葡萄糖酸内酯（GDL）诱导的大豆蛋白凝胶的凝固机理为GDL在水溶液中缓慢水解为葡萄糖酸，通过降低体系pH值，使蛋白质分子负电荷集团间静电斥力降低，蛋白分子间不断聚集、成胶。GDL在水中的水解（酸化）速率与温度成正相关，温度越高，GDL酸化速率越快，蛋白分子的聚集和凝胶速率越快。
迄今为止，关于酸化速率对大豆蛋白凝胶结构的研究较少。福建农林大学食品科学学院的李倩如、熊瑶和张龙涛*等人通过改变保温温度，以pH值、浊度为指标，揭示GDL酸化速率的变化，进一步探讨GDL酸化速率对大豆蛋白凝胶的凝胶强度、刚性、保水性和微观结构的影响，对调控大豆蛋白凝胶的形成过程、开发质构各异的大豆蛋白凝胶制品具有重要的理论意义和实际应用价值。
一、酸化速率的分析
1.1 pH值的测定结果
结果显示，SPI凝胶样品的最终pH值稳定在5.17。随着保温温度的升高，SPI凝胶的pH值下降速率增加。当保温温度不大于60 ℃时，样品在10 h之后达到稳定pH值，酸化速率慢。当保温温度为90 ℃时，样品在2 h时便达到稳定pH值。由此表明，通过改变保温温度，可以显着调控大豆蛋白凝胶被酸化的速率。
1.2 浊度测定结果
由图2可知，随着保温温度的升高，SPI溶液的浊度越高，形成凝胶的时间越短。当保温温度不大于40 ℃时，蛋白溶液在保温30 min后仍未形成凝胶，而当保温温度不小于50 ℃时，蛋白在保温30 min的过程中均已开始形成凝胶，SPI溶液在90 ℃保温1 min后即形成凝胶。结合SPI凝胶pH值的测定结果，不同的保温温度可以调控SPI凝胶被酸化的速率。
二、凝胶强度的测定
结果显示，随着保温温度的升高，SPI凝胶的凝胶强度不断提高。30 ℃和40 ℃保温形成的蛋白凝胶的凝胶强度无显着差异。当保温温度提高到50 ℃时，酸化速率加快，蛋白聚集加快，蛋白溶液在保温20 min后便凝固成胶，凝胶强度显着增大。当保温温度不大于60 ℃时，凝胶样品在10 h之后才达到稳定pH值，凝胶结构固化时间短，凝胶强度较低，当保温温度由60 ℃提高到70 ℃时，酸化速率显着加快，蛋白在保温10 min的过程中均已开始形成凝胶，蛋白凝胶固化时间较长，凝胶结构更为稳定，所以凝胶强度显着增大。
三、频率扫描结果
结果显示，SPI凝胶的储能模量（G’）在0.1～10 Hz范围内是频率相关的，即形成了SPI凝胶结构，具有典型的黏弹性材料属性。当保温温度不大于50 ℃时，酸化速率较慢，SPI凝胶达到稳定pH值需较长的时间（≥10 h），蛋白聚集体之间彼此交联形成凝胶的时间长，凝胶固化时间短，因此，在30、40、50 ℃的保温温度下G’间无显着性差异。当保温温度为60 ℃时，酸化速率加快，蛋白聚集体之间迅速发生交联，蛋白凝胶在保温10 min后便固化成胶，G’增大，凝胶刚性增大。随着保温温度的升高，酸化速率不断增加，蛋白聚集和凝胶速率不断增加，凝胶刚性不断增加，90 ℃时达到最大。
三、保水性的测定
结果显示，随着保温温度的升高，SPI凝胶的保水性先增加后降低，60 ℃时达到最大。当保温温度小于60 ℃时，酸化速率过慢，pH值变化缓慢，聚集速率过慢，凝胶形成缓慢，需较长时间才可达到稳定状态，凝胶结构较弱，因而形成的凝胶保水性差。当保温温度大于60 ℃时，酸化速率过快，pH值下降过快，聚集过快，形成的聚集体较大，凝胶结构粗糙，不均匀，凝胶的保水性相较于最优的酸化速率条件下（60 ℃保温）的保水性有所下降。当保温温度为60 ℃时，GDL分解速率最为适中，SPI被酸化的速率最优，因而形成的三维网络结构最为致密均匀，凝胶保水性最优。该结果与SPI凝胶的凝胶强度变化趋势不同，这是因为蛋白凝胶的保水性主要受蛋白分子网络结构的致密程度所调控，而不是凝胶强度。
三、微观结构分析
如图6所示，当保温温度在60 ℃时，形成的SPI凝胶结构最为均匀致密，其分形维数达到最大值2.90±0.010；30 ℃保温时，分形维数为2.88±0.010，凝胶结构松散、不致密，这是因为酸化速率过低，蛋白分子聚集速率过慢，不能形成致密的凝胶结构，保水性较低；90 ℃保温时，分形维数最低2.86±0.010，这是因为在该温度下体系酸化速率过快，蛋白分子迅速聚集沉淀，形成团簇状结构，因而凝胶结构空隙较多，凝胶的致密均匀程度降低。该结果与SPI凝胶保水性的结果相同，这也进一步表明蛋白凝胶的保水性主要受蛋白分子结构的致密程度调控。
结 论
本实验研究酸化速率对GDL诱导的SPI凝胶结构的影响，pH值和浊度的测定结果表明，通过改变保温温度可以显着调控蛋白凝胶的酸化速率。当保温温度不断升高，GDL凝固剂的释放速率越来越快，SPI凝胶的pH值的下降速率越来越大，同时，蛋白溶液的浊度不断增加，表明蛋白聚集速率的增加，凝胶形成速率的加快。随着酸化速率的增加，SPI凝胶的凝胶强度和刚性不断提高，但是，保水性先增加后降低，在60 ℃时达到最大值。微观结构的测定结果显示，在60 ℃保温的SPI凝胶的结构最为均匀致密。综上所述，GDL的酸化速率可以调控SPI凝胶的质构特性，制成质构各异的SPI凝胶。
