本研究隶属于国家十二五技术攻关项目-《食源性功能肽生物制备技术研究》(2012BAD33B03),开展活性肽粉的制备及稳态化保藏研究,重点研究蛋清肽吸湿特性、吸湿过程中水分的迁移分布及吸湿对蛋清肽的品质特性的影响。本文以蛋清混合肽粉及从中分离、鉴定出来的三条蛋清源寡肽序列:DHTKE、MPDAHL和FFGFN的高纯度肽粉为研究对象,以静态差重饱和盐溶液法(SSS)、动态蒸汽吸附(DVS)、低场核磁共振(LF-NMR)、高效液相色谱(HPLC)、傅里叶中红外光谱(MIR)、差示扫描量热(DSC)、荧光分光光度法等为研究技术手段,创新性地开展了蛋清混合肽粉的吸湿性研究、蛋清源寡肽亲水性及吸湿特性研究、蛋清源寡肽吸湿过程中水分动态迁移分布研究、蛋清源寡肽吸湿对其品质特性的影响等四方面的研究内容,初步揭示了蛋清肽粉的吸湿特性、吸湿规律及吸湿对蛋清肽品质特性的影响,为后期开展蛋清肽稳态化保藏以及极性微环境中功能肽的作用关系等相关研究奠定理论基础。本研究所获成果如下:(1)在蛋清肽粉的吸湿性研究中,采用SSS法研究了分子量小于1 k Da、1~3 k Da、3~10 k Da及大于10 k Da的蛋清混合肽粉的吸湿性。构建了简单而拟合度良好的一元二次吸湿模型,绘制蛋清混合肽的吸湿等温线,据此求得蛋清混合肽粉的吸湿速率方程、吸湿初速度、临界相对湿度(CRH)等特征值。发现大于10 k Da的蛋清肽粉具有最大吸湿初速度0.1051 g/m L;小于1 k Da的蛋清肽粉的吸湿速率最大,吸湿能力最强,其吸湿平衡率理论计算值为31.5%;经计算,分子量1~3 k Da的蛋清肽粉的CRH最低,为61.57%,蛋清混合肽贮藏相对湿度(RH)不得高于此值。(2)在蛋清源寡肽亲水性及吸湿特性研究中,以从蛋清混合肽吸湿性最强的组分中鉴定出来的三条蛋清源寡肽序列:DHTKE、MPDAHL及FFGFN为研究对象,通过“多肽计算器”及反相HPLC分析了三条蛋清源寡肽序列的净电荷分布、亲水性等信息,发现三条蛋清源寡肽等电点均为弱酸性,其亲水性强弱关系为DHTKE>MPDAHL>FFGFN。通过DVS测定的吸附动力学曲线及吸湿等温线发现:DHTKE序列通过固相合成、经冷冻干燥获得的肽粉是DHTKE·x H2O水合态晶型结构,并且内部水分结合位点并不饱和,吸湿过程中吸附的水分结合到样品内很难通过物理降湿的手段解吸出来;而MPDAHL及FFGFN肽粉是以无定型结构为主导,其吸湿过程中无定型结构会发生不可逆地坍缩,并对外释放出所吸附的毛细水。(3)在蛋清源寡肽吸湿过程中水分动态迁移分布研究中,采用LF-NMR研究了三条蛋清源寡肽DHTKE、MPDAHL及FFGFN在25%RH及75%RH下水分的动态迁移与分布情况。研究发现,三条肽粉吸湿过程中共有四类不同自由度的水组分出现;吸湿过程中,三条肽粉中变化最明显的是T2弛豫时间最短的结合水。通过重水浸溶实验,证实固相合成后的三条肽粉中均含有可交换的水组分,并确定了肽粉T2弛豫时间谱图的各个峰的信号来源:T2弛豫时间的最短的信号峰是结合水与部分样品的极性基团氢质子的信号;T2弛豫时间的较长的是毛细水或间隙水及样品非极性基团的氢质子信号;T2弛豫时间超过1000ms的是自由水。(4)在蛋清源寡肽吸湿对其品质特性的影响研究中,对比三类蛋清源寡肽DHTKE、MPDAHL及FFGFN在75%RH吸湿30 h后与干燥状态贮藏样品的理化性质的差异,分析吸湿对蛋清源寡肽品质特性的影响。研究发现三类蛋清源寡肽粉吸湿后,并没有产生新物质,但p H值会显著(P<0.05)升高,影响样品溶液的稳定性,而DPPH自由基清除率也会显著(P<0.05)下降,影响样品的功能活性。在MIR检测中,在3600~3300 cm-1处的-OH基团伸缩振动峰明显增多和增强,在1000 cm-1处有吸收的C-C、C-H等基团会出现吸收峰红移现象,证明某些基团在样品吸湿后变得不稳定。DSC测定结果显示,由于DHTKE吸湿性很强,吸湿会导致其热熔性消失且更易气化;MPDAHL吸湿后会使得样品晶型结构发生变化,热熔点升高;而FFGFN肽粉吸湿后,空间物理结构会发生轻微变化,热熔点会降低。因此,吸湿会造成蛋清源寡肽样品空间物理结构发生变化,影响样品的热敏度。此外,样品吸湿能够增加疏水肽FFGFN在高浓度溶液中的疏水荧光性,还会对样品MIR及DSC的检测造成干扰。