论文部分内容阅读
南极磷虾(Euphausia superba)是世界上最大的动物蛋白来源,其总量约有5亿吨,且南极磷虾蛋白包含所有必需氨基酸,完全符合FAO/WHO对对人类的饮食要求,其生物学价值高于其它肉类蛋白和牛奶蛋白。目前,绝大多数磷虾被用于生产低价值的商品,如动物和鱼的饲料。因此,南极磷虾蛋白的高附加值开发利用是目前的研究重点内容。近年来,采用蛋白质来稳定的Pickering乳液越来越引起人们的兴趣。与常见的非蛋白基(如淀粉)颗粒相比,蛋白基颗粒在作为制备Pickering乳液的稳定剂方面具有更具大的优越性,如不需要对其表面改性修饰、蛋白可以高压均质处理等。本论文以南极磷虾蛋白为原材料制备了Pickering乳液并探究其稳定机理。同时还研究了磷虾蛋白-多酚复合物的相互作用及其对蛋白结构、功能性质的影响,为设计功能性食品及分子加工新思路提供理论依据和实践指导。本文的主要研究内容及结果如下:(1)超声辅助碱性电解水提取对南极磷虾蛋白结构和功能特性的影响建立了超声波辅助碱性电解水(BEW)提取磷虾蛋白质的新方法,并研究了其对南极磷虾蛋白质结构和功能特性的影响。结果表明:BEW具有较高的p H(p H>12.0),在提取磷虾蛋白的过程减少了30.9%(w/w)的Na OH使用量。同时BEW的高还原电位的抗氧化能力抑制了蛋白质的活性基团(氨基酸侧链和游离巯基等)被氧化。此外,超声处理使磷虾蛋白质的三维结构部分展开,导致巯基和疏水基团的暴露,提升了蛋白质的乳化特性。通过超声辅助BEW提取磷虾蛋白的方法显著提高了蛋白的提取率(9.4%)和溶解度(8.5%),降低了蛋白的粒径,使蛋白分分散更加均匀。以上蛋白质结构的变化有助于提高磷虾蛋白的泡沫能力、泡沫稳定性和乳化能力。(2)南极磷虾蛋白基Pickering乳液的制备及稳定机制的研究系统地分析了南极磷虾蛋白的氨基酸组成、二级结构和聚集特性。然后评估了南极蛋白制备Pickering乳液的能力,进一步研究了Na Cl浓度、p H值和储存温度对其稳定性的影响。结果表明:南极磷虾蛋白(浓度为3%-4%)与葵花籽油在油/水分别以3:7-5:5的比例制备的Pickering乳液,乳液的粒径均小于20μm,与现有的蛋白乳液相比,南极磷虾蛋白基Pickering乳液在储存30天后表现出相当的长期理化稳定性。而且,乳液具有抵抗不同环境应力波动的巨大潜力。南极磷虾蛋白具有很强的分子间相互作用(氢键、二硫键和疏水作用),其可以很好地稳定油滴以及在油滴周围形成一层连续有序的界面网络结构,从而形成稳定的Pickering乳液。此外,较高的磷虾蛋白含量(≥3%)、较低的Na Cl浓度(≤100m M)以及较高的温度(≥40°C)也会提升了乳液凝胶网络的形成。因此南极磷虾蛋白在制造Pickering乳液方面展现出巨大的潜力,这将为海洋蛋白在食品工业中的高附加值应用开辟了新的道路。(3)可溶性南极磷虾蛋白与多酚芦丁共价复合物的制备以及功能分析从南极磷虾蛋白质中分离到高纯度的可溶性南极磷虾蛋白(SAKP)。通过将芦丁接枝到SAKP上,成功制备了SAKP-芦丁共价复合物。我们首先解析了SAKP-芦丁共价复合物的相互作用机制,然后通过分析其界面张力、蛋白结构构象和乳化能力等变化,系统地评估了SAKP-芦丁共价复合物的理化和功能性质。结果表明:在碱性条件下,芦丁的酚羟基去质子化生成醌,然后与相邻的酚反应生成二聚体或聚合物。由于它们的亲电特性,所形成的邻醌可以轻松地与蛋白质中的亲核基团(氨基、巯基和N端脯氨酸)反应,从而形成共价键。SAKP-芦丁共价复合物具有较高的表面疏水性、表面电荷和热变性温度(97.6℃)以及较强的界面吸附能力。在此基础上,采用SAKP-芦丁共价复合物制备了高内相乳液。与SAKP相比,SAKP-芦丁共价复合物在油-水界面形成了更致密、更有序的网络结构,这赋予了乳液优异的物理性能和抗氧化稳定性。总之,SAKP-芦丁共价复合物是具有抗氧化功能的新型有效乳化剂,将在功能性食品的开发中具有潜在的应用。(4)可溶性南极磷虾蛋白与多酚姜黄素复合颗粒的制备以及功能分析姜黄素在光的激发作用下可产生单线态氧和超氧自由基,其对细菌具有较好的杀害作用。但是姜黄素自身存在缺陷,如水溶性差、难吸收、稳定性较差、低生物利用度以及易分解等,在一定程度上限制了其应用价值。本研究采用可溶性南极磷虾蛋白(SAKP)通过疏水作用制备了SAKP-姜黄素复合颗粒,并将其作为天然保鲜剂,评价了其结合光动力杀菌和保鲜的效果。SAKP-姜黄素作为涂膜保鲜剂结合光动力处理虾仁。评价了虾仁在4℃的储藏条件下的保鲜效果,测定了储存过程中虾仁样品的p H、电导率、挥发性盐基总氮(TVB-N)、丙二醛(MDA)、质构、自身微生物以及内源性酶等指标。结果表明SAKP-姜黄素溶液涂层结合光动力处理可以降低南美白对虾虾仁自身的微生物和内源性酶(乳酸脱氢酶、酸性磷酸酶和脂肪酶)的活性,抑制了虾仁的脂质和蛋白质的氧化,较好地维持虾肉的品质,达到了延长其货架期的目的。