谷朊粉复合物热特性变化,当物质处于升温或降温的过程，其结构（如相态）和化学性质会发生变化， 物质的质量及光、磁、电、力、热等物理性质也会发生相应的变化。热分析技术 就是在改变温度或者热量的条件下测量物质物理性质与温度的关系的一类技术。 在食品科学中，人们利用这一技术检测脂肪、水的结晶温度和融化温度以及结晶 数量与融化数量；通过蒸发吸热来检测水的性质；检测蛋白质变性和淀粉凝胶等 物理化学变化。在许多量热技术中，差示扫描量热技术应用得最为广泛，它是样 品和参照物同时程序升温或降温，并且保持两者温度相等的条件下，测定流入或 流出样品和参照物的热量与温度关系的一种技术。由于DSC的灵敏度髙、热响应 速度快和操作简单，所以与常规的量热计比热容测定法相比较，样品用量少，测 定速度快，捽作简单[49]。
蛋白质结构与功能密切相关，在食品储藏与加工过程中，加热对蛋白质性质 的影响可以通过DSC分析检测。结构的变化总是伴随热量的吸收或释放，DSC直接 记录的是热流量随时间变化的曲线，谷朊粉复合物热特性变化,该曲线与基线所构成的峰面积与样品热转变 时吸收或放出的热量成正比。在DSC图谱中，通过最大峰对应的温度和曲线与基 线所构成的峰面积，可分别确定蛋白质的变性温度和变性焓。变性温度反映蛋白 质的热稳定性，变性焓代表蛋白质分子的疏水性和亲水性，同时也反映蛋白质分 子的聚集程度。峰的窄宽可表明变性的协同性，如果蛋白质在很窄的温度范围内 发生变性转变，则说明它具有很高的协同性[64、
本试验研究了果胶、海藻酸钠、明胶、羧甲基纤维素钠和瓜尔胶在湿热条件 下对谷朊粉热变性的影响。
4.2材料与方法 4.2.1试验材料与试剂
谷朊粉，果胶-谷朊粉复合物，CMC-谷朊粉复合物，海藻酸钠-谷朊粉复合物， 明胶-谷朊粉复合物，瓜尔胶-谷朊粉复合物分别按照第二章所述获得。
4.2.2仪器
DSC分析仪METTLER TOLEDO DSC823%梅特勒定位小坩埚，分析天平。
4,2.3试验方法
称取样品9〜14mg于定位小坩埚中，放入DSC分析仪，按照表4-1设定测试 程序，并输入所测样品的重量，温度按照lO'C/min的速度从25*0上升到2001C, 氮气流速控制在30ml/min,
表4-1 DSC程序设定参数表 Table4-1 Parameter list of DSC procedure
参数名称参数范围
温度扫描范围25〜200*C
升温速度lOXVmin
保护气氮气流速30ml/min
取样童9 〜I4mg
4.3结果与讨论
蛋白质的差式扫描热量法是一种通过加热蛋白质，使蛋白质的二级、三级、 四级结构破坏，并同时测量记录变性过程中的能量变化情况，从而反映蛋白质结 构特征的分析方法。本章对谷朊粉，以及第二章中值得的果胶-谷朊粉复合物，CMC- 谷朊粉复合物，海藻酸钠-谷朊粉复合物，明胶-谷朊粉复合物，谷朊粉复合物热特性变化,瓜尔胶-谷朊粉复 合物进行DSC热变性温度测定，结果如表4-2、图4-1、图4-2、图4-3、图4-4、 图4-5所示。
-2-4-6-8-10-12 f}挤转锒
-14¬204060 B0 100 120 140 160 180 200 220
温度
图4-1原谷朊粉的DSC曲线 Fig 4-1 DSC curve of gluten
从图表中可以看出湿热条件下各胶体对谷朊粉的峰值热变性温度产生了一定 的影响，图4-1为未处理谷朊粉的热力学温度测量结果图，如图所示，可知原谷 朊粉的热变性温度为131.33’C,与之相比改性后的谷朊粉热变性温度都有所降低， 果胶-谷朊粉复合物的热变性温度下降到116.67’C (图4-2)，海藻酸钠-谷朊粉复 合物的热变性温度下降到118. 50°C (图4-3),明胶-谷朊粉复合物的热变性温度 下降到125.83°C (图4-4)，羧甲基纤维素钠-谷朊粉复合物的热变性温度下降到 98.33*C (图4-5)，瓜尔胶-谷朊粉复合物的热变性温度下降到113.0(TC (图4-6)。 通常物质的热变性温度会因聚合交联加剧而提高[51]，这说明谷朊粉经过湿热、胶 体改性后，其蛋白质分子的交联程度有所减小，其中CMC对谷朊粉蛋白质分子间 交联作用的影响最大。另一方面蛋白质分子的热稳定性还可以反映蛋白质分子间 的疏水相互作用，疏水相互作用的减弱可以导致热变性温度降低[52]。湿热条件下 胶体对谷朊粉的改性促进了蛋白结构的伸展，破坏了疏水相互作用、氢键等共价 作用，这可能是导致改性谷朊粉热变性温度降低的主要原因。
