李亞楠,曲 敏,田 野,陳鳳蓮,吳 征,陳 強(qiáng),孫 玥

(哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江省普通高校食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江哈爾濱 150076)

冰結(jié)構(gòu)蛋白(Ice structuring proteins,ISPs),又稱為抗凍蛋白,是生物體為抵御外界寒冷環(huán)境而產(chǎn)生的蛋白質(zhì)[1],具有熱滯活性、修飾冰晶形態(tài)和抑制冰晶重結(jié)晶的特性[2],能提高農(nóng)作物的抗蟲、抗凍能力[3]。ISPs能夠以非依數(shù)性形式降低溶液的冰點(diǎn),而對(duì)熔點(diǎn)影響甚微,導(dǎo)致水溶液熔點(diǎn)和冰點(diǎn)間出現(xiàn)差值(即熱滯活性),因而又稱為熱滯蛋白[4]。ISPs的來(lái)源主要是冷水魚類、昆蟲、植物和微生物。2006年我國(guó)衛(wèi)生部公布ISPs可以作為新型食品添加劑添加到冷凍食品中。由于魚類ISPs價(jià)格昂貴,不適于大規(guī)模的食品工業(yè)加工中應(yīng)用,因此,探索來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、食物源的植物ISPs成為研究熱點(diǎn)[5]。

張黨權(quán)等[6]將胡蘿卜ISPs基因在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá),進(jìn)行初步的洗滌、純化,得到了高度純化的目的ISPs;Kontogiorgos等[7]提取冬小麥ISPs,添加到濕面筋體系中,研究表明凍藏過(guò)程中冬小麥ISPs可抑制冰晶重結(jié)晶,保護(hù)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);李玲玲[8]將女貞葉中的ISPs加入濕面筋中,顯示ISPs能夠提高其在凍藏過(guò)程中的持水率、降低熔化焓;焦宇知等[9]以小麥苗為對(duì)象經(jīng)低溫脅迫提取ISPs,小麥苗提取物中蛋白含量與未低溫脅迫小麥苗提取物相比提高了7.8%;操慶慶等[10]檢測(cè)了冷誘導(dǎo)的胡蘿卜蛋白質(zhì)粗提物對(duì)嗜酸乳桿菌具有凍干保護(hù)作用。研究表明冷誘導(dǎo)能夠促進(jìn)更多ISPs的產(chǎn)生[11]。

淀粉凝膠類食品是食品加工工業(yè)中的常見(jiàn)產(chǎn)品,然而淀粉凝膠在長(zhǎng)時(shí)間的冷藏過(guò)程中會(huì)伴隨冰晶的形成和增長(zhǎng),使淀粉凝膠發(fā)生相分離及面制品比容減小[12-13]的現(xiàn)象,體現(xiàn)在食品質(zhì)構(gòu)中甚至導(dǎo)致終產(chǎn)品質(zhì)量的惡化[14]。本研究對(duì)新鮮胡蘿卜進(jìn)行冷誘導(dǎo)處理,以冰結(jié)合磷酸緩沖溶液法提取胡蘿卜冰結(jié)構(gòu)蛋白(Carrot ice structuring proteins,CISPs),利用SDS-PAGE檢測(cè)其分子量,并將CISPs應(yīng)用于冷凍淀粉凝膠中,考察對(duì)淀粉凝膠質(zhì)地的抗凍保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

胡蘿卜 市售;小麥淀粉 黑龍江北大荒有限公司;磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、考馬斯亮藍(lán)G250、Tris-base、SDS、丙烯酰胺、過(guò)硫酸銨、N,N′-甲叉雙丙烯酰胺、四甲基二乙胺、甘氨酸、二硫代蘇糖醇、溴酚藍(lán)、甘油、甲醇等 均為分析純。

