【摘 要】
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大豆蛋白来源丰富,价格低廉,具有较高的营养价值和较好的功能性质,是一种比较理想的植物蛋白类乳化剂。但在极端环境中大豆蛋白容易变性,难以维持乳液体系的稳定性,作为食品乳化剂使用时仍具有很大的局限性。因此,本文分别选用葡萄糖、乳糖、低聚半乳糖和葡聚糖对大豆分离蛋白进行糖基化改性,研究不同分子量还原糖接枝改性对大豆分离蛋白界面特性的影响,并探究了糖基化大豆蛋白纳米乳液体系的稳定性及消化特性。主要研究内容
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大豆蛋白来源丰富,价格低廉,具有较高的营养价值和较好的功能性质,是一种比较理想的植物蛋白类乳化剂。但在极端环境中大豆蛋白容易变性,难以维持乳液体系的稳定性,作为食品乳化剂使用时仍具有很大的局限性。因此,本文分别选用葡萄糖、乳糖、低聚半乳糖和葡聚糖对大豆分离蛋白进行糖基化改性,研究不同分子量还原糖接枝改性对大豆分离蛋白界面特性的影响,并探究了糖基化大豆蛋白纳米乳液体系的稳定性及消化特性。主要研究内容与结果如下:(1)研究反应条件对糖基化反应程度及大豆蛋白结构特性的影响。结果表明:糖基化程度随反应时间的增加而逐渐加深,随糖分子量的增大而逐渐减弱;SDSPAGE图谱显示,糖基化改性后大豆蛋白在高分子量区域生成了新的条带,同时低分子量区域的条带逐渐消失,证实了糖基化反应的发生;紫外吸收光谱和内源荧光光谱显示,糖基化改性后大豆蛋白的紫外吸收强度增加,荧光强度减弱且最大发射波长出现红移现象,表明其三级结构展开,暴露了分子内的氨基酸;通过傅里叶红外光谱分析可知,糖基化改性后,大豆蛋白中O-H的特征吸收峰增强,并且二级结构中β-折叠含量显著下降,β-转角含量显著增加,说明大豆分离蛋白与还原糖共价结合后,其二级结构向无序转变。(2)研究糖基化反应对大豆蛋白界面特性的影响规律。结果表明:大豆分离蛋白-葡聚糖接枝物在反应60~180 min时其表面疏水性显著高于大豆分离蛋白,其他三种糖基化产物的表面疏水性在反应过程中均逐渐降低;糖基化反应后大豆蛋白的溶解度和乳化性能均有一定提高,其中葡聚糖的改性效果最好,尤其是大豆蛋白在pH 3~5环境中的溶解度,从0.26%~5%提升至35%~70%;根据界面吸附动力学分析,糖基化导致大豆蛋白在油水界面处的扩散速率下降,重排速率增加;通过界面膨胀流变学特性分析可知,与大豆分离蛋白相比,糖基化大豆蛋白在油水界面上的相互作用增强,形成的界面膜复合模量较高,说明糖基化反应能够增强大豆蛋白界面膜的粘弹性,有利于其抵抗外力形变,从而增加乳液体系的稳定性。(3)探究糖基化改性对大豆蛋白纳米乳液理化特征和加工稳定性的影响。结果表明:糖基化改性后,大豆蛋白纳米乳液的平均粒径、PDI及界面蛋白吸附率显著降低,而Zeta电位绝对值显著增加,粒径分布也更加均匀,表明糖基化改性使大豆蛋白纳米乳液具有更好的分散特性。加工稳定性研究结果发现,糖基化修饰减少了纳米乳液在pH 3~6和离子强度100~500 mM环境中的分层现象;相比于大豆蛋白纳米乳液,糖基化大豆蛋白纳米乳液经酸处理和盐处理后其平均粒径和Zeta电位的变化均有所减弱,乳滴之间仍保持较大的静电斥力,乳液的絮凝、融合现象明显减少,粒径分布偏向于尺寸较小的方向,表明糖基化改性提高了大豆蛋白纳米乳液的加工稳定性,并且其改性效果随反应时间和糖分子量的增加而逐渐提高。(4)以β胡萝卜素为包埋介质构建纳米乳液递送体系,研究糖基化改性对纳米乳液递送体系稳定和释放包埋介质的影响。结果表明:随着糖分子量的增加,糖基化大豆蛋白的乳化产率逐渐增加;在4℃和25℃储藏期间,糖基化改性使大豆蛋白纳米乳液中β胡萝卜素的保留率提高了10%~20%,同时使纳米乳液的平均粒径一直保持在500 nm以下,并呈现均匀分布的状态,说明糖基化改性能提高纳米乳液储藏期间的理化稳定性,且接枝的糖分子量越大,改善效果越好;由体外模拟胃肠消化可知,与大豆分离蛋白相比,糖基化改性大豆蛋白能保持乳滴在模拟胃液消化过程中的界面膜完整性,使其到达小肠消化阶段时具有更高的界面面积,提高了纳米乳液的游离脂肪酸释放率,有利于β胡萝卜素溶解在混合胶束中,从而增加其生物可及率,且接枝的糖分子量越大,其纳米乳液的生物可及率越高。
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