谷朊粉復(fù)合物熱特性變化,當(dāng)物質(zhì)處于升溫或降溫的過程，其結(jié)構(gòu)（如相態(tài)）和化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化， 物質(zhì)的質(zhì)量及光、磁、電、力、熱等物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。熱分析技術(shù) 就是在改變溫度或者熱量的條件下測量物質(zhì)物理性質(zhì)與溫度的關(guān)系的一類技術(shù)。 在食品科學(xué)中，人們利用這一技術(shù)檢測脂肪、水的結(jié)晶溫度和融化溫度以及結(jié)晶 數(shù)量與融化數(shù)量；通過蒸發(fā)吸熱來檢測水的性質(zhì)；檢測蛋白質(zhì)變性和淀粉凝膠等 物理化學(xué)變化。在許多量熱技術(shù)中，差示掃描量熱技術(shù)應(yīng)用得最為廣泛，它是樣 品和參照物同時(shí)程序升溫或降溫，并且保持兩者溫度相等的條件下，測定流入或 流出樣品和參照物的熱量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。由于DSC的靈敏度髙、熱響應(yīng) 速度快和操作簡單，所以與常規(guī)的量熱計(jì)比熱容測定法相比較，樣品用量少，測 定速度快，捽作簡單[49]。

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能密切相關(guān)，在食品儲(chǔ)藏與加工過程中，加熱對蛋白質(zhì)性質(zhì) 的影響可以通過DSC分析檢測。結(jié)構(gòu)的變化總是伴隨熱量的吸收或釋放，DSC直接 記錄的是熱流量隨時(shí)間變化的曲線，谷朊粉復(fù)合物熱特性變化,該曲線與基線所構(gòu)成的峰面積與樣品熱轉(zhuǎn)變 時(shí)吸收或放出的熱量成正比。在DSC圖譜中，通過最大峰對應(yīng)的溫度和曲線與基 線所構(gòu)成的峰面積，可分別確定蛋白質(zhì)的變性溫度和變性焓。變性溫度反映蛋白 質(zhì)的熱穩(wěn)定性，變性焓代表蛋白質(zhì)分子的疏水性和親水性，同時(shí)也反映蛋白質(zhì)分 子的聚集程度。峰的窄寬可表明變性的協(xié)同性，如果蛋白質(zhì)在很窄的溫度范圍內(nèi) 發(fā)生變性轉(zhuǎn)變，則說明它具有很高的協(xié)同性[64、

本試驗(yàn)研究了果膠、海藻酸鈉、明膠、羧甲基纖維素鈉和瓜爾膠在濕熱條件 下對谷朊粉熱變性的影響。

4.2材料與方法 4.2.1試驗(yàn)材料與試劑

谷朊粉，果膠-谷朊粉復(fù)合物，CMC-谷朊粉復(fù)合物，海藻酸鈉-谷朊粉復(fù)合物， 明膠-谷朊粉復(fù)合物，瓜爾膠-谷朊粉復(fù)合物分別按照第二章所述獲得。

4.2.2儀器

DSC分析儀METTLER TOLEDO DSC823%梅特勒定位小坩堝，分析天平。

4,2.3試驗(yàn)方法

稱取樣品9?14mg于定位小坩堝中，放入DSC分析儀，按照表4-1設(shè)定測試 程序，并輸入所測樣品的重量，溫度按照lO'C/min的速度從25*0上升到2001C, 氮?dú)饬魉倏刂圃?0ml/min,

表4-1 DSC程序設(shè)定參數(shù)表 Table4-1 Parameter list of DSC procedure

參數(shù)名稱參數(shù)范圍

溫度掃描范圍25?200*C

升溫速度lOXVmin

保護(hù)氣氮?dú)饬魉?0ml/min

取樣童9 ?I4mg

4.3結(jié)果與討論

蛋白質(zhì)的差式掃描熱量法是一種通過加熱蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)的二級、三級、 四級結(jié)構(gòu)破壞，并同時(shí)測量記錄變性過程中的能量變化情況，從而反映蛋白質(zhì)結(jié) 構(gòu)特征的分析方法。本章對谷朊粉，以及第二章中值得的果膠-谷朊粉復(fù)合物，CMC- 谷朊粉復(fù)合物，海藻酸鈉-谷朊粉復(fù)合物，明膠-谷朊粉復(fù)合物，谷朊粉復(fù)合物熱特性變化,瓜爾膠-谷朊粉復(fù) 合物進(jìn)行DSC熱變性溫度測定，結(jié)果如表4-2、圖4-1、圖4-2、圖4-3、圖4-4、 圖4-5所示。

