甜菜粕是甜菜制糖工业的主要副产品,可用于制备具有乳化性能的果胶。果胶分离后的酸性甜菜废粕可继续制备具有两亲性质的碱溶性多糖,仍具有极高的利用价值。此类碱溶性多糖被证实含有疏水性组分,具有良好的界面活性。然而,目前对于甜菜粕碱溶性多糖的提取、结构与乳化性能尚缺乏系统性的研究与突破,导致甜菜粕碱溶性多糖的开发利用受限。基于甜菜粕精深加工面临的市场需求与技术瓶颈,本文以甜菜粕碱溶性多糖为研究对象,系统研究其理化性质与乳化性质之间的关系,重点围绕其蛋白质与酯化基团展开深入的研究与分析,旨在揭示甜菜粕碱溶性多糖的乳化机理,并为甜菜粕碱溶性多糖在食品级乳化剂领域的应用提供理论依据。主要研究内容如下:1、通过酸法、碱法、碱性过氧化氢法依次从甜菜粕中提取出三种多糖（SBP、ASP1和ASP2）,得率分别为11.1%、10.3%和11.6%。ASP1的Gal A含量高达75.8%,中性糖含量为11.7%,DM为23.6%,DA为14.0%;而ASP2的Gal A仅为34.4%,中性糖为30.0%,半乳糖醛酸的酯化度几乎为零。ASP1的分子量为295 k Da、水合半径为239.4 nm,Zeta电位为-38.1 m V与ASP2（分子量为238 k Da,水合半径为110.3 nm,Zeta电位为-32.3 m V）差异显著。FTIR和AFM分析表明,SBP、ASP1和ASP2间的化学官能团以及分子形貌均存在明显区别。ASP1和ASP2在物理性质、化学组分、大分子结构等方面的差异预示两者将具有不同的乳化特性,值得进一步深入探索。2、以SBP和阿拉伯胶（GA）为对照,评价ASP1和ASP2的界面活性与乳化性能。研究结果表明,SBP、ASP1、ASP2和GA稳定水包油乳液所需的临界浓度分别为1.25%、1.5%、1.5%和9%,此时乳液平均粒径(d4,3)分别为0.55、0.52、2.14和0.50μm。由于ASP1含有大量未被酯化的自由羧基,因此在高浓度的Na+离子体系下,其表面电荷被屏蔽导致其乳化活性降低。另外,在Ca2+存在的条件下,钙致絮凝导致ASP1和ASP2的疏水基团被包裹,降低其在油水界面的吸附能力。ASP2由于拥有较强的表面电荷和粘度效应,故拥有优异的乳化稳定性。3、ASP1的乳化性能好,分子量分布具有明显的双峰结构,代表分子中含有分子量不同的组分,故采用中空纤维膜过滤法联合乙醇分级醇沉法从ASP1中分离出5个亚组分（即,UR、UP、F50、F65、F75）,研究不同亚组分的结构-乳化关系。膜分离法在浓缩ASP1的同时,可高效地将小分子多糖（UP）从ASP1中分离;在此基础上,进一步利用乙醇分级醇沉法,将三个不同极性的亚组分（F50、F65、F75）分离。由于分子量、酯化度以及蛋白质含量等分子结构的差异,不同ASP1亚组分对于稳定油水界面的性能有很大差异;其中,F75的乳化活性和钙离子耐受性最好,F65的乳化稳定性最高,而UP的乳化性质最差。4、为了研究酯化度对多糖乳化性质的影响,同时也为了克服ASP2耐盐性差、尤其是钙致絮凝的局限性,我们以几乎脱酯化的ASP2为模板,采用甲酯化、乙酰化改性分别修饰ASP2中半乳糖醛酸残基上的自由羧基与羟基。研究结果表明,分子量、Zeta电位、中性糖含量等物理化学性质随甲酯化或乙酰化条件产生相应变化;酯化度越高,这些指标下降的幅度越大。基于单一、复合改性的组合,筛选出4种代表性的改性样品,分别是M-ASP2、A-ASP2、MAA和AMA。A-ASP2的乳化活性最高,对应的乳液d4,3为0.29μm,M-ASP2次之,而双重酯化改性反而导致样品的乳化性能大幅下降。由于静电稳定作用的减弱,M-ASP2的乳化稳定性较差,而A-ASP2的乳化稳定性与ASP2相当。M-ASP2可以完全抑制Ca2+对M-ASP2乳液的絮凝作用,在高钙体系下(50mmol·L-1 Ca2+)M-ASP2乳液的d4,3为0.53μm。而增加乙酰基团未能有效抑制钙桥效应。双重酯化改性导致样品分子结构破坏严重,接入的大量疏水基团可能导致分子卷曲,不利于其在油水界面发挥乳化作用。5、蛋白质是多糖乳化活性的关键结构。然而,由于ASP2中极低的蛋白含量导致其乳化性质较差,故采用美拉德反应和京尼平交联化反应制备ASP2-WPI共价聚合物,并以自交联ASP2产物为对照,研究外源蛋白不同连接方式对ASP2乳化性质的影响。结果表明,蛋白质中赖氨酸的ε–氨基是两种改性方式的活性位点。使用美拉德反应比采用京尼平反应制备的ASP2-WPI共价复合物拥有相对更多的蛋白质锚点,导致乳化活性显著提升,其稳定的乳液d4,3为0.28μm,但由于静电斥力作用的降低,其乳液稳定性较ASP2略有下降。而通过京尼平交联得到的ASP2-WPI共价复合物,可以小幅提升乳化活性,并通过增加ASP2分子量以提高乳液的粘度,从而延缓油滴的聚并速度,使乳液保持良好的储藏稳定性。