论文部分内容阅读
蛋白质与多糖的相互作用极大的影响着蛋白质的结构和功能性质。常被用作对蛋白质结构修饰的一种手段。本论文主要针对蛋清蛋白乳化性能较差的问题,以卵白蛋白(OVA)和阿拉伯胶(GA)为对象研究多糖与蛋白质相互作用对O/W型乳液界面吸附特性、乳化和稳定性及流变学性能的影响,深入探讨蛋白质-多糖相互作用与油水界面吸附特性、乳液稳定性之间的关系。并利用蛋白质-多糖复合物包埋百里香油,研究界面吸附结构对精油类物质的稳定作用及其长效抑菌作用。旨在开发禽蛋蛋白的功能性质,进一步扩大禽蛋蛋白在食品体系中的应用范围。主要研究内容和结果如下:论文首先利用浊度法研究了不同条件下卵白蛋白和阿拉伯胶的相互作用及相分离行为,并对蛋白质-多糖复合物ζ-电位和粒径进行了分析,结果表明:在总浓度为0.05%,蛋白质/多糖比例为2:1时,随着p H值的降低出现了四个不同的相区:共溶区(p H>4.61),可溶性复合物相区(4.18<p H<4.61)、不溶性复合物相区(2.40<p H<4.18)、共溶区(p H<2.40),并且在p H 3.79时浊度达到最大值1.05。随着Na Cl浓度从0 mmol/L增加到60 mmol/L复合体系的浊度值从1.05降到0.18,且不溶性复合物区域变窄。相同电荷数的二价离子较一价离子对卵白蛋白和阿拉伯胶相互作用的影响强。相同价态的不同离子间屏蔽作用无明显差别。当蛋白质/多糖浓度从1:1增加到24:1时,浊度曲线向更高的p H值偏移,并且在比例2:1时浊度出现最大值。蛋白质和多糖复合凝聚主要靠静电作用所驱使,氢键和疏水作用也起着一定的作用。蛋白质-多糖复合凝聚物最初形成阶段粒径变化较快,在p H 3.7时复合物在最初的12 min内平均粒径从880 nm增加到2300nm,接着在12-20 min内缓慢增加。利用紫外光谱、荧光光谱、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和旋转流变仪等技术手段研究了蛋白质和多糖相互作用前后蛋白质构象的变化以及复合凝聚物的流变学特性,结果表明:蛋白质和多糖复合凝聚物主要由卵白蛋白中1313 cm-1处的氨基基团与阿拉伯胶1609 cm-1和1420 cm-1处的羧基基团之间的静电相互作用力所主导,多糖的存在改变了蛋白质的空间结构,使卵白蛋白分子中酪氨酸残基移向了更加亲水的环境中,而色氨酸残基移向更加疏水的环境中。同时提高了蛋白质的变性温度,从对照组的72℃升高到96℃。蛋白质-多糖复合凝聚物形成之后由于蛋白质和多糖的重新排列形成更加有序的晶体结构。卵白蛋白二级结构变化剧烈时有利于蛋白质和多糖相互作用的发生,α-螺旋和β-转角结构是相互作用发生的主要结构区域。多糖与卵白蛋白相互作用稳定了卵白蛋白分子的α-螺旋和β-转角结构,而对于无规则卷曲和β-折叠影响较小。复合凝聚物在p H 3.7时比p H 4.0显示出更高的粘度和更大的触变环。考察了阿拉伯胶对卵白蛋白稳定的水包油型乳状液平均粒径、表面电荷、微观结构和界面吸附特性的影响,评价了乳液对储存环境(储存时间、p H值、盐浓度、热处理、氧化)的稳定性以及稳定机制,并进一步研究了乳液流变性质和油脂与界面吸附蛋白的相互作用,明确了乳液稳定性与流变学性能之间的关系,结果表明:在总浓度为0.6%,卵白蛋白/阿拉伯胶比例为1:2时,酸性p H值下阿拉伯胶可以快速、完全的覆盖卵白蛋白所包被的液滴表面,油滴分布均匀,粒径约310 nm左右,对储存时间、p H值、热处理、氧化等环境压力表现出较好的稳定性。但是对Na Cl的耐受能力较差,高于20 mmol/L就会有絮凝现象产生。乳液流变性能结果表明,随着剪切速率的增加,乳液粘度降低,表现出牛顿流体的特性。乳液在酸性条件(p H 4.0和p H 3.8)下比在中性条件下具有更高的表观粘度。同时,酸性乳液对扫描频率变化显示出更好的稳定性。研究了不同界面吸附层结构对乳液稳定性的影响,结果表明I和II型乳液在p H值高于3.3时显示出较小的液滴粒径,约330 nm,并且储存一周后粒径只有轻微的增加,表现出较好的储存稳定性。而III型乳液表现出较差的稳定性,储存7天后有明显的分层现象。I和II型乳液对盐的稳定性较差,高于30 mmol/L就会有絮凝现象产生。虽然III型乳液的粒径较大,但是乳液依靠空间位阻作用对Na Cl显示出较好的稳定性。同时三种类型的乳液对温度都表现出良好的稳定性,50℃和90℃加热30 min乳液粒径无显著性差异。研究了双层乳液和复合物乳液对不同油相百里香油的稳定作用,比较了两种乳液对百里香油的乳化率和保留率,最后对抗菌活性进行了研究,主要结果如下:在卵白蛋白和多糖双层乳液中,当葵花籽油和百里香油比例为1:1时乳液具有较小的粒径约310 nm,乳液储存一周后粒径仅增加20-30 nm,表现出较好的稳定性。百里香油的乳化率高于90%,储存30天后保留率仍在80%以上。在卵白蛋白/多糖复合物乳液中,在酸性条件下乳液具有更小的粒径,最小粒径可达到275 nm。储存一周后乳液粒径增加10-15 nm,乳化率也在90%以上,但是储存30天以后的保留率略高于双层乳液,仍保留85%以上。将纯百里香油与两种方式制备的乳液进行抑菌性比较,结果显示纯百里香油和双层乳液(p H 7.0和p H 4.0)具有相同的最低抑菌浓度,而双层乳液(p H 3.5)和复合物乳液(p H4.0和p H 3.5)最小抑菌浓度比它们高一倍。主要是由于稳定的界面结构使百里香油释放的更慢。但是稳定的乳液界面结构可以延长百里香油的抑菌时间,具有更持久的抑菌特性。