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马铃薯蛋白是马铃薯淀粉工业的副产物,溶解度低,在食品领域中的应用受限。马铃薯蛋白资源丰富,营养价值高,通过改性提高其溶解度有利于发挥马铃薯蛋白的功能性质,提高其在食品领域的应用价值。本文通过中温、超声与pH偏移协同处理改善马铃薯蛋白的溶解度。研究了其结构及消化特性的影响;并将其与乳清蛋白复配用于复合蛋白乳液及复合蛋白乳状液填充凝胶物理化学性质及消化特性的调控。主要研究结果如下:(1)以马铃薯蛋白溶解度为指标,考察中温(40℃)、超声(超声模式、频率、时间)和pH偏移(pH12)单一处理以及不同组合处理对马铃薯蛋白溶解度的影响。采用圆二色光谱、内源荧光光谱以及原子力显微镜等分析手段考察了超声/中温协同pH偏移对马铃薯蛋白结构的影响。研究结果表明,三种改性方式协同处理可以显著性地提高马铃薯蛋白溶解度(p<0.05)。其中,40℃下pH偏移期间超声(40 kHz)处理15 min时,马铃薯蛋白溶解度最高,达到87.6%,比对照提高了173.3%。结构分析的结果表明,三种改性方式协同处理可以显著性改变蛋白质的二级和三级结构。与对照相比,40℃下pH偏移期间(40 kHz)超声处理15 min对马铃薯蛋白结构影响最大。此时,马铃薯蛋白中α-螺旋结构含量降低56.7%(p<0.05),β-折叠结构含量增加34.8%(p<0.05);色氨酸内源荧光强度增加17.4%(p<0.05),最大发射波长发生红移;总巯基含量下降了30.0%(p<0.05),游离巯基含量增加了6.2%(p>0.05),表面疏水性下降了16.9%(p<0.05)。以上表明部分蛋白质分子可能聚集。微观结构和电泳结果表明,马铃薯蛋白质分子平均粒径增加了26.44%(p<0.05),蛋白质分子形成了可溶性大聚集体,蛋白质处于熔球态。(2)以自由氨基含量和蛋白降解程度为指标,考察了超声/中温协同pH偏移对马铃薯蛋白消化特性的影响。结果表明,超声/中温协同pH偏移可以改善其消化特性。马铃薯蛋白在胃肠消化的前20 min内消化速度较快。与对照组相比,经过40℃pH偏移期间40 kHz超声15 min处理后,胃消化中自由氨基含量与消化速率分别提高了20.64%和34.73%,肠消化中分别提高了24.66%和17.06%。马铃薯蛋白质的消化率与溶解度呈极显著正相关(p<0.01)。并且经过超声/中温协同pH偏移处理产生了可溶性大聚集体,更易于消化。(3)以界面膜流变性质、乳化活性和乳化稳定性以及粒径、表面电位和微观形态为指标,考察了马铃薯蛋白(PP)与乳清蛋白(WP)比例对复合蛋白的乳化特性及乳状液的物理化学性质的影响。并以自由氨基含量、游离脂肪酸含量和单一游离脂肪酸含量为指标考察了PP与WP不同复配比例对乳状液消化特性的影响。研究结果表明,PP与WP质量比为10:0(PP:WP=10:0)时,复合蛋白降低表面张力能力最强,且吸附到界面膜的速度更快,乳状液的乳化活性最好;乳化液滴粒径最大897.1 nm(p<0.05),电位绝对值最小23.67 mV(p<0.05),界面粘弹性较差,但界面吸附蛋白含量最高11.44 mg/m~2(p<0.05),表观粘度最大,激光共聚焦显微镜观察到此时界面膜最厚,乳化稳定性最高。复合蛋白的乳化活性可能与表面张力有关,而复合蛋白制备的乳状液物理稳定性可能与其表观粘度、粒径、表面电荷、界面性质有关。乳清蛋白在模拟胃消化过程中具有较高的消化速率,但在肠消化过程中更有利于马铃薯蛋白的消化。当PP:WP=0:10时,油脂的消化速率更快,但所有样品的最终脂肪酸释放量没有显著差异。(4)以乳状液颗粒填充凝胶的流变特性、质构、持水性、水分分布以及溶胀比和微观形态为指标,考察了不同界面组成的乳化颗粒在不同的环境下(有无NaCl)对乳清蛋白凝胶的凝胶特性的影响。并以自由氨基含量、游离脂肪酸含量为指标考察了不同界面组成的乳化颗粒在不同的环境下(有无NaCl)对乳清蛋白凝胶的消化特性影响。研究结果表明,乳液填充可以改善乳清蛋白凝胶的凝胶结构和凝胶性质。氯化钠可以进一步改善乳清蛋白凝胶的凝胶结构和凝胶性质。其中,50 mmol/LNaCl条件下,PP:WP=10:0乳状液填充乳清蛋白凝胶的凝胶结构和凝胶性质最好。与无填充凝胶凝胶相比,可以增强凝胶的粘弹性、凝胶强度提高了1291.7%(p<0.05)、持水性提高了4.6%(p>0.05),但溶胀能力降低了61.2%。通过微观结构表明,乳状液颗粒在乳清蛋白凝胶中起到物理支撑作用。化学作用力的结果表明马铃薯蛋白与乳清蛋白主要以氢键和疏水作用结合在一起。乳状液颗粒填充凝胶中脂肪酸的释放量和蛋白质的消化程度与凝胶特性有关,PP:WP=10:0乳状液填充乳清蛋白凝胶的最终游离脂肪酸含量释放量和自由氨基含量最低。综上所述,超声/中温协同pH偏移处理马铃薯蛋白可以显著性提高蛋白溶解度和消化率。马铃薯蛋白可能通过改善乳状液界面的界面性质来改善复合蛋白乳状液的稳定性和消化特性。马铃薯蛋白可能是通过与凝胶网络结构中乳清蛋白相结合改善乳状液颗粒填充凝胶的凝胶特性特特性和消化特性。