高壓下大豆蛋白凝膠化反應之熱力學性狀及熱效應的探討

Abstract

高壓加工是一種新發展的技術。高壓與熱同樣地具有殺菌效果, 並能使食 品成分物質發生變性及形成新的食品素材。高壓加工因為不發生共價鍵之 化學變化, 所以可以避免由於熱作用所引起之缺點。高壓處理和加熱處理 都會使天然蛋白質因變性而凝膠, 但其凝膠體表現出來的物性及官能檢查 結果並不相同, 因此可利用此現象以高壓處理來改良質地, 創造具更高品 質的產品。大豆蛋白是一種經濟實惠的高營養食品, 加熱與高壓處理皆會 使其形成凝膠。本研究即以大豆蛋白為試驗材料, 利用熱力學性狀之探討 、凝膠物性測定及反應曲面法(RSM)之設計來求取高壓下大豆蛋白凝膠化 反應之最適操作條件。結果室溫下(25℃)以高壓(2,000-4,000atm)處理及 增長加壓時間, 皆有利於大豆蛋白凝膠反應之進行。當溫度提高到35℃, 其平衡係數(K)較 25℃處理提高很多, .DELTA.G 亦更趨於負值, 表示更 有利於凝膠反應。因此溫度35℃和高壓2,000∼4,000atm併用之組合,對凝 膠反應而言為相乘作用。若溫度更提高到 45℃時, 其K明顯下降, 且. DELTA.G變成正值, 反而不利於凝膠反應, 表示溫度45℃和高壓(2,000 ∼4,000atm)之併用組合, 溫度和壓力出現拮抗作用。而利用相乘作用範 圍, 避免拮抗作用, 所求出之最適操作條件為濃度18%之大豆蛋白於30 ∼40℃下, 以壓力 4,000atm處理, 操作時間則建議在10∼30min。另外配 合掃描式電子顯微鏡 (SEM)觀察其高壓凝膠之構造, 及以示差掃描熱量 計(DSC)進行熱效應分析,來探討凝膠形成機制和分子間作用力的穩定性。 再將高壓凝膠所得之結果與加熱凝膠者加以比較, 結果大豆蛋白高壓凝膠 在物性表現、凝膠構造之細緻性及外觀上皆優於加熱凝膠者。