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乳浓缩蛋白(milk protein concentrates,MPC)蛋白含量高、可消化氨基酸评分高,但是与传统乳蛋白配料(如酪蛋白酸钠和乳清蛋白等)相比,MPC的乳化性较差,目前研究认为是酪蛋白胶束结构影响了MPC的乳化性,限制了MPC的产业化应用。本课题通过绿色化学反应改性MPC,即通过转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TG酶)协同壳寡糖(oligochitosan,COS)修饰MPC,探究酶法糖基化改性对MPC结构和性能的影响,特别是对其应用特性的改善;在此基础上,以酶法糖基化MPC为壁材,以共轭亚油酸为模型芯材,制备乳液和微胶囊,探究改性MPC对芯材的保护效果。本论文主要研究内容如下:(1)通过TG酶协同壳寡糖改性MPC。SDS-PAGE结果表明,反应生成了大分子聚合物,由于电泳条带显示乳清蛋白在pH 7.0,37℃下反应0~4 h几乎不参与反应,聚合物可能是MPC中酪蛋白组分(α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白)发生了分子内和分子间的交联反应所形成的。红外光谱表征则显示,随着反应时间的延长,壳寡糖的糖基化程度逐渐增大。改性MPC在3300~3600 cm-1和1050~1150 cm-1处的吸收峰强度增强,表明N-H和O-H基团振动增强。三相接触角显示了不同改性时间MPC的亲疏水性差异,随着反应进行,改性MPC首先亲水性增加而后又变得较为疏水。本体流变分析显示,随着蛋白交联程度的增加,蛋白溶液表观黏度也随之增大。考察了酶法糖基化改性MPC在不同pH环境(pH 2~11)下溶解度的变化。结果表明,酶法糖基化改性有利于MPC溶解度的改善,特别地,其在pH 2~4和pH 10~11时分别提高了26.3~52.0%和16.0~24.3%,在更广泛的pH环境下显著提高MPC的溶解性有利于拓展MPC的应用范围。最后,虽然理论上交联会抑制蛋白的体外消化性,但是对改性MPC体外消化性能的初步考察表明,改性MPC的消化性提高了7.3%,这可能是因为壳寡糖糖基化反应有利于改善蛋白的体外消化能力,蛋白交联和壳寡糖糖基化反应对MPC体外消化性能的协同影响综合表现为改性MPC的消化性不仅未被抑制,还相对有所改善。(2)考察了酶法糖基化改性对MPC功能特性的影响。结果表明,酶法糖基化反应2 h的MPC的乳化活性提高了45%。进一步通过AFM、DLS和QCM-D对酶法糖基化过程中蛋白的粒径和分子链粘弹性进行表征,探讨构效关系的影响机制。结果显示,MPC的粒径在0~4 h反应时间内由150 nm增加到350 nm,这主要是由糖链接枝导致的,另外蛋白分子间交联也会使MPC的水合粒径统计平均值(即Dh)增大;而QCM-D的结果表明酶法糖基化改性对MPC蛋白组分本身的分子链刚柔性(分子链粘弹性)产生了影响,反应0~2 h内MPC分子链的粘弹性增加,这可能是因为接枝的壳寡糖糖链增加了蛋白的柔性,即分子链粘弹性增加;但随着反应时间的进行,改性MPC中蛋白交联程度加剧,因为改性MPC的刚性增加,糖链的接枝和蛋白的交联对分子量刚柔性/粘弹性的贡献互为竞争,因此4 h改性的MPC分子粘弹性略有降低。(3)以酶法糖基化MPC为壁材,以共轭亚油酸(多不饱和脂肪酸)为极易氧化的活性因子芯材模型,制备乳液。分别以未改性MPC、壳寡糖物理共混物(MPC+COS)、质量比为1:4的WPI和酪蛋白酸钠混合物(WPI+SC,该混合物具有与MPC类似组成,但不含酪蛋白胶束结构)为对照组进行壁材性能的比较。24 h储藏期高温加速实验表明,酶法糖基化改性提高了MPC乳液的抗氧化性。虽然改性MPC乳液的POV值变化(增量为20.23±0.47 meq/kg油)仍略高于WPI+SC组(增量为14.13±1.05 meq/kg油),但与MPC组(增量为77.79±9.68 meq/kg油)相比有显著改善,由改性MPC制备的乳液获得了接近于优质壁材WPI+SC对芯材的保护效果。进一步通过喷雾干燥制备了共轭亚油酸微胶囊粉末,改性MPC微胶囊效率达到95.36±1.43%,与WPI+SC组(微胶囊效率为97.05±0.87%)无显著性差异。储藏期加速实验表明,酶法糖基化MPC的芯材保留率比改性前提高了33%,且改性MPC微胶囊在14天内POV值的变化、二级氧化产物丙二醛值和芯材保留率都与WPI+SC组无显著性差异。SEM和CLSM图像显示,酶法糖基化MPC微胶囊粉末颗粒孔洞减少,表面油脂分布情况与WPI+SC壁材组近似。以上结果都表明酶法糖基化MPC应用于微胶囊领域时,可获得与WPI+SC相比拟的芯材保护效果,其产品性能得到改善,有利于MPC作为新型乳蛋白配料的产业化发展。