FC204電子天平 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司;DK-98-ⅡA電熱恒溫水浴鍋 天津市泰斯特儀器有限公司;XL-08多功能粉碎機(jī) 永康市帥通工具有限公司;721E可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司;EMS-9A磁力攪拌器 天津歐諾儀器儀表有限公司;TDL-80-2B臺(tái)式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器;LGJ-12冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;SDS-PAGE電泳儀 德國(guó)哈默公司產(chǎn)品;TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)SMS公司;BCD-196F電冰箱 海爾集團(tuán)冰箱有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 CISPs的制備 采用本課題組改良的冰結(jié)合磷酸緩沖溶液法[15]提取CISPs。將胡蘿卜進(jìn)行清洗,經(jīng)切塊、粉碎、過(guò)濾、八層紗布擠出濾液,以料液比1∶15 (g/mL)與磷酸緩沖溶液(0.63 mol/L、pH8.0)混合。通過(guò)磁力器攪拌2 h后以8000 r/min離心20 min,取上清液加入考馬斯亮藍(lán)試劑,測(cè)定吸光值并記錄。將剩余液體加入直徑為10 mm的冰球以吸附蛋白,每100 mL液體中添加50個(gè)冰球,置于-18 ℃冰箱中冷凍2 min后取出,并倒出液體,待冰球融化后測(cè)吸光值(冰球溶化的溶液即為CISPs溶液)。將得到的CISPs于60 ℃進(jìn)行濃縮,經(jīng)冷凍干燥機(jī)冷凍12 h制成CISPs凍干粉備用。

1.2.2 CISPs的冷誘導(dǎo)

1.2.2.1 冷誘導(dǎo)溫度對(duì)CISPs含量的影響 將胡蘿卜分為四組,分別置于-4、0、4 ℃的條件下進(jìn)行冷誘導(dǎo)48 h,同時(shí)以常溫(25 ℃)作為對(duì)照,考察溫度對(duì)CISPs含量的影響。

1.2.2.2 冷誘導(dǎo)時(shí)間對(duì)CISPs含量的影響 將胡蘿卜分為四組,在-4 ℃的條件下分別冷誘導(dǎo)7、11、15 d,以冷凍誘導(dǎo)0 d為對(duì)照組,考察冷誘導(dǎo)時(shí)間對(duì)CISPs含量的影響。

1.2.3 蛋白含量的測(cè)定

1.2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 分別吸取酪蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g/L,加入考馬斯亮藍(lán)試劑,于595 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度值。以酪蛋白濃度(mg/mL)為橫坐標(biāo)(x),吸光度值(A)為縱坐標(biāo)(y),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3.2 胡蘿卜蛋白質(zhì)含量的測(cè)定 采用考馬斯亮藍(lán)比色法,精確吸取CISPs溶液1 mL與4 mL考馬斯亮藍(lán)G250溶液充分混勻,靜置5 min,于595 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,測(cè)定樣品中蛋白質(zhì)的含量。

1.2.4 CISPs分子質(zhì)量的測(cè)定 采用垂直板聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)電泳法:以低相對(duì)分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)標(biāo)定樣品的相對(duì)分子質(zhì)量,測(cè)定冰提后的粗蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量分布。SDS-PAGE凝膠采用張延紅等[16]的方法配制。整個(gè)電泳膠板由4 g/dL的濃縮膠(pH6.8)和12 g/dL的分離膠(pH8.8)組成。按表配成凝膠貯液,凝膠固定后,將樣品與上樣緩沖液混合均勻后上樣。通過(guò)Quantity One軟件分析電泳結(jié)果。

1.2.5 小麥淀粉凝膠的制備及CISPs對(duì)淀粉凝膠質(zhì)地的影響

1.2.5.1 小麥淀粉凝膠的制備 參考楊玉玲等[17]的方法制作淀粉凝膠,將小麥淀粉配制成8%的淀粉凝膠,于90 ℃水浴鍋中加熱,用玻璃棒持續(xù)攪拌20 min,待淀粉凝膠呈黏膠狀時(shí)停止水浴加熱,冷卻備用。

1.2.5.2 凍融淀粉凝膠樣品的制備 分別向冷卻后的淀粉凝膠中添加0%、0.75%、1.5%的CISPs凍干粉,混勻后倒入塑料小瓶中,分組標(biāo)記并保持小瓶水平狀態(tài)置于冰箱中,以24 h為一個(gè)凍融周期,于-18 ℃分別冷凍0、24、72、120 h,即進(jìn)行0、1、3、5個(gè)凍融周期。

1.2.5.3 淀粉凝膠析水率的測(cè)定 采用Hon等[18]的方法,將制備好的淀粉凝膠于5000 r/min下離心20 min,棄去上清液后,用濾紙按壓以吸取沉淀物的水分,稱取沉淀物質(zhì)量,記錄析水率。析水率計(jì)算公式如下:

1.2.5.4 淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)特性檢測(cè) 利用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀,檢測(cè)不同凍融時(shí)間以及不同CISPs添加量對(duì)冷凍小麥淀粉凝膠的硬度、彈性、黏聚性、膠著性以及咀嚼性的影響。

質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)設(shè)定:探頭類型為50 mm圓柱探頭,探測(cè)前速度為1 mm/s,測(cè)試后探頭回程速度10 mm/s,時(shí)間3.00 s,觸發(fā)力5.00 g,應(yīng)變位移70.00%,引發(fā)距離2.00 mm。探頭壓縮部位為膠體的中心部位(保持淀粉凝膠的完整性,防止凍融后淀粉凝膠破損或者表面不平整導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差),壓縮至樣品原高度的40%,每組樣品平行測(cè)定3次取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 17.0軟件分析,在0.05水平上對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 酪蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線

從圖1中可以得出,酪蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線方程y=0.519x-0.0183,R2為0.9998。可用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)對(duì)胡蘿卜提取液中蛋白含量的測(cè)定。

圖1 酪蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Casein standard curve

2.2 CISPs的冷誘導(dǎo)

以CISPs含量為指標(biāo),通過(guò)檢測(cè)不同冷誘導(dǎo)溫度及冷誘導(dǎo)時(shí)間對(duì)CISPs的影響,確定最佳冷誘導(dǎo)時(shí)間及溫度。

2.2.1 冷誘導(dǎo)溫度對(duì)CISPs含量的影響 圖2中可以看出,與25 ℃條件下相比,經(jīng)過(guò)48 h的冷誘導(dǎo)使胡蘿卜蛋白含量發(fā)生了一定規(guī)律的變化,變化范圍較小。但隨著溫度的降低,CISPs卻呈現(xiàn)出大幅度、規(guī)律性的增加,當(dāng)溫度為-4 ℃時(shí)CISPs的含量最大,達(dá)到0.758 mg/L,較常溫胡蘿卜增加了89.03%。說(shuō)明低溫冷誘導(dǎo)促進(jìn)了CISPs的產(chǎn)生,且隨著溫度降低,CISPs增加。這與操慶慶等[10]的研究結(jié)果相似,即低溫誘導(dǎo)使CISPs含量和組分發(fā)生變化。同時(shí),25 ℃條件下從 胡蘿卜蛋白溶液中冰提得到CISPs,含量為0.401 mg/L,可見(jiàn)新鮮胡蘿卜體內(nèi)也同樣存在ISPs。Hon等[18]認(rèn)為,經(jīng)過(guò)低溫馴化的冬黑麥葉片中含有具有抑制重結(jié)晶能力的ISPs,而對(duì)照組中未經(jīng)低溫馴化的冬黑麥葉片中雖含有類似的蛋白,卻不具備抑制重結(jié)晶能力。研究說(shuō)明,一些植物ISPs與抗蟲抗病等逆境相關(guān)蛋白有高度的序列同源性,具有抗凍和抗病雙重抗逆活性,即在植物體內(nèi)的ISPs是同一基因在不同時(shí)期的不同表達(dá)形式。植物ISPs的表達(dá)和積累,既受控于發(fā)育及轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié),同時(shí)又受到低溫、短日照、脫水及乙烯等逆境因素的影響[19]。因此,隨著溫度的變化,植物體內(nèi)的不同種特異性蛋白質(zhì)含量也會(huì)隨之發(fā)生變化,從而導(dǎo)致總蛋白含量的相對(duì)變化[20]。在本研究中,在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度的降低,胡蘿卜蛋白和CISPs的含量發(fā)生變化,但不存在互補(bǔ)變化關(guān)系。說(shuō)明,冷誘導(dǎo)使胡蘿卜體內(nèi)的蛋白質(zhì)含量發(fā)生了變化,并促進(jìn)了CISPs的產(chǎn)生與含量增加。綜上,確定-4 ℃為冷誘導(dǎo)的適宜溫度。

圖2 誘導(dǎo)溫度對(duì)CISPs濃度的影響Fig.2 Effect of induced temperature on CISPs concentration

