大豆蛋白与风味化合物的相互作用机制及含大豆蛋白食品风味失衡的调控途径研究

The main challenges in the application of soy protein in food area were the off-flavor from soy protein and the unpleasent aroma profile due to selective absorbance and release of flavor compounds by soy protein. Till now, the techniques about the improvement of soy protein off-flavor have tremendous progress, while the mechanisms about the interactions of soy protein and flavor compounds and the flavor unbalance are far away from understood and the relative controlling techneque is also lack. Therefore, the objectives of this project were to illustrate the interaction of multiple volatile compounds and soy protein, to develop the mathematical models that can prodict interactions, to reveal the factors that affect the binding or release of volatile compounds by soy protein, and to find the techniques or methods to control or reduce or balance the flavor binding potential of soy protein in real food system. The above mentioned studies are valuable for the progress of intermolecular interaction theory, and will aid in the development of new processes for off-flavor removal in soy products , improve soy food quality and allow target for perferential flavor release for food and ingredients.

大豆蛋白由于本身具有不良风味以及对风味化合物存在选择性吸附和释放等相互作用问题，使含大豆蛋白食品或多或少存在风味恶化问题，消费者很难接受。迄今为止，大量研究针对改善大豆蛋白本身风味，而对于大豆蛋白与风味化合物相互作用导致的风味失衡和恶化问题研究很少，既缺乏理论也缺乏控制技术。本项目针对该问题展开研究，改变过去在模拟体系中研究单一化合物与蛋白作用的方式，重点研究在多种风味化合物共存条件下大豆蛋白与风味化合物的互作关系，阐明互作模型和分子机制；探讨大豆蛋白与风味化合物互作关系的影响因素，寻求对大豆蛋白风味吸附和释放的调控途径；以实际饮料体系为研究对象，阐明大豆蛋白对实际体系风味的影响，寻求在实际体系中建立控制风味平衡的技术以及风味矫正的途径。该研究对于深化大豆蛋白和风味化合物的相互作用理论具有学术价值，对于有效改善含大豆蛋白食品的风味和品质、提升大豆蛋白在食品中的应用水平也具有重要的现实意义。

以SPI与水果风味物质为研究对象，首先通过在提取工艺中加入灭酶和醇洗步骤，获得了天然大豆分离蛋白（N-SPI）和具有较低风味化合物含量的少风味大豆分离蛋白（L-SPI）；应用顶空固相微萃取气相色谱质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）测定了风味物质与商业大豆分离蛋白（C-SPI）、N-SPI和L-SPI的结合能力。探究了不同食品基质条件（浓度、温度、pH和盐浓度）对于SPI对9种草莓特征风味吸附作用的影响。结果表明，随着SPI浓度的升高其吸附能力增强；随着蛋白质-风味化合物平衡温度的升高，吸附能力显著（P<0.05）减小；pH中性状态时，SPI吸附能力最强，pH升高或者下降导致其对于风味特征化合物的吸附能力显著（P<0.05）下降；溶液离子强度的增加也会导致SPI对特征风味物质的吸附能力显著（P<0.05）下降。探究了添加SPI对风味轮廓的影响以及添加单体风味物质对于变化的风味轮廓的补偿。添加SPI对于草莓风味轮廓感知影响较大，果香/甜香急剧减少，药草/青味和橘香也有不同程度下降，但是松油、木头/树叶和脂肪/橡胶的风味出现了一定的增强，草莓风味出现显著失衡。当重新添加单体风味物质后，能够较好地还原和补偿整体的风味轮廓，提高其果香/甜香以及药草/青味和橘香。探讨了不同蛋白、风味物质种类、蛋白浓度及pH对风味物质/蛋白质相互作用的影响，结果显示：C-SPI对风味物质的吸附能力最强，显著高于N-SPI和L-SPI；L-SPI对醇类和醛类化合物表现为吸附，烯类物质表现为促进其在水溶液中的释放；长脂肪链结构化合物与L-SPI的相互作用力强于芳香环状结构化合物；随蛋白浓度增大L-SPI对醇、醛类物质的结合能力增强；pH接近等电点时，L-SPI对醇、醛类物质结合能力最弱，但对烯类物质的结合能力却显著提高。探索了SPI对柠檬风味轮廓的影响及补偿方法。体系添加SPI后整体风味轮廓发生了明显变化，柠檬风味减弱，柑橘香气与果香减少，蛋白自身“豆腥味”整体凸显，泥土香和青味增强。依据吸附比例结果，对混合体系进行了风味补偿，补偿后的整体风味，柑橘香、果香得到了增强，体系基本恢复了柠檬的风味轮廓。