，然后多肽鏈經過疏水相互作用、氫鍵和二硫鍵的交聯，促發蛋白質形成網狀交聯結構［11－12］。DSPI在形成凝膠網絡結構過程中，必須克服較大的靜電斥力，形成疏水相互作用和氫鍵，該過程所需的最低能量即為膠凝反應的活化能。加入無機鹽后，降低了EDG所需的活化能，因此，膠凝時間變短。

2.2 單因素試驗

2.2.1 木瓜蛋白酶添加量

木瓜蛋白酶添加量對凝膠強度的影響如圖2所示，在試驗條件下，木瓜蛋白酶添加量從0.025%增加到0.075%的過程中凝膠強度極顯著增加（P＜0.01），隨后，繼續增加木瓜蛋白酶的用量，凝膠的硬度維持在相對穩定的水平，差異不顯著。從經濟角度考慮，選擇0.075%為適宜加酶量。

圖2 不同加酶量對EDG凝膠強度的影響

2.2.2 CaCl2濃度

CaCl2濃度對凝膠強度的影響如圖3所示。CaCl2濃度可顯著改變EDG的凝膠強度。CaCl2的物質的量濃度從2.5 mmol／L增加至7.5 mmol／L過程中，凝膠的硬度顯著增加（P＜0.01）。由于靜電屏蔽和鹽橋作用的雙重效果［19－20］，凝膠強度顯著增加（P＜0.01）；隨著CaCl2濃度的繼續增大，凝膠強度顯著降低（P＜0.01），這可能是由于靜電屏蔽和鹽橋作用過大，蛋白質間的疏水相互作用成為主導效應［21］，加酶后凝固時間短，乳清大量析出，觀察切面發現凝膠網絡結構粗糙。Lu等［22］在研究Ca2＋濃度對DSPI凝膠微觀結構時，采用共聚焦激光掃描顯微鏡發現，離子濃度越高，凝膠結構越粗糙，孔徑越大，凝膠保水性越差。Maltais等［23］采用掃描電鏡也發現了相同的規律：低離子濃度時，凝膠結構均勻密集，而高離子強度下，凝膠孔徑越大，結構無序，肽鏈間隨機組合性大。這與本研究的結果相一致。綜上，可以選擇CaCl2的物質的量濃度為7.5 mmol／L作為適宜的添加量。

表1 不同離子強度無機鹽對EDG的活化能及相關系數的影響

圖3 CaCl2物質的量濃度對EDG凝膠強度的影響

2.2.3 溫度

溫度對凝膠強度的影響如圖4所示。

圖4 溫度對EDG凝膠強度的影響

從圖4可以看出，溫度對凝膠強度有較大影響。凝固溫度從30℃增加至50℃，凝膠強度顯著增加（P＜0.01）；從50℃增加至70℃，凝膠強度基本不變；溫度進一步升至80℃時，凝膠強度顯著降低（P＜0.01）。其原因可能是變性后的大豆蛋白在低溫冷卻后有一定程度的復性［24］。另一方面較低溫度下（小于70℃），隨著溫度的升高，蛋白質多肽鏈的伸展程度增大，暴露的疏水基團增多，有利于凝膠網絡的形成［25］。在高溫（80℃）下，蛋白質被水解成小分子的速度過快，凝膠速度過快，不利于形成致密的凝膠結構［26］。因此選擇50℃作為適宜的凝膠溫度。

2.3 木瓜蛋白酶EDG的模型建立及響應面分析

2.3.1 響應面分析因素水平的選取

綜合單因素試驗結果，根據Box－Behnken的中心組合試驗設計原理［27－28］，選用三因素三水平的響應面分析方法建立凝膠強度預測模型。試驗因素與水平設計見表2。

2.3.2 響應面分析方案及結果

對木瓜蛋白酶添加量x1、CaCl2添加量x2和反應溫度 x3作如下代換：X1＝（x1－0.075）／0.025，X2＝（x2－7.5）／2.5，X3＝（x3－50）／10。以 X1、X2、X3為自變量，以凝膠強度為響應值，試驗方案及結果見表3。