图4-3添加了海藻酸钠的改性谷朊粉DSC曲线 Fig 4-3 DSC curve of modified gluten by add sodixun algenate
20406080100 120 140 160 180 200 220
温度（X： }
图4-4添加了明胶的改性谷朊粉DSG曲线 Fig 4-4 DSC curve of modified gluten by add gelatin
I
图4-5添加了 CMC的改性谷朊粉DSC曲线 Fig 4-5 DSC curve of modified gluten by add CMC
图4-6添加了瓜尔胶的改性谷朊粉DSC曲线
Fig 4-6 DSC curve of modified gluten by add guar gum 表4-2谷朊粉及谷朊粉复合物的热力学温度特性表
Table4-2 Thermodynamics temperature of gulten and modified gluten 注：A为原谷朊粉：B为果胶-谷朊粉复合物；C为海藻酸钠-谷朊粉复合物；D为明胶-谷朊粉复合物：E为 羧甲基纤维素钠-谷朊粉复合物；F为瓜尔胶-谷朊粉复合物•
DSC测量的焓热，确切的说是焓变，即样品发生热转变前后的AH。对于压力 不变的过程，AH等于变化过程所吸收的热量Q,所以有时候将AH与热量Q等同 起来。从表4-2中可以看出，与原谷朊粉相比，果胶_谷阮粉复合物和海藻酸钠- 谷朊粉复合物的焓热有所减低，明胶-谷朊粉复合物和瓜尔胶-谷朊粉复合物的焓 热与原谷朊粉相差不大，羧甲基纤维素钠-谷朊粉的焓热与原谷朊粉相比升高了百 分之五十。焓变大小可以反映蛋白质分子的疏水性和亲水性强弱，洽变越小，表 明蛋白质的亲水性增加、疏水性降低；反之，焓变越大，则蛋白质的亲水性降低、
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。由图表，可以得出与原谷朊粉相比，果胶-谷朊粉复合物和海藻酸钠 -谷朊粉复合物的亲水性增加，疏水性减小；明胶-谷朊粉复合物和瓜尔胶-谷朊粉 复合物的亲水性、疏水性与原谷朊粉相似，变化不大；与原谷朊粉相比，羧甲基 纤维素钠-谷朊粉复合物的疏水性有显著升高。谷朊粉复合物热特性变化,变性峰的窄宽可以反映谷朊粉变性 的协同性，峰越宽，说明蛋白质热变性过程中协同性越差。从图中可以看出，所 有经过胶体改性的谷朊粉，其峰宽都比原谷朊粉要宽，说明其变性的协同性很差。
4.4本章小结
谷朊粉的热变性温度为131.331：，在湿热条件下经过胶体改性后，其热变性 温度因胶体不同都发生了不同程度的下降，说明湿热条件下进行的胶体改性降低 了谷朊粉的热稳定性。胶体改性后谷朊粉的热稳定性从大到小的顺序依次是：明
胶-谷朊粉复合物、海藻酸钠-谷朊粉复合物、果胶-谷朊粉复合物、瓜尔胶-谷朊 粉复合物、羧甲基纤维素钠-谷朊粉复合物。焓变数据表明，与原谷阮粉相比，经 果胶和海藻酸钠改性的谷朊粉，其亲水性有所增加；经羧甲基纤维素钠改性的谷 朊粉的疏水性有所增加；经明胶和瓜尔胶改性的谷朊粉的疏水亲水变化不大。
本文推荐企业：山东东达生物化工有限公司（http://www.sddasw.com/)，是专业的瓜尔胶和瓜尔豆胶生产厂家，专业生产瓜尔胶和瓜尔豆胶。拥有雄厚的技术力量，先进的生产工艺和设备。山东东达生物化工有限公司全体员工为海内外用户提供高技术,高性能，高质量的瓜尔胶和瓜尔豆胶产品。热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。