2.2.2 冷誘導(dǎo)時(shí)間對(duì)CISPs含量的影響 從圖3中可以看出,冰提前胡蘿卜蛋白和CISPs都隨著冷誘導(dǎo)時(shí)間的變化而變化,呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì),其中冰提前胡蘿卜蛋白在誘導(dǎo)11 d時(shí)含量最高、達(dá)到1.7 mg/L,較誘導(dǎo)前增加了100%。而CISPs則在7 d時(shí)達(dá)到最高,為0.936 mg/L,較誘導(dǎo)前增加了114.7%，之后緩慢降低。說(shuō)明溫度的降低對(duì)胡蘿卜蛋白和CISPs的含量產(chǎn)生影響的同時(shí),低溫誘導(dǎo)的時(shí)間是重要的影響因素?？梢?jiàn),植物在生長(zhǎng)過(guò)程中受低溫環(huán)境的脅迫時(shí),會(huì)產(chǎn)生一些特異蛋白、糖、新酶等物質(zhì)[20],其中由于低溫所產(chǎn)生的特異蛋白質(zhì)的存在與植物的耐寒性密切相關(guān)[21]。Guy等[22]在研究日本桃葉珊瑚的抗寒分子機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn),低溫脅迫下日本桃葉珊瑚產(chǎn)生了一些特異蛋白,它們中的某些組分與抗寒相關(guān)。研究表明,雖然植物抗寒相關(guān)蛋白來(lái)自組成型基因的表達(dá),但經(jīng)過(guò)冷馴化后,一些潛在的、新的與抗寒功能有關(guān)的基因mRNA 轉(zhuǎn)錄體將會(huì)陸續(xù)產(chǎn)生并表達(dá),進(jìn)而合成新的抗寒蛋白質(zhì)。

圖3 -4 ℃條件下冷誘導(dǎo)時(shí)間對(duì)CISPs濃度的影響Fig.3 Effect of cold induction time on CISPs concentration at -4 ℃

即低溫寒冷環(huán)境改變了植物細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)途徑,從而產(chǎn)生更多的抗寒蛋白質(zhì),提高植物的抗寒力。同時(shí),低溫增加了細(xì)胞膜的流動(dòng)性,當(dāng)達(dá)到冰凍溫度時(shí),在組織細(xì)胞間會(huì)形成冰晶造成原生質(zhì)體縮水和滲透壓降低,改變了細(xì)胞膜電位差。而低溫或因寒冷造成的脫水則是植物細(xì)胞ISPs表達(dá)調(diào)控的信號(hào)[23]。研究結(jié)果佐證了低溫條件下,胡蘿卜中的蛋白和CISPs含量得以大幅度增加,且在一定范圍內(nèi)隨著冷誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),CISPs含量發(fā)生增加和波動(dòng)。這是胡蘿卜為抵御低溫環(huán)境脅迫的應(yīng)激反應(yīng)及相關(guān)基因不同表達(dá)的結(jié)果,基于此可以利用冷誘導(dǎo)處理新鮮胡蘿卜,增加CISP含量,并提取CISP。

2.3 CISPs的SDS-PAGE分析

由圖4B及表1可以看出,運(yùn)用Quantity One軟件進(jìn)行分析,Marker由7個(gè)蛋白組分組成,其分子量分別是:116.000、66.200、45.000、35.000、25.000、18.400、14.400 kDa,與說(shuō)明書相符。驗(yàn)證了Quantity One軟件分析的準(zhǔn)確性,可用于CISPs的SDS-PAGE結(jié)果分析。由圖4C、D、E及表1可知,CISPs由8種蛋白組分組成,其相對(duì)平均分子量分別為:133.633、95.570、81.092、67.950、58.053、47.578、36.518、16.164 kD。其中,47.578、36.518、16.164 kD組分條帶顏色重,表明該三個(gè)組分含量較多。操慶慶等[10]得到的冷誘導(dǎo)胡蘿卜蛋白質(zhì)粗提物的電泳結(jié)果顯示,在12.5和36 kD分子量處出現(xiàn)疑似抗凍蛋白條帶與本研究中CISPs的低分子量組分相似。說(shuō)明,不同冷誘導(dǎo)溫度和不同冷誘導(dǎo)時(shí)間下產(chǎn)生的CISPs的組分和分子量不同。

圖4 SDS-PAGE及Quantity-one分析圖Fig.4 Anclysis dragram of SDS-PAGE and Quantity-one注:A:SDS-PAGE圖;B:Marker分子量分析;C,D,E分別是第2、3、4條帶分析。

