1.引言
植物蛋白成分作為肉類、魚類或乳制品 的替代品在食品行業中越來越受歡迎，以 減少動物蛋白，從而提高我們飲食的可持 續性。蛋白質通常與水和其他成分混合， 可以在高溫和高壓下進一步加工。
由於蛋 白質在某些條件下（例如熱、濕度、pH、 壓力或剪切力）可能會變性，因此它們可 能會失去其天然結構，從而導致物理變化 和不同的功能，例如蛋白質溶解度降低。 在變性過程中，球狀蛋白質在水和熱的存 在下水合並膨脹。這些顆粒在達到臨界溫 度後破裂，三級結構展開。
冷卻後，展開 的分子排列並交聯形成 3D 網絡或凝膠。 測量蛋白質功能的一種方法是將它們暴露 在溫度攪拌曲線下，傳統上用於研究淀粉 的糊化行為，因為變性可以與淀粉糊化類 似地分析。在糊化過程中，淀粉或蛋白質 受到由混合、加熱、保溫和冷卻組成的溫 度和攪拌過程的影響。通過監測粘度，可 以得出有關功能的結論。
2.實驗
2.1 樣品 所有實驗均使用安東帕的空氣軸承模塊 化緊湊型流變儀 (MCR) 和淀粉池進行。淀 粉池由電加熱溫度裝置和逆冷系統組成， 以確保適當的溫度控制和快速的加熱和冷 卻速率。具有大傳熱比表面積的量杯可實 現樣品中高效且均勻的溫度分佈。攪拌器 和擺錘都可以用作測量系統。
淀粉攪拌器 可用於避免沉淀，而擺錘則用於絕對流變 學測量。為了避免水和熱量損失，杯子上 蓋有蓋子。如果樣品暴露在 100 °C 以上 的溫度下，則必須使用淀粉壓力傳感器以 避免沸騰和損失樣品。在這種情況下，蛋 白質懸浮液被密封在壓力杯中，沒有指定 壓力。
使用兩種不同的市售豌豆分離蛋白 （PP1 和 PP2）和兩種大豆濃縮蛋白 （SPC）。將它們與蒸餾水（蛋白粉的 15w%）混合並用磁力攪拌器攪拌以確保均勻 性。 對蛋白質懸浮液進行明確的攪拌和溫度分 佈，由五個間隔組成：混合、平衡和吸 水、加熱、保持和冷卻。重復測量以確保 良好的再現性。加熱和冷卻速率設置為6℃/ 分鐘。
3.實驗數據及結果分析
圖 2 顯示了兩種分離蛋白的粘度曲線 和大豆蛋白濃度。所有三個樣品都具有相 似的初始粘度，隨著溫度的升高，它們的 粘度降低。 PP2 在 60 °C 時達到最低粘 度，低於 PP1。 PP1 的最低粘度在 64 °C 時達到。它們的最終粘度也相似，但比初 始粘度高得多。大豆濃縮蛋白的性質有所 不同。當溫度升高時，粘度降低。在保持 和冷卻階段，粘度再次增加並達到比初始 粘度高得多的值。
圖2 兩種不同的豌豆分離蛋白和大豆濃縮 蛋白的粘度曲線
粘度曲線可用於分析蛋白質的功能。 初始粘度取決於蛋白質的溶解度和水結合 能力。粘度越高，水溶性越低，水結合能 力越高。高溫（高於 75 °C）時粘度突然 增加可能與天然蛋白質變性有關，導致蛋 白質溶解度降低 (1)。圖 3 顯示了大豆濃縮 蛋白在 125 °C 和 140 °C 保溫溫度下的 加熱曲線。
此處，在約 115 °C 時達到最 小粘度。當溫度保持在125℃以下時，在保 溫和冷卻階段粘度繼續增加。然而，當達 到較高溫度時，粘度顯示出峰值，這導致 在保持階段粘度下降。這表明已到達熔化 區 (2)。冷卻時，粘度再次增加，但顯示出 與較低保持溫度下不同的粘度值。
4.總結
糊化或凝膠化曲線可用於研究蛋白質在 受到熱機械應力時的功能。 MCR 流變儀中 的淀粉池是理想的設備，不僅可以用於研 究單個分離物，還可以快速、簡單和可靠 地研究濃度、pH、壓力、溫度、酸處理、 淀粉和其他成分的混合物的影響。不用 說，了解原材料的行為對於設置正確的工 藝參數至關重要，例如高水分人造肉的擠 壓烹飪。