【摘 要】
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水包油(Oil-in-Water,O/W)乳液体系因含有不饱和脂肪酸容易发生氧化,进而影响食品的品质。采用限制性酶解技术制备的食物蛋白来源的两亲性抗氧化肽,不仅可以较好的吸附在油水界面形成稳定性高的乳液,还可以抑制乳液的脂质氧化,同时增加其营养价值和生物活性。然而,关于如何通过控制蛋白质的水解制备兼具良好界面吸附能力和抗氧化活性的两亲性肽,从而调控乳液氧化稳定性的研究还不够深入,并且抗氧化肽对真实
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(No 31801478);
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水包油(Oil-in-Water,O/W)乳液体系因含有不饱和脂肪酸容易发生氧化,进而影响食品的品质。采用限制性酶解技术制备的食物蛋白来源的两亲性抗氧化肽,不仅可以较好的吸附在油水界面形成稳定性高的乳液,还可以抑制乳液的脂质氧化,同时增加其营养价值和生物活性。然而,关于如何通过控制蛋白质的水解制备兼具良好界面吸附能力和抗氧化活性的两亲性肽,从而调控乳液氧化稳定性的研究还不够深入,并且抗氧化肽对真实乳液食品如豆奶的品质影响尚不清楚。本论文以具有富含亲疏水性结构和抗氧化氨基酸的酪蛋白酸钠(Sodium Caseinate,Na Cas)为原料,首先探讨了酪蛋白抗氧化肽的酶解特性与其调控O/W乳液氧化稳定性的规律,接着研究酪蛋白抗氧化肽在不同界面吸附优势下对乳液氧化稳定性的影响,随后探究酪蛋白抗氧化活性肽对真实乳液豆奶体系的品质影响,旨在为活性肽运用于乳液体系中提供理论和方法的指导。主要研究内容和结果如下:(1)探究了胰蛋白酶(Trypsin)、碱性蛋白酶(Alcalase)和中性蛋白酶(Neutrase)三种蛋白酶水解Na Cas的理化性质对单独制备或者与Tween 20共同制备O/W乳液氧化稳定性的影响规律,并结合UPLC-MS/MS和生物信息学分析明晰其多肽组成特征。结果表明:所有低水解度(Degree of hydrolysis,DH)的酪蛋白水解物制备出粒径较小的乳液,其d4,3为0.37~0.48μm。其中,Trypsin制备所得酪蛋白水解物可以在更宽的DH范围表现出更高的S0、zeta电位以及较小的颗粒尺寸,且制备出稳定性较好的乳液。与Na Cas相比,Trypsin轻度水解所得酪蛋白水解物(DH 4.49%)在单独或与Tween 20共同制备的O/W乳液中均具有较强的抑制脂质氧化能力。此外,肽谱分析表明,在Trypsin制备所得不同DH下的水解物中,各长度范围的肽段比例差异不大,其中,低DH下的水解物有较多的阳离子两亲性肽段(GRAVY值为-0.5~+0.5,p I>p H7.0)。(2)进一步探究上述经Trypsin轻度水解并富含两亲性抗氧化肽的酪蛋白水解物(Casein hydrolysates,CH)与Tween 20在分别占据界面吸附优势时,对O/W乳液氧化稳定性的影响。结果表明:在Tween 20的浓度较低时(0.2%),随着CH浓度从0增加到2.0%,CH逐渐占据界面吸附优势,具体体现在乳液的d4,3从3.96μm减小至0.36μm,界面蛋白质浓度(Γ值)逐渐增加至6.3 mg/m~2,乳液的抑制脂质氧化能力与CH浓度呈现正相关。在Tween 20的浓度较高时(1.0%),随着CH浓度增加,乳液的Γ值最高为3.3 mg/m~2。乳液的激光共聚焦扫描显微镜结果显示,添加2.0%的CH时,更多的肽出现在连续相中,表明CH的界面吸附受阻。在CH添加量为1.0%时,乳液的脂质过氧化程度最低。这可能归因于Tween 20主导界面优势时存在竞争性吸附、胶束包埋和多肽分子间作用力促进解离等因素,进一步降低高添加量下CH抑制乳液脂质氧化的有效浓度。在均质后的乳液中添加不同浓度CH时,乳液的脂质氧化抑制程度相对减弱,进一步表明酪蛋白抗氧化肽主要在乳液界面发挥抑制脂质氧化作用。(3)将不同浓度(0~0.2%)的CH添加到豆奶体系中,探究CH的添加对豆奶储藏过程中的物理稳定性、抗氧化活性和与油脂氧化关联的挥发性物质的影响。结果表明,CH提高了豆奶的黏度,但并不显著影响感官品质。在37℃储藏8周后,豆奶的离心沉淀率、稳定性系数和d4,3均随着CH浓度的增加而逐渐改善。此外,与对照组和市售豆奶相比较,豆奶的ABTS·+清除活性和Fe2+螯合能力均与CH的添加量呈正相关,并且在储存8周期间仍然保持较好的抗氧化活性。此外,CH添加在豆奶中可以抑制来自亚油酸和亚麻油酸的次级挥发性风味物质,包括通过光氧化反应路径产生的2-戊基呋喃、6-壬烯醛和1-辛烯-3-醇等物质,以及自动氧化路径产生的部分壬醛,E-2-庚烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛等物质。另外,由相关性分析推测,CH可能主要通过抗氧化作用抑制豆奶中与脂质氧化关联的挥发性风味物质生成。
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