膳食纤维作为人体七大营养素之一,在保持消化系统健康方面扮演着重要角色,逐渐成为现代人健康饮食不可缺少的食物。燕麦β-葡聚糖是一种存在于燕麦胚乳和糊粉层细胞壁的可溶性膳食纤维,具有显著的降血脂、降血糖及提高免疫能力、维持肠道微生态环境等有益生理功能。然而,当人们同时摄入燕麦β-葡聚糖和蛋白质等营养素时,是否会对蛋白质的消化产生影响以及如何影响的研究尚无定论。以此为背景,本论文选择酪蛋白(动物源蛋白)、大豆分离蛋白(植物源蛋白)作为模式蛋白,以分离纯化后的燕麦β-葡聚糖(纯度鉴定为80.13%)为原料,利用体外模拟胃肠消化模型,研究了不同剂量(0%、0.5%、1%、2%、4%)燕麦β-葡聚糖对蛋白质消化过程的影响,得出以下结论:(1)燕麦β-葡聚糖的添加量由0%增至4%时,酪蛋白、大豆分离蛋白的蛋白质总消化率(PDT)显著下降(P<0.05);在体外胃肠消化时间分别为30min、60min、120min情况下,酪蛋白和大豆分离蛋白的PDT分别降低了 6.21%、3.71%、3.41%和 3.68%、3.29%、3.09%。表明随消化时间的延长,PDT降低程度减小,燕麦β-葡聚糖对蛋白质消化率的影响减小。整体上,燕麦β-葡聚糖对酪蛋白蛋白质总消化率(89.15%～96.66%)的影响高于对大豆分离蛋白的蛋白质总消化率(94.28%～99.05%)的影响。(2)燕麦β-葡聚糖的添加量由0%增至4%时,胃、肠消化液中多肽含量、总游离氨基酸含量均显著降低(P<0.05)。酪蛋白和大豆分离蛋白胃、肠消化液中多肽含量、总游离氨基酸含量的降低程度随消化时间(30min、60min、120min)的延长逐渐减小,说明燕麦β-葡聚糖对胃、肠消化液中多肽和总游离氨基酸的影响随消化时间的延长逐渐减小。整体上,胃肠消化液中的多肽含量大于总游离氨基酸含量,说明蛋白质在体外胃肠消化过程中主要完成的是第一步分解过程。(3)在高级旋转流变仪剪切速率为100 s-1情况下,燕麦β-葡聚糖添加量由0%增至4%时,蛋白质胃、肠消化液的黏稠度随着β-葡聚糖浓度的增加显著增大(P<0.05),且燕麦β-葡聚糖对胃消化液黏稠度的影响大于肠消化液。胃、肠消化液的弹性模量G’和黏性模量G"均随着震荡频率的增加而增加。随着振荡频率的增加,当燕麦β-葡聚糖添加量为0%、0.5%时,G’略大于G",体系的弹性成分占主导地位;当燕麦β-葡聚糖添加量为1%、2%时,G"略大于G’,体系的黏性成分占主导地位。以上结论说明随着燕麦β-葡聚糖浓度的增加,整个消化体系的黏稠度增大,阻碍了蛋白酶与蛋白质的相互接触,从而能够导致蛋白质消化率的降低。(4)燕麦β-葡聚糖的添加量由0%增至4%时,酪蛋白、大豆分离蛋白胃肠消化产物的平均粒径显著增大(P<0.05),这可能与蛋白质和燕麦β-葡聚糖之间形成了大颗粒的复合物有关。平均粒径增大程度:胃消化阶段>肠消化阶段,表明燕麦β-葡聚糖与蛋白质相互作用形成大颗粒的聚合物主要发生在胃消化阶段。在同一消化时间下,随着燕麦β-葡聚糖添加量的增加,胃、肠消化液中的PDI值逐渐增大,体系的均一程度降低;蛋白质胃、肠消化产物的粒径体积分布图峰值均向左移动,并且蛋白质肠消化产物的峰值明显小于胃消化消化产物。不同消化时间(30min、60min、120min)下,酪蛋白胃肠消化产物的体积分布较集中且峰宽较小,PDI值在0.13～0.43之间,表明酪蛋白胃肠消化产物中颗粒分布相对集中,体系颗粒分布较均匀;而大豆分离蛋白胃肠消化产物的粒径分布图中存在多个峰,峰的宽度较大,PDI值在0.23～0.62之间,说明体系中的粒径分布较分散,体系颗粒分布不均匀。(5)以未添加燕麦β-葡聚糖(蛋白质+蛋白酶)为对照,分别研究了不同添加量的燕麦β-葡聚糖对酪蛋白和大豆分离蛋白消化过程中蛋白质消化酶活性的影响,研究发现燕麦β-葡聚糖对蛋白酶活性有明显抑制作用。随着燕麦β-葡聚糖添加量的增加,其对蛋白酶活性的抑制作用增大;随着消化时间(30min、60min、120min)的延长,燕麦β-葡聚糖对蛋白酶(胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶)的抑制率降低。实验另设置未添加蛋白质组,对其蛋白酶活性的研究发现,燕麦β-葡聚糖对蛋白酶活性的抑制率大小为:未添加蛋白质组>添加酪蛋白组>添加大豆分离蛋白组,且未添加蛋白质组蛋白酶活性的一下降程度明显大于添加酪蛋白组和添加大豆分离蛋白组,说明不同添加量的燕麦β-葡聚糖对酪蛋白、大豆分离蛋白在胃肠消化过程中的影响是通过抑制蛋白酶的活性进而影响蛋白质的消化。(6)通过研究燕麦β-葡聚糖对蛋白酶的相互作用探究了其对蛋白质消化的影响机理。燕麦β-葡聚糖的添加量由0%增至4%时,胃蛋白酶、胰蛋白酶均产生荧光猝灭现象,荧光强度峰值明显降低,曲线的波峰向右发生了轻微红移,这表明蛋白酶中色氨酸残基的微环境发生改变,导致该残基附近的疏水性降低和蛋白酶的三级构象发生改变。通过计算可知燕麦β-葡聚糖对胃蛋白酶、胰蛋白酶内源荧光的猝灭机制属于静态猝灭。随着消化时间的延长,胃蛋白酶、胰蛋白酶的结合常数KS和结合位点数n均逐渐下降,表明燕麦β-葡聚糖与蛋白酶的结合能力呈减弱趋势,导致燕麦β-葡聚糖对蛋白质消化的影响降低。结合位点数n在1～1.5之间,说明基本上是一个燕麦β-葡聚糖分子与一个蛋白酶分子结合;胃蛋白酶的结合位点数n>胰蛋白酶的结合位点数n,说明燕麦β-葡聚糖与胃蛋白酶的结合能力大于胰蛋白酶,由此可知燕麦β-葡聚糖对蛋白质消化的影响在胃消化阶段要大于肠消化阶段。综上所述,不同添加量的燕麦β-葡聚糖对蛋白质(酪蛋白/大豆分离蛋白)的体外胃肠消化产生明显的抑制作用,该作用机理与燕麦β-葡聚糖-蛋白酶之间结合形成的复合物有关;燕麦β-葡聚糖对蛋白质体外胃肠消化的影响随消化时间的延长而降低,对胃消化阶段的影响大于肠消化阶段,对酪蛋白消化的影响大于大豆分离蛋白。