表1 CISPs分子量的Quantity-one分析結(jié)果Table1 Results of Quantity-one analysis of molecular weight of CISPs

2.4 凍融時(shí)間以及CISPs添加量對(duì)淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性的影響

2.4.1 凍融周期對(duì)淀粉凝膠析水率的影響 由圖5可以看出,隨著凍融周期的增加,冷凍淀粉凝膠的析水率呈上升趨勢(shì)。隨著凍融周期的增加,冷凍淀粉凝膠的析水率呈上升趨勢(shì)。對(duì)照組的析水率在第5個(gè)凍融周期時(shí)達(dá)到32.49%,較冷凍前增加了26.55%。而添加CISPs延緩了析水率的增加趨勢(shì),不同CISPs的添加量對(duì)冷凍淀粉凝膠的析水率影響不同,其中添加1.5%組在第5個(gè)凍融周期時(shí)析水率為18.71%,較冷凍前增加了12.17%,較對(duì)照減緩了14.38%。淀粉凝膠在冷凍境下,由于淀粉鏈的分子聚集會(huì)脫水收縮,導(dǎo)致水分流出。冷凍凝膠淀粉的析水率能夠反應(yīng)其在應(yīng)對(duì)不良物理變化時(shí)的能力,析水率的大小與淀粉形成凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有關(guān)?？梢岳梦龀龅乃孔鳛樵u(píng)價(jià)淀粉老化的指標(biāo)。因此,在本研究中,添加CISPs有效減少了淀粉凝膠的析水率,即減慢了淀粉的老化速率。寧吉英等[24]分析比較了經(jīng)多次凍融處理后的普通玉米凝膠淀粉析水率的變化情況,測(cè)得其析水率超過(guò)50%。而謝新華等[25]對(duì)亞麻籽膠對(duì)糯米淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性影響的研究中,顯示亞麻籽膠能顯著降低糯米淀粉凝膠的析水率,凍融7次,析水率為7.35%,較對(duì)照減緩27.6%。

圖5 凍融周期對(duì)冷凍淀粉凝膠析水率的影響Fig.5 Effect of freezing and thawing cycle on water-saving rate of frozen starch gel

2.4.2 凍融周期對(duì)淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響 由圖6～圖10可以看出,隨著凍融周期的增加,淀粉凝膠的硬度、彈性、黏聚性、膠著性和咀嚼性發(fā)生了明顯的變化,其中,硬度、膠著性和咀嚼性大幅度增加,彈性和黏聚性明顯降低,而CISPs的加入減緩了上述趨勢(shì)。當(dāng)CISPs添加量為1.5%時(shí)對(duì)淀粉凝膠的質(zhì)構(gòu)影響較大,達(dá)到第5凍融周期時(shí),相較于0%組彈性升高了35.71%、黏聚性升高86%,硬度、膠著性和咀嚼性分別降低了52%、9.43%以及19.51%。在冷凍過(guò)程中,引起淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性變化的本質(zhì)是淀粉凝膠凍融特性的改變[26]。淀粉凝膠經(jīng)過(guò)反復(fù)凍融后,其組成、結(jié)構(gòu)和回生難易程度的變化直接影響了淀粉凝膠的硬度、彈性、黏聚性、膠著性和咀嚼性的變化。通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定淀粉凝膠的硬度、彈性、黏聚性、膠著性和咀嚼性體現(xiàn)了低溫儲(chǔ)藏淀粉凝膠的老化程度。即淀粉凝膠的硬度、粘性等的變化與淀粉的老化程度有關(guān),說(shuō)明淀粉凝膠在凍融過(guò)程中加速了淀粉富集區(qū)域淀粉分子的結(jié)合,反復(fù)的凍融循環(huán)導(dǎo)致凝膠的硬度增加、彈性和黏聚性降低[27]。冷凍破壞了淀粉凝膠的凍融穩(wěn)定性。Li等[28]經(jīng)過(guò)研究低溫誘導(dǎo)冬小麥草ISPs,將其加入小麥淀粉凝膠后,顯著提高了其抗凍穩(wěn)定性,抑制了重結(jié)晶,減小了凍融后淀粉凝膠硬度等特性。這與本研究中,添加CISPs使冷凍淀粉凝膠的硬度、彈性、黏聚性和膠著性的惡化狀況減緩,趨勢(shì)結(jié)果相似。說(shuō)明,添加ISPs能有效保護(hù)冷凍淀粉凝膠的凍融穩(wěn)定性。

