论文部分内容阅读
蛋白质与多糖,作为食品中最重要的两类大分子,基于非共价键调控它们复合体系的宏观、微观相行为及微/纳组装体系,特别是在食品加工条件诱导下的相行为,一方面可以设计产品微观结构、丰富食品形态、构建新型食品,同时基于大分子构建的一系列微/纳米聚集体可为食品功能因子、药物载送体系提供了更多的选择。本论文开展食品多糖黄原胶(XG)、κ-卡拉胶(CRG)与溶菌酶(Ly)在非共价键作用下的微观和宏观相转变行为及其微、纳组装行为的研究;探索其在姜黄素增溶和保护方面的应用潜力;研究非热条件下黄原胶/溶菌酶体系在静电诱导下的连续相转变;探讨多种多糖在非热及热处理条件下对溶菌酶结构和酶活性的影响。本文主要研究结果如下:1.XG/Ly体系相转变具有阶段性,从高pH条件到低pH条件依次为共溶态、可溶性复合物阶段及凝胶网络结构三个阶段。凝胶网络骨架由XG构成,Ly起着类似交联剂的作用将XG分子链连结起来。XG可不同程度提高Ly的热稳定性,却不能阻止热处理使体系变性、聚集及凝胶化。不同pH条件下热处理诱发XG/Ly体系相行为有所不同,有共溶态、微/纳米结构体系及结合相分离等阶段。碱(pH 11.8)-热处理下XG/Ly体系可制备椭圆形貌、尺寸可控(61.7 nm-108 nm)的纳米凝胶(XG/Ly NPs),并具有很好分散性及稳定性,各种表征显示XG和Ly互穿共同形成XG/Ly NPs的骨架。在制备过程中,XG和Ly原来构象均遭到破坏,暴露出更多的疏水区,Ly显示出α-螺旋向β-折叠转变的趋势。热处理过程中氢键、疏水相互作用及静电相互作用下,XG/Ly复合物结构发生重排,从亚稳定结构转变为稳定的XG/Ly NPs体系。2.XG/Ly NPs在较低pH条件下结构被破坏,但涡旋和均质没有对其产生影响。XG/Ly NPs作为固体颗粒稳定剂可制备稳定Pickering乳液,能量的输入可以获得广泛pH稳定的乳液,其原因可能是XG/Ly NPs在界面吸附并与油相相关成分发生相互作用使界面层更加稳定从而提高乳液的稳定性。涡旋及均质制备的Pickering乳液均对结晶紫具有良好的吸附效果,当结晶紫浓度为2.5-20 mg/L时吸附率分别可达到90%和105%。3.调节碱-热处理后XG/Ly体系pH可制备响应性纳米凝胶,该XG/Ly NPs在pH 11至7之间具有良好的pH可逆性。pH诱导XG/Ly体系呈现“S”型相转变趋势,即第Ⅰ(pH>9.0)、Ⅱ(pH 6.0-9.0)、Ⅲ(pH<9.0)阶段,分别为共溶阶段、纳米凝胶阶段及超结构阶段。第Ⅲ阶段是在第Ⅱ阶段的基础上以XG/Ly NPs为单位自组装聚集构成,初始热处理的pH影响XG/Ly体系对pH的敏感性及其相阶段的发生,决定相转变的发生阶段,但并不影响其相行为的转变。4.在静电等物理相互作用的驱动下,CRG和Ly自发交互组装形成CRG/Ly可溶性复合物,自组装的过程中CRG可改变Ly的高级结构,并提高其热稳定性。CRG/Ly可溶性复合物疏水微区可用来包载油溶性活性物质,CRY2可提高姜黄素(Cur)水溶解度600多倍,同时有效提高其在巴氏杀菌及紫外辐射条件下的稳定性及生物活性。不同pH、蛋白/多糖质量比、盐离子浓度或热诱导等条件下,提高体系蛋白含量可促进CRG/Ly复合物发生聚集行为,表现为可溶性CRG/Ly复合物结合形成更大尺寸的复合物聚集体。pH诱导具有聚集与解聚集的可逆性,CRG/Ly复合物在0-25 mM盐离子浓度范围具有良好的稳定性,热处理可加速复合物聚集产生结合相分离,并与温度和多糖/蛋白比例相关。5.在非热条件下,多糖对Ly结构的影响在于是否与其发生相互作用。CRG与Ly有着强烈的静电相互作用,可与Ly形成复合物,从而改变Ly的结构、光谱性质及酶活性,结果表明CRG与Ly作用后酶活性降低至原来的1/4。分子量较高及分子量较低的中性多糖KGM和Inulin并未对Ly的结构及性质产生显著影响。KGM、CRG、Inulin三种多糖与Ly的复合体系在热处理条件下的相行为各不相同,CRG与KGM可以提高多糖/Ly体系的热稳定性,甚至在高于热变性温度也不发生明显相分离,而中性多糖Inulin由于分子量较小并未对其相行为产生影响。热处理可加速改变Ly的结构,紫外可见吸收光谱及荧光光谱显示改变Ly结构强弱的顺序为:CRG>KGM>Inulin。