食品功能因子是一类具有抗炎性、抗氧化性、抗菌性、抗病毒性、提升机体免疫力等功能的活性物质,广泛应用于食品体系中。但部分脂溶性功能因子,如β-胡萝卜素,存在水溶性差、稳定性差和生物利用率低等问题,而限制了其在水系食品和饮料中的应用。本论文采用自由基接枝技术制备儿茶素-蛋清蛋白接枝物,以其作为抗氧化载体材料应用于β-胡萝卜素乳液体系的制备,提高β-胡萝卜素的水溶性、稳定性和生物利用率。首先,以抗坏血酸和过氧化氢作为自由基引发剂,采用自由基接枝法制备儿茶素-蛋清蛋白接枝物,对蛋白质的分子结构特性、分子构象及抗氧化性进行考察。结果表明,自由基接枝物中儿茶素的接枝量为5.71 mg/g样品,显著高于物理混合法制备的儿茶素-蛋清蛋白物理混合物(3.88 mg/g样品)。凝胶电泳图、色谱图和质谱图显示,在自由基接枝作用下,儿茶素的引入会增加蛋清蛋白的相对分子质量,增加量为536 Da,且蛋白质的亲水性增强。荧光光谱图结果表明,儿茶素的自由基接枝反应会引起蛋清蛋白的分子构象出现转变,导致更多的芳香族氨基酸残基暴露。抗氧化性评价结果发现,儿茶素-蛋清蛋白自由基接枝物具有最强的抗氧化性。这是因为自由基接枝法促使儿茶素通过共价作用结合到蛋清蛋白分子上,相互作用较强;而对于物理混合物,由于儿茶素与蛋清蛋白相互作用力较弱,导致在透析过程中,部分儿茶素被去除,抗氧化性降低。其次,以儿茶素为底物,辣根过氧化物酶为催化剂,过氧化氢为氧化剂,采用酶催化氧化偶合法成功制备儿茶素聚合物。质谱图分析结果表明,儿茶素聚合物是一种混合物,含有儿茶素单体,二聚体,三聚体等各种聚合度的聚合体。与儿茶素单体相比,儿茶素聚合物的水溶性下降,但抗氧化性增强。进一步采用自由基接枝法制备儿茶素聚合物-蛋清蛋白接枝物,与对照组儿茶素聚合物-蛋清蛋白物理混合物相比,自由基接枝物的抗氧化性较强。凝胶电泳图显示,在自由基接枝作用下,儿茶素聚合物与蛋清蛋白相结合,引起蛋白质分子量增加。液相色谱-质谱图分析结果表明,儿茶素聚合物的接枝作用,会引起蛋白质的亲水性增强,相对分子质量增加351 Da。荧光光谱图显示,蛋清蛋白与儿茶素聚合物发生自由基接枝作用后,蛋白质的荧光信号发生猝灭现象。这可能是因为蛋白质分子上的发光基团被荧光信号很弱的儿茶素聚合物所屏蔽。对两种自由基接枝物的乳化稳定性和对亚油酸乳液的保护效果进行分析。研究结果显示,由儿茶素-蛋清蛋白自由基接枝物和儿茶素聚合物-蛋清蛋白自由基接枝物制备的新鲜乳液,在储藏10天后,乳液粒径分别增加8 nm和81 nm,说明前者的乳化稳定性更高。而两种自由基接枝物对亚油酸的保护效果几乎相等,说明两者在乳液体系中均具有很强的抗氧化性。综合以上分析结果,选择儿茶素-蛋清蛋白自由基接枝物作为一种新型抗氧化性乳化剂,用于提高β-胡萝卜素乳液的理化稳定性。乳液储藏稳定性分析结果表明,与对照组蛋清蛋白和儿茶素-蛋清蛋白物理混合物相比,由自由基接枝物制备的乳液物理稳定性最高。β-胡萝卜素的化学稳定性结果表明,由儿茶素-蛋清蛋白自由基接枝物稳定的乳液,分别在4?C,25?C,50?C条件下储藏30天后,?-胡萝卜素的保留率分别为79%,73%,61%,明显高于对照组,蛋清蛋白(51%,34%,15%)和物理混合物(57%,37%,22%)。结果说明,自由基接枝物对β-胡萝卜素具有最好的保护效果,这归因于其具有强抗氧化性。乳液对环境因子耐受力实验结果表明,由自由基接枝物制备的β-胡萝卜素乳液具有较好的热稳定性和耐盐稳定性。这可能是因为儿茶素的自由基接枝作用,引起蛋清蛋白的相对分子质量增加,使得自由基接枝物在乳液液滴表面形成较厚的界面层,增强液滴间的位阻作用,阻止乳液发生聚合现象。最后,构建Caco-2细胞模型和体外模拟消化模型,以蛋清蛋白为对照组,探讨儿茶素-蛋清蛋白自由基接枝物对β-胡萝卜素乳液的细胞抗氧化性、细胞毒性、消化特性和生物利用率的影响规律。细胞抗氧化性分析结果发现,相比较对照样,自由基接枝物具有更强的细胞抗氧化性,由其制备的β-胡萝卜素乳液也显示更强的细胞抗氧化性。细胞毒性实验结果显示,经蛋清蛋白乳液处理后的细胞存活率高于93%,而经自由基接枝物乳液处理后的细胞存活率为79%~92%,说明其在高浓度下显示少许的低毒性。体外模拟消化分析结果表明,由蛋清蛋白和自由基接枝物制备的β-胡萝卜素乳液具有类似的消化特性,这归因于两种载体中均是由蛋清蛋白发挥乳化性。生物利用率结果表明,以自由基接枝物作为载体材料,能够显著提高β-胡萝卜素的生物利用率,这主要是因为自由基接枝物具有强抗氧化性,可以阻止β-胡萝卜素在消化过程中发生氧化降解,使得乳液经过消化后β-胡萝卜素的生物保留率较高。