圖6 凍融周期對(duì)冷凍淀粉凝膠硬度的影響Fig.6 Effect of freeze-thaw cycle on the hardness of frozen starch gel

圖7 凍融周期對(duì)冷凍淀粉凝膠彈性的影響Fig.7 Effect of freeze-thaw cycles on the elasticity of frozen starch gel

圖8 凍融周期對(duì)冷凍淀粉凝黏聚性的影響Fig.8 Effect of freeze-thaw cycles on the cohesiveness of frozen starch

圖9 凍融周期對(duì)冷凍淀粉凝膠膠著性的影響Fig.9 Effect of freeze-thaw cycle on the gelation of frozen starch gel

圖10 凍融周期對(duì)冷凍淀粉凝膠咀嚼性的影響Fig.10 Effect of freezing time on the chewiness of frozen starch gel

ISPs對(duì)淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性的保護(hù)作用在于,正常條件下淀粉凝膠能夠形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架,而冷凍條件下,淀粉凝膠中的水分經(jīng)冷凍會(huì)形成的冰晶結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)其造成破壞,CISPs能夠減少冰晶的形成,同時(shí)又能抑制冰晶的重結(jié)晶[29]。當(dāng)?shù)矸勰z中形成較小而均勻分布的冰晶,同時(shí)對(duì)凝膠網(wǎng)絡(luò)破壞較小,能使凝膠保持較好的質(zhì)構(gòu)特性,在受到擠壓時(shí)也較難破裂使凝膠特性的凝膠硬度和膠粘性增大,而彈性和內(nèi)聚性減小[30]。賈春利等[31]通過(guò)從燕麥粉和女貞葉中提取的熱穩(wěn)定ISPs對(duì)淀粉凝膠凍融穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明:女貞葉中的ISPs對(duì)凍融后的淀粉凝膠質(zhì)構(gòu)質(zhì)地有較為明顯的改善,能夠延緩淀粉凝膠硬度的增加以及彈性的減小,添加ISPs后,經(jīng)凍融的淀粉凝膠的總體品質(zhì)得到了提高。隨著CISPs濃度的增大,淀粉凝膠的組分改變,凍融周期不斷增加會(huì)使淀粉凝膠表面覆蓋過(guò)多小冰晶,影響其質(zhì)構(gòu)情況。

3 結(jié)論

本研究將胡蘿卜進(jìn)行冷誘導(dǎo)提取CISPs,并添加到小麥淀粉凝膠中,進(jìn)行凍融處理,結(jié)論如下:隨著溫度的降低,CISPs含量增加,-4 ℃時(shí)最大、達(dá)0.758 mg/L,較誘導(dǎo)前增加了89.03%;隨著誘導(dǎo)時(shí)間的延長(zhǎng),胡蘿卜蛋白和CISPs均呈現(xiàn)規(guī)律性的增加,冷誘導(dǎo)11和7 d時(shí)二者含量最高,分別達(dá)到1.7和0.936 mg/L,較誘導(dǎo)前增加了100%和114.7%。說(shuō)明低溫和一定時(shí)間的冷誘導(dǎo)促進(jìn)了胡蘿卜蛋白和CISPs的產(chǎn)生。

通過(guò) SDS-PAGE檢測(cè)和Quantity-one分析,確定CISPs由8種蛋白組分組成,其相對(duì)分子量分別為:133.633、95.570、81.092、67.950、58.053、47.578、36.518、16.164 kDa。

經(jīng)過(guò)凍融處理后,在第5個(gè)凍融周期時(shí),添加CISPs的冷凍小麥淀粉凝膠的析水率為18.71%,較對(duì)照降低了14.38%;彈性和黏聚性分別升高了35.71%和86%,硬度、膠著性和咀嚼性分別降低了52%、9.43%、19.51%。且當(dāng)CISPs添加量為1.5%時(shí)效果最佳。說(shuō)明CISPs能有效降低小麥淀粉凝膠的析水率、減緩老化速率,改善其硬度、彈性、黏聚性、膠著性和咀嚼性等物性參數(shù)。對(duì)冷凍小麥淀粉凝膠的凍融穩(wěn)定性具有很好的抗凍保護(hù)作用。