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蛋白质和多糖作为食品的主要成分对食品质构特性有着重要影响,探究外界环境如何影响这两者的相互作用以及对应的复合物微结构,从而实现对食品质构或功能特性进行定向设计,这是食品领域在新时代所面临的挑战之一。大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)具有来源广泛、价格低廉、蛋白吸收率高等多种特点并且具有较好的凝胶特性,是极佳的用于构建不同质构特性体系的原材料。壳聚糖盐酸盐(chitosan hydrochloride,CHC)是壳聚糖经盐酸处理后得到的衍生物,除具有水溶性特点外,与壳聚糖具有相似的物理化学性质,而壳聚糖是目前来源最为广泛的阳离子多糖之一。阳离子多糖和蛋白质的相互作用区间恰好属于日常食品所具备的近中性环境,研究这两者的相互作用对食品质构设计具有重要的指导意义。因此,本文选取了大豆分离蛋白和壳聚糖盐酸盐为研究对象,研究在不同pH、混合比例以及不同盐离子种类和浓度下蛋白质-多糖复合物的相行为和形成过程的热力学机制,并且还研究了不同条件下生成的蛋白质-多糖复合物的物理化学性质。主要研究结论如下:(1)先通过ζ-电位、显微结构观察及剪切黏度测定研究了不同pH条件下SPI-CHC复合物的形成过程和相行为变化过程。环境的pH通过影响蛋白质和多糖分子链上的氨基质子化过程和羧基电离程度进而影响SPI与CHC之间的相互作用。混合比例SPI:CHC=1:1(v/v)的ζ-电位测量结果显示,复合物是两者电荷中和后的产物。对复合物显微结构的观察则发现,在pH=6.5附近时,SPI与CHC形成的块状物最大。对SPI-CHC复合物剪切黏度的实验发现,随着剪切速率的升高,复合物呈现出剪切变稀的现象,在pH=6.5时的SPI-CHC复合物具有的初始黏度值最高。(2)通过等温量热滴定(isothermal titration calorimetric,ITC)、傅立叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)以及差示热量扫描(differential scanning calorimetric,DSC)近一步探究 pH 对 SI-CHC 复合物形成过程的热力学过程以及在不同pH环境下形成的SPI-CHC复合物分子结构和热稳定性的差异。ITC结果表明,在pH 4.0环境下SPI与CHC的反应主要是由疏水作用力驱动的,此时的结合位点较少且结合紧密度较低;在pH 7.0环境下的驱动力则主要是静电作用力和氢键,此时的结合位点较多且结合紧密度较高。通过分析酰胺I带的数据,拟合蛋白质二级结构变化,SPI与CHC的结合会破坏SPI原有的二级结构,结合的程度越高,对SPI二级结构中有序结构(α-螺旋和β-折叠)的破坏也越大。DSC测试表明,SPI与CHC结合越紧密,复合物的热稳定性越高,pH=6时生成的复合物热稳定性好于在pH=5或pH=7时生成的复合物。(3)通过浊度、紫外二阶导数光谱、荧光光谱以及同步荧光光谱(△λ=15 nm和60 nm)等探究了不同SPI/CHC复合比例对复合物的相行为以及蛋白质结构的影响。浊度结果显示,当SPI含量高于CHC时,复合物形成的各个关键点(pHc、pHφ1 pHopt)均向低pH值偏移,而当CHC含量较多时,各个关键点均向高pH值偏移。在pH 4.0时,SPI-CHC复合物的紫外二阶导数光谱显示Phe和Trp的峰值均出现蓝移,表明含有Phe和Trp的肽链暴露到蛋白质表面。此pH条件下的荧光光谱与紫外二阶导数光谱的结果一致,三种氨基酸叠加光谱中峰值存在红移现象,表明氨基酸微环境总体存在极性增加的情况。pH 4.0时,同步荧光光谱(△λ=15 nm)表明含有Tyr的肽链转移到蛋白质内部疏水区域,而含Trp(△λ=60 nm)的肽链则无明显变化。在pH 6.0时,紫外二阶导数光谱与荧光光谱的结果一致,表明含有Trp的肽链具有收缩的趋势。在pH 6.0时,同步荧光光谱(△λ=15nm)表明含Tyr的肽链具有收缩的趋势,而含Trp的肽链(△λ=60nm)则具有收缩的趋势。CHC的持续添加会不断改变含有Trp、Phe和Tyr的肽链的空间状态,暴露与蛋白质表面或收缩至蛋白质内部,这也意味着不同复合比例下的SPI-CHC复合物具有的结构均不相同;(4)通过浊度和动态流变学测试包括应力扫描和频率扫描探究了不同种类和浓度盐离子对SPI-CHC复合物的影响。在pH影响下的浊度图中,不同种类(Na+、K+,Cl-、Br-)和浓度的盐离子均会降低SPI与CHC之间的结合,除了造成pHopt时SPI-CHC复合物生成量减少之外,还发现这几个不同的盐离子对SPI-CHC 复合物的影响作用强度遵循Hofmeister序列。为了进一步探究不同盐离子对SPI-CHC复合物的影响,增加了二价盐离子(Mg2+、Ca2+、Ba2+),采用新的浊度测定方法进行了实验。通过分析了不同盐离子浓度下的浊度曲线,采用四项式分布进行归纳得到了关键浓度,关键浓度前后的浊度下降趋势不一致,这可能与盐离子对SPI-CHC具有不同的作用机制有关系。实验中所涉及到的一价阴、阳离子和二价阳离子均存在与Hofmeister序列一致的关系。在动态流变学实验中(应变扫描和频率扫描),盐离子的存在对SPI-CHC复合物的黏弹特性均存在增强作用,这个增强作用由于浓度的不同会有部分不一致的现象,但是总体呈现出逆Hofmeister序列的关系,即相同浓度下,靠近Hofmeister序列右端的盐离子对SPI-CHC复合物的黏弹特性增加较多。利用不同盐离子对SPI-CHC复合物黏弹特性改变程度的特异性可以实现对SPI-CHC复合物特定功能特性或质构特性的设计。