-2-4-6-8-10-12 f}擠轉(zhuǎn)鋃

-14¬204060 B0 100 120 140 160 180 200 220

溫度

圖4-1原谷朊粉的DSC曲線 Fig 4-1 DSC curve of gluten

從圖表中可以看出濕熱條件下各膠體對谷朊粉的峰值熱變性溫度產(chǎn)生了一定 的影響，圖4-1為未處理谷朊粉的熱力學(xué)溫度測量結(jié)果圖，如圖所示，可知原谷 朊粉的熱變性溫度為131.33’C,與之相比改性后的谷朊粉熱變性溫度都有所降低， 果膠-谷朊粉復(fù)合物的熱變性溫度下降到116.67’C (圖4-2)，海藻酸鈉-谷朊粉復(fù) 合物的熱變性溫度下降到118. 50°C (圖4-3),明膠-谷朊粉復(fù)合物的熱變性溫度 下降到125.83°C (圖4-4)，羧甲基纖維素鈉-谷朊粉復(fù)合物的熱變性溫度下降到 98.33*C (圖4-5)，瓜爾膠-谷朊粉復(fù)合物的熱變性溫度下降到113.0(TC (圖4-6)。 通常物質(zhì)的熱變性溫度會(huì)因聚合交聯(lián)加劇而提高[51]，這說明谷朊粉經(jīng)過濕熱、膠 體改性后，其蛋白質(zhì)分子的交聯(lián)程度有所減小，其中CMC對谷朊粉蛋白質(zhì)分子間 交聯(lián)作用的影響最大。另一方面蛋白質(zhì)分子的熱穩(wěn)定性還可以反映蛋白質(zhì)分子間 的疏水相互作用，疏水相互作用的減弱可以導(dǎo)致熱變性溫度降低[52]。濕熱條件下 膠體對谷朊粉的改性促進(jìn)了蛋白結(jié)構(gòu)的伸展，破壞了疏水相互作用、氫鍵等共價(jià) 作用，這可能是導(dǎo)致改性谷朊粉熱變性溫度降低的主要原因。

 

圖4-3添加了海藻酸鈉的改性谷朊粉DSC曲線 Fig 4-3 DSC curve of modified gluten by add sodixun algenate

20406080100 120 140 160 180 200 220

溫度（X： }

圖4-4添加了明膠的改性谷朊粉DSG曲線 Fig 4-4 DSC curve of modified gluten by add gelatin

I

圖4-5添加了 CMC的改性谷朊粉DSC曲線 Fig 4-5 DSC curve of modified gluten by add CMC

圖4-6添加了瓜爾膠的改性谷朊粉DSC曲線

Fig 4-6 DSC curve of modified gluten by add guar gum 表4-2谷朊粉及谷朊粉復(fù)合物的熱力學(xué)溫度特性表

Table4-2 Thermodynamics temperature of gulten and modified gluten 注：A為原谷朊粉：B為果膠-谷朊粉復(fù)合物；C為海藻酸鈉-谷朊粉復(fù)合物；D為明膠-谷朊粉復(fù)合物：E為 羧甲基纖維素鈉-谷朊粉復(fù)合物；F為瓜爾膠-谷朊粉復(fù)合物•

DSC測量的焓熱，確切的說是焓變，即樣品發(fā)生熱轉(zhuǎn)變前后的AH。對于壓力 不變的過程，AH等于變化過程所吸收的熱量Q,所以有時(shí)候?qū)H與熱量Q等同 起來。從表4-2中可以看出，與原谷朊粉相比，果膠_谷阮粉復(fù)合物和海藻酸鈉- 谷朊粉復(fù)合物的焓熱有所減低，明膠-谷朊粉復(fù)合物和瓜爾膠-谷朊粉復(fù)合物的焓 熱與原谷朊粉相差不大，羧甲基纖維素鈉-谷朊粉的焓熱與原谷朊粉相比升高了百 分之五十。焓變大小可以反映蛋白質(zhì)分子的疏水性和親水性強(qiáng)弱，洽變越小，表 明蛋白質(zhì)的親水性增加、疏水性降低；反之，焓變越大，則蛋白質(zhì)的親水性降低、

AreaBeginning XEnding

XX of PeakY of PeakWidth (at half height)Height

(from

base)X of Centroid

A-260.5689.17175. 33131.33-9.3021.88L 64135* 09

B-225.9476.33160.67116.67-5.7837.112.57116.63

C-237.2776.33162.5118.5-5.9037.972.68117.85

D-270.0281.83169.83125.83-7.0434.863.52124.46

B-389.7154.33142.3398.33-7.8748.483.8497.43

F-263.3178.17157113-6.6637.213.12115. 56

疏水性增加。由圖表，可以得出與原谷朊粉相比，果膠-谷朊粉復(fù)合物和海藻酸鈉 -谷朊粉復(fù)合物的親水性增加，疏水性減?。幻髂z-谷朊粉復(fù)合物和瓜爾膠-谷朊粉 復(fù)合物的親水性、疏水性與原谷朊粉相似，變化不大；與原谷朊粉相比，羧甲基 纖維素鈉-谷朊粉復(fù)合物的疏水性有顯著升高。谷朊粉復(fù)合物熱特性變化,變性峰的窄寬可以反映谷朊粉變性 的協(xié)同性，峰越寬，說明蛋白質(zhì)熱變性過程中協(xié)同性越差。從圖中可以看出，所 有經(jīng)過膠體改性的谷朊粉，其峰寬都比原谷朊粉要寬，說明其變性的協(xié)同性很差。

4.4本章小結(jié)

谷朊粉的熱變性溫度為131.331：，在濕熱條件下經(jīng)過膠體改性后，其熱變性 溫度因膠體不同都發(fā)生了不同程度的下降，說明濕熱條件下進(jìn)行的膠體改性降低 了谷朊粉的熱穩(wěn)定性。膠體改性后谷朊粉的熱穩(wěn)定性從大到小的順序依次是：明

膠-谷朊粉復(fù)合物、海藻酸鈉-谷朊粉復(fù)合物、果膠-谷朊粉復(fù)合物、瓜爾膠-谷朊 粉復(fù)合物、羧甲基纖維素鈉-谷朊粉復(fù)合物。焓變數(shù)據(jù)表明，與原谷阮粉相比，經(jīng) 果膠和海藻酸鈉改性的谷朊粉，其親水性有所增加；經(jīng)羧甲基纖維素鈉改性的谷 朊粉的疏水性有所增加；經(jīng)明膠和瓜爾膠改性的谷朊粉的疏水親水變化不大。

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