玉米醇溶蛋白-白藜芦醇共价复合物制备表征及应用

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蛋白质是食品中重要的营养物质之一,多酚类化合物普遍存在于植物性食物中,如蔬菜、水果、种子和叶茎等是我们日常饮食中多酚的重要来源。蛋白质与多酚的共价结合会使所修饰蛋白质的分子构型和功能性质发生显著改变。因此,探究蛋白质与多酚之间的相互作用,改善修饰蛋白质的功能性质,对食品工业的发展具有重要意义。本论文通过两种不同方法制备了蛋白质与多酚的共价复合物,探究了新型共价复合物的理化性质、体外消化和在Pickering乳液中的应用。论文主要研究内容和结论如下:(1)玉米醇溶蛋白-白藜芦醇共价复合物的制备表征:通过碱处理法和自由基接枝反应制备了新型玉米醇溶蛋白和白藜芦醇的共价复合物。碱处理法得到的接枝效率和总酚含量略高于自由基接枝。与天然和碱处理的玉米醇溶蛋白相比,共价复合物的自由巯基含量明显降低,说明白藜芦醇与玉米醇溶