基于酶交联复合超声法的鹰嘴豆蛋白—油脂结合机制及消化特性研究

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随着生活水平的提高,人们对于蛋白的需求增加,但是优质蛋白种类少的问题随之凸显,鹰嘴豆蛋白具有较好的乳化性等功能特性,但油脂吸附能力、溶解性仍有待加强。因此探寻高效、绿色的技术提升鹰嘴豆蛋白的功能性质,对缓解优质蛋白紧缺具有促进作用。本文采用谷氨酰胺转氨酶(TG酶)及超声联合技术逐步对鹰嘴豆蛋白(CPI)进行修饰,通过测定功能性质及结构研究该复合技术对CPI油脂吸附作用机制;分析实际应用过程中环境条件对复合改性鹰嘴豆蛋白功能性质及结构的影响情况;同时探究技术参数及实际应用环境下复合改性鹰嘴豆蛋白在胃、肠道、口腔-胃-肠三个体外消化模型中的消化特性。(1)研究TG酶交联对鹰嘴豆蛋白吸油性、乳化性等性质及结构的影响。随着交联程度的增加鹰嘴豆蛋白的吸油性、乳化性呈现上升趋势,乳化稳定性呈下降趋势,疏水基团及游离巯基含量升高。50 k Da的条带逐渐减少,大于245 k Da的条带逐渐增加。说明TG酶通过交联形成异肽键,增加了鹰嘴豆蛋白的表面疏水性、油脂吸附能力及乳化特性。(2)研究TG酶复合超声技术对鹰嘴豆蛋白吸油性、乳化性等性质及结构的影响。酶交联复合超声使得CPI的油脂吸附能力由1.88 g/g提高到2.43 g/g。随着超声的进行,乳化性、乳化稳定性、粒径及zeta电位呈现上升趋势;蛋白疏水基团、游离巯基含量、β-折叠和无规卷曲含量增加。复合修饰鹰嘴豆蛋白的孔径增大,蛋白条带无明显变化。证明超声促进CPI结构展开,由有序转变为更加松散和无序,提供更大的空间吸附油脂,提升其吸油性。(3)分析市售温度及不同热加工处理条件及不同酸碱食品体系下复合修饰鹰嘴豆蛋白(M-CPI)性质、结构变化情况。油脂吸附能力、乳化性及乳化稳定性在25℃时最高,在4℃、70℃、80℃时下降,到100℃时呈现上升趋势。蛋白的疏水基团、游离巯基含量及β-折叠含量变化趋势与上述相同,α-螺旋含量呈现相反趋势。不同酸碱食品体系下M-CPI的油脂吸附能力随着p H的升高而降低,乳化性及乳化稳定性呈现升高的趋势。表明高温及极酸性环境下M-CPI的结构会展开,转变为无序结构,使得表面疏水基团及游离巯基含量增多,提升吸油性及乳化性能。(4)探究酶交联复合超声技术参数、市售温度及不同热加工处理条件及酸碱p H食品体系下复合改性鹰嘴豆蛋白的消化特性情况。酶交联后CPI的胃、肠及口腔-胃-肠体外消化率随着交联程度的增加而降低;对酶交联后的CPI进行超声后M-CPI的消化率升高,证实TG酶交联形成异肽键、高分子聚集体降低了CPI的消化率,超声促使酶交联后的CPI结构展开,提供更多的蛋白-酶结合位点,提升消化率;M-CPI的消化率随着p H的升高而降低,在p H值为6.8、7.8及8.3下M-CPI的消化率变化不显著,随着温度的升高M-CPI的消化率呈现上升趋势,尤其是在100℃下消化率最高,阐明高温及极酸性环境下M-CPI的结构会展开,提供更多的酶结合位点,提升消化率。
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