高压均质处理改善大豆7S蛋白功能性质与输送特性研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:meishan802
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大豆7S蛋白(β-Conglycinin)是大豆蛋白中的主要球蛋白之一,约占总大豆种子蛋白含量的30%~50%,是一种共轭型三聚体糖蛋白。因大豆7S蛋白富含人体所需的氨基酸,所以其健康益处和生理功能被广泛研究,除此之外,它还具备良好的功能性质,将其用作食品生产中的食品配料时,不仅可以增加产品的蛋白质含量,还可以改善食品的功能特性,如改善口感、增加弹性、改善保水性和持油性等。然而经过加热、碱溶和酸沉等处理,会导致蛋白变性,使其功能性降低或丧失,从而限制了其在食品工业中的应用。为改善大豆7S蛋白的功能性质和输送特性,利用高压均质(High-Pressure Homogenization,简称HPH)技术对它进行物理改性,使得高级结构和理化性质发生变化,从而改善其功能性质。将改性后的大豆7S蛋白应用于食品体系中,提升它作为乳化剂、输送载体的利用空间。本论文首先以HPH预处理对大豆7S蛋白改性为支撑点,对物理改性后的大豆7S蛋白(HPH-7S)进行结构和理化性质的表征,主要包括粒径、Zeta电位、高级结构、溶解性以及表面疏水性和功能性质的测定。然后使用HPH-7S蛋白制备乳液,以蛋白浓度为变量,测定不同浓度HPH-7S蛋白稳定的乳液粒径分布、絮凝指数、贮藏稳定性、热稳定性、乳析指数和界面吸附蛋白含量。接着将HPH-7S蛋白用于包埋姜黄素(CUR),形成HPH-7S/CUR纳米颗粒,以CUR浓度为变量,使用包埋率、颗粒粒径为指标优化CUR的添加浓度,制备出性能优异的荷载CUR的7S蛋白纳米颗粒,并对其进行结构表征,以及稳定性、抗氧化活性、消化特性的测定。主要研究结果如下:(1)使用HPH技术(20、40、60、80、100 MPa)对大豆7S蛋白进行改性,在均质压力为60 MPa时HPH-7S的粒径为94.32 nm,PDI为0.248,相对未经HPH处理的7S蛋白的粒径(262.3nm)和PDI(0.871),发生了显著地改善。FTIR和内源荧光光谱表明,经HPH处理的大豆7S蛋白二级结构含量发生变化,其中β-转角的含量逐渐增加,蛋白肽链展开,疏水基团暴露,三级结构破坏并重新排列;在均质压力为60 MPa时表面疏水性增加到587.7。起泡性、泡沫稳定性、乳化性和乳化稳定性的测定结果证实了 HPH处理能够显著改善大豆7S蛋白的功能性质。(2)使用HPH法作为乳化技术,成功制备以60 MPa压力处理的HPH-7S蛋白稳定的乳液,通过对不同蛋白浓度稳定的乳液粒径分布、絮凝指数进行测定,在HPH-7S蛋白浓度为2.0%时,HPH-7S稳定的乳液具有最低的体积平均粒径(d4,3,2.68 μm)。对HPH-7S稳定的乳液的温度稳定性和贮藏稳定性进行测定,得出HPH-7S稳定的乳液具有比7S稳定的乳液更好的热稳定性和贮藏稳定性。HPH-7S稳定的乳液的界面吸附蛋白量高于7S稳定的乳液,可能由于HPH预处理使大豆7S蛋白的结构发生一定程度的展开,暴露出更多的疏水基团,增加了蛋白分子的两亲性,使蛋白更容易被吸附到油-水界面,增加了乳液的界面蛋白吸附量,同时增强了乳液的稳定性。(3)采用反溶剂法制备了HPH-7S/CUR纳米颗粒,在CUR浓度为4 mg/mL时,HPH-7S/CUR具有最优的粒径大小和包埋率,分别为151.9 nm和88.8%,Zeta电位为-23.9 mV。FTIR和内源荧光光谱结果表明,HPH-7S可能通过疏水相互作用与CUR结合,HPH-7S与CUR分子间的作用力大于未经HPH处理的7S与CUR间的作用力。HPH-7S/CUR的pH稳定性测定结果显示,在pH值远离7S蛋白等电点(pH 4.0~5.0)时,HPH-7S/CUR的颗粒粒径几乎不受到影响,保持了较小的粒径。此外,相对于未处理的7S,HPH-7S能够更有效的延缓CUR的降解,热稳定性更好,生物可及性也有所提升。而且,HPH-7S可以较好的提高CUR在水溶液中的抗氧化性。
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