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本课题隶属于国家自然基金面上项目《海参蛋白肽粉吸湿诱导关键异味物质形成机制研究》(31772018)。随着海参蛋白肽粉的应用越来越广泛,其在加工贮藏过程中的吸湿-发黏-结块等逐级劣变现象逐渐引起人们的关注。这种劣变现象大大降低了其贮藏稳定性,严重影响其应用。随着贮藏时间的增长,肽粉吸湿后易发生变质,并伴随异味物质的产生,导致其多肽质构变化、营养损失、功能丧失等一系列不良后果,严重影响产品品质和稳定性。目前国内外有关海参蛋白肽粉吸湿问题的研究较少,吸湿诱导肽粉品质下降甚至变质的问题是高品质食源性功能肽粉领域亟待攻克的科学问题。本研究以海参蛋白肽粉(SCPPs)为研究对象,综合利用多种技术对其吸湿行为的影响进行探究。(1)基于DVS、LF-NMR及MRI技术分析了不同贮藏条件下SCPPs的水分迁移规律。研究发现低温和低湿度的环境可以适当降低SCPPs的吸湿性。SCPPs中的水分以结合水、吸附水、间隙水三种状态呈现。高吸湿贮藏环境(25℃/75%RH)中的SCPPs的水分迁移规律:贮藏初期环境中的水蒸气逐渐吸附至肽粉中,主要以结合水和吸附水的形式存在;肽粉内部结合水和吸附水之间会发生迁移和相互转换;随着贮藏时间的延长,水蒸气主要转化为结合水,而部分吸附水也逐渐向结合水迁移,直到结合水达到吸附饱和,吸附水和间隙水缓慢增加后也随之饱和。在高吸湿环境下贮藏的SCPPs吸湿15天后达到饱和,三类水的分布恢复稳定状态。根据上述研究结果,我们建立了典型吸湿条件下SCPPs在贮藏过程中的吸湿动力学模型。(2)综合运用EPR、SEM、XRD、CD、HPLC、FL、UV-Vis和FT-IR等多种检测手段分析了高吸湿贮藏环境中SCPPs的吸湿行为对其结构的影响。研究发现随着贮藏时间的延长,高吸湿贮藏环境(25℃/75%RH)中SCPPs的抗氧化活性逐渐降低,其规则球形结晶聚合物结构逐渐发生变形甚至坍塌,且肽分子的β-折叠构象逐渐向无规卷曲和α-螺旋构象转化。贮藏90天后,SCPPs的大部分官能团发生了明显的变化,并且产生了新的官能团。此外,除了组氨酸和色氨酸外的大部分氨基酸的含量在吸湿过程中逐渐增加,且在贮藏15天时达到最大。(3)基于HS-GC-IMS技术构建了SCPPs典型吸湿行为的特征指纹图谱。研究发现SCPPs的吸湿行为可诱导其挥发性物质的改变。通过构建高吸湿密闭、高吸湿无菌、低吸湿密闭、低吸湿无菌四种环境中的SCPPs的的特征指纹图谱,发现无菌和干燥环境可以有效控制SCPPs吸湿行为对其挥发性物质的影响。(4)基于16S rDNA扩增子测序技术探究了SCPPs吸湿行为与其微生物群落的关系。高吸湿贮藏环境中SCPPs的吸湿行为可诱导厚壁菌、变形菌和拟杆菌的聚集,同时也会抑制蓝藻细菌的生长。而低吸湿贮藏环境会抑制厚壁菌和变形菌的生长。高吸湿贮藏环境中SCPPs的变质与厚壁菌和变形菌有关,其中主要包括芽孢杆菌、嗜冷杆菌和奇异菌。所以干燥环境可以通过抑制厚壁菌和变形菌的生长有效降低SCPPs的变质。(5)基于P&T-GC-MS技术探究了SCPPs的吸湿行为诱导其挥发性物质的含量变化规律。高吸湿贮藏环境(25℃/75%RH)中的SCPPs吸湿5天时随着水分含量的大幅增加和微生物的大量聚集,其挥发性物质的种类和含量也显著增加;吸湿15天后随着水分达到饱和,其挥发性物质浓度达到最大。且吸湿过程中醛类化合物、杂环化合物(2-戊基呋喃)、醇类化合物和酯类化合物的浓度均显著增加,吸湿15天时产生了(Z)-3,5-二甲基-2-(1-丙烯基)-吡嗪和邻苯二甲酸二异丁酯等新物质。这些大量聚集的挥发性物质被认为是主要的异味物质,异味的形成主要与美拉德反应、酯化反应、脂肪氧化和微生物代谢有关。