表3 響應面分析方案及試驗結果

2.3.2.1 數學模型建立與顯著性檢驗

利用三因素二次回歸正交旋轉組合試驗設計方案對影響凝膠強度的3個參數進行優化，利用Design－Expert7.0軟件對表3中的試驗結果進行多元回歸擬合，得出回歸方程中的各項回歸系數，方差分析見表4，用F檢驗法檢驗其顯著性［28］。

表4 凝膠強度模型的方差分析及顯著性檢驗

對表3在不同條件下測定的硬度，利用Design Expert 7.0軟件進行回歸擬合得到硬度的回歸方程為：Y＝60.90－1.42X1－0.91X2＋0.013X3－

對回歸方程的有效性進行檢測，由表4的方差分析結果可以看出：一次項中X1對Y影響顯著，即木瓜蛋白酶添加量對凝膠強度影響顯著；二次項的影響極顯著，說明各試驗因素對響應值的影響并不是簡單的線性關系；交互項X2X3對Y的影響極顯著，即CaCl2添加量與反應溫度的交互作用對凝膠強度的影響極顯著。對回歸方程的顯著性檢驗可知，模型 F1＝35.88＞F0.01（5，9），僅有0.05%的可能性是由擾動項造成的，說明模型（方程）極顯著；對回歸方程的失擬項檢驗可知，F2＝0.66＜F0.05（2，3），說明在P＞0.05水平不顯著，失擬項影響很小。模型R2＝0.984 8，調整后RAdj2＝0.9573，表明僅有4.27%變異的不能由該模型解釋，說明該模型具有較高價值。同時變異系數（2.43%）也較低，表明該試驗具有很高的精確度和可靠性。因此，該模型擬合程度較好，試驗誤差小，較好的反映了凝膠的硬度與木瓜蛋白酶添加量、CaCl2添加量和反應溫度的關系。

2.3.2.2 響應面分析

由回歸系數顯著性檢驗可知，X2（CaCl2添加量）和X3（溫度）的交互作用對硬度的影響極顯著，其他因素的交互作用影響不顯著。固定其他因素在零水影響顯著平，根據任意兩因素的響應值所構成的等高線及響應曲面，就可以反映交互作用的強弱。因此，采用這種方法，將木瓜蛋白酶的添加量控制在零水平，來研究CaCl2添加量和溫度的交互作用對凝膠強度的影響。結果如圖5所示。

圖5 CaCl2添加量和溫度的交互作用對凝膠強度等高線及響應曲面的影響

由圖5可以看出，隨著CaCl2濃度的升高，溫度的增加，凝膠強度呈先升后降的趨勢。由回歸方程及響應面圖可以看出，CaCl2濃度和溫度對凝膠強度的影響均呈現負二次曲線形式，CaCl2和溫度二者均較高或較低時，均不利于提高EDG凝膠的硬度。

在一定范圍內，溫度、CaCl2濃度增加對大豆球蛋白間的交聯有促進作用。Scilingo等［29］通過DSC研究了鈣和熱處理對大豆蛋白穩定性的影響，結果表明，鈣水平在一定范圍內對蛋白質有保護作用，可以防止高溫對蛋白質的變性；經熱處理變性后的大豆蛋白低溫冷卻后有一定程度的復性［24］，在適宜的溫度下，Ca2＋的存在加固了大豆蛋白多肽鏈之間的交聯，從而促使凝膠結構穩定，凝膠強度較高。Ca2＋在較低濃度下促進酶交聯11S蛋白聚合物的形成，而高濃度則抑制大分子聚合物的形成［30］，但離子濃度過大，蛋白乳液粒徑也增大，蛋白穩定性隨之降低［31］。同時溫度過高，由于大豆蛋白中7S與11S變性溫度的差異，導致部分復性后的蛋白再次變性［32］，在蛋白酶的作用下，多肽水解的速度過快，雙重結果促使凝膠結構疏松、不穩定，凝膠強度較低。因此，雖然一定條件先提高溫度和CaCl2濃度可促進大豆蛋白多肽鏈交聯，但過高會使膠凝反應速度過快，不利于形成致密的網絡結構，整體過于粗糙的凝膠結構，其凝膠強度自然也較低。

2.3.3 影響凝膠硬度的參數優化

根據回歸方程的模擬尋優，得到響應值Y最大時優化條件為：X1＝－0.39，X2＝－0.02，X3＝－0.03，即木瓜蛋白酶添加量0.065 25%、CaCl2物質的量濃度7.45 mmol／L、溫度為49.7℃。在此條件下重復進行3次試驗，平均硬度為61.754，這與回歸方程預測值為61.188 9 g基本相等，說明該優化工藝正確可行，該回歸方程與實際情況擬合良好。

3 結論

無機鹽加快膠凝速度的原因是反應活化能降低，使反應更容易進行；Arrhenius曲線呈線性關系說明無機鹽的加入雖加快了反應速度，但仍遵循同一反應機理。

所建立EDG凝膠強度模型能較準確預測凝膠的強度。木瓜蛋白酶添加量及CaCl2添加量與反應溫度的交互作用對凝膠強度的影響極顯著。CaCl2濃度和溫度對凝膠強度的影響均呈現負二次曲線形式，二者同時較高或較低時，均不利于提高EDG凝膠的硬度。

［1］徐幸蓮，彭增起，鄧尚貴.食品原料學［M］.北京：中國計量出版社，2006：114

［2］韓麗英.大豆蛋白凝膠特性對豆腐品質的影響 ［D］.哈爾濱：東北農業大學，2008

［3］Molina O S，Puppom C，Wagner JR.Relationship between structural changes and functional properties of soy protein isolates－carrageenan systems［J］.Food Hydrocolloids，2004，18（6）：1045－1053

［4］Moizuddin S，Harvey G，Fenton A M，et al.Tofu production from soybeans of full－fat soyflaks using direct and indirect heating processed［J］.Journal of Food Science，1999，64：155

［5］Shen C F，Man D L，Buzzell R I，etal.Yield and quality of tofu as affect by soybean and soymilk characteristics：geltalactone coagulant［J］.Journal of Food Science，1991，56：109

［6］欒廣忠，李里特.蛋白酶對豆乳的凝固作用研究［J］.食品工業科技，2006，27（1）：71－74

［7］Blazek V，Caldwell R.The efficiency of coagulation of soy protein induced by commercial proteases［C］.In Proceedings of14thAustralian Soybean Industry Conference，Bundaberg，2007，4－11

［8］Katsum I.Studies on the coagulation of soymilk－protein by commercial proteinase［J］.Agricultrural and Biological Chemistry，1987，51：385

［9］劉敬媛，韓建春，馮鎮，等.納豆芽孢桿菌蛋白酶對大豆分離蛋白凝膠性的影響［J］.食品工業科技，2013，34（4）：164－167

［10］吳華昌，靳曉黎，鄧靜.豆乳凝固酶的研究進展［J］.中國釀造，2010，（3）：4－6

［11］Machiko M，Setsuro M.Improvement of water absorption of soybean protein by treatmentwith Bromelian［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1984，32：486

［12］欒廣忠，程永強，魯戰會，等.堿性蛋白酶Alcalase凝固大豆分離蛋白的分子間作用力［J］.農業工程學報，2007，23（10）：266－270

［13］巫慶華.木瓜蛋白酶凝固大豆蛋白質機理［J］.乳業科學與技術，2002（1）：6－9

［14］王麗，張英華.大豆分離蛋白的凝膠性及其應用的研究進展［J］.中國糧油學報，2010，25（4）：96－99

［15］朱學坤，彭見林，韓鵬飛.木瓜蛋白酶酶促豆漿蛋白凝固作用的研究［J］.食品工業科技，2011（10）：256－258

［16］笪久香，李瑩瑩，欒廣忠，等.無機鹽對木瓜蛋白酶凝固大豆分離蛋白凝膠的影響［J］.食品科學，2012，33（11）：30－34

［17］徐虹.新編普通化學［M］.鄭州：鄭州大學出版社，2011：88

［18］李之俊，劉茜毓.化學反應活化能概念的探討［J］.山東輕工業學院學報，1995，9（2）：11－13，28

［19］劉志勝.豆腐鹽類凝固劑的凝固特性與作用機理研究［J］.中國糧油學報，2000，15（3）：39－43

［20］Nagano T，Masayuki T.Viscoelastic properties and microstructures of 11S globulin and soybean protein isolate gels：magnesium chloride－induced gels［J］.Food Hydrocolloids，2011，25（7）：1647－1654

［21］華欲飛，Cui SW，Wang Q，等.不同大豆分離蛋白凝膠的流變學性質［J］.中國糧油學報，2003，18（6）：43－47

［22］Lu X，Lu ZH，Yin L J，etal.Effectof preheating temperature and calcium ions on the properties of cold－set soybean protein gel［J］.Food Research International，2010，43（6）：1673－1683

［23］Maltais A，Remondetto G E，Subirade M.Mechanisms in-volved in the formation and structure of soya protein coldset gels：amolecular and supramolecular investigation［J］.Food Hydrocolloids，2008，22（4）：550－559

［24］Srinviasan D.Refolding of thermally unfolded soy proteins during the cooling regime of the gelation process：effect on gelation［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1998，36：262－269

［25］李里特，劉志勝，辰巳英三.加工條件對豆腐凝膠物性品質的影響［J］.食品科學，2000，21（5）：26－29

［26］陳莉，鐘芳，王璋.凝固劑及凝固條件對大豆蛋白膠凝性質的影響［J］.中國乳品工業，2004，32（9）：23－27

［27］費榮昌.試驗設計與數據處理［M］.第四版.無錫：江南大學出版社，2001：59－63

［28］Box G E P，Hunter W G.Statistics for experiments：an introduction to design，Data Analysis and Model Building.New York：Wiley.1990：579

［29］Scilingo A A，Anon M C.Calorimetric study of soybean protein isolate：effect of calcium and thermal treatments［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1996，44（12）：3751－3756

［30］Zhang G Y，Matsumura Y，Matsumoto S，et al.Effects of Ca2＋and sulfhydryl reductant on the polymerization of soybean glycinin catalyzed by mammalian and microbial transglutaminases［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2003，51（1）：236－243

［31］Ramkumar C，Singh H，Munro PA，etal.Influence of calcium，magnesium or potassium ions on the formation and stability of emulsions prepared using highly hydrolyzed whey protein［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2000，48（5）：1598－1604

［32］汪立君，李里特，張曉鋒，等.利用DSC對大豆蛋白質熱變性的研究［J］.中國農業大學學報，2001，6（6），93－96.

Effects of Inorganic Salts on the Gel Properties of Enzymatic－Induced Soybean Protein

Da Jiuxiang1，2Hu Yayun1Luan Guangzhong1Yan Longbing3Eizo Tatsumi4

（College of Food Science and Engineering，Northwest A＆F University1，Yangling 712100）
（Patent Examination Cooperation of the Patent Office，SIPO，Guangdong2，Guangzhou 510530）
（Patent Examination Cooperation of the Patent Office，SIPO，Jiangsu3，Suzhou 215001）
（Japan International Research Centre for Agricultural Science4，Tsukuba，Japan 305－8686）

In order to investigate the effects of inorganic salt on thermal dynamic properties and gel strength of enzymatic－induced soybean protein gel，the dispersions of soybean protein isolate（4%，m／m）have been coagulated by papain.The clotting time was calculated on basis of the different concentrations of NaCl，KCl，CaCl2，MgCl2and MgSO4solution respectively.The activation energy was obtained from Arrhenius equation.A gel strength model as a function of three variables－the concentration of calcium ion，temperature and enzyme dosage，was developed from the experimental of Box－Behnken center－united design.The results showed that adding salts（NaCl，KCl，CaCl2，MgCl2and MgSO4）could lower the activation energy of gelling reaction，but all Arrhenius curve could keep to be linear，which indicated that the gelling followed the samemechanism.According to the analysis of significance and response surfacemethod，the gel strengthmold showed a high fitting degree.The gel strength was affected by the dosage of papain significantly（P＜0.05）.The reciprocal effect of Ca2＋concentration and temperature on the gel strength was significant（P＜0.01）.The simultaneous increase or decease in both temperature and Ca2＋concentration would weaken the gel strength.

soybean proteins isolate，enzymatic－induced gelation，papain，activation energy，inorganic salt，gel strength

TS201.7

A

1003－0174（2015）06－0015－07

中日合作項目 Advanced application of local food resources in China（K332021107），聯合國大學項目UNU－Kirin Follow－up Research Programme（UNUISP－0053）

2014－01－11

笪久香，女，1986年出生，碩士，糧食、油脂與植物蛋白工程

欒廣忠，男，1968年出生，副教授，植物蛋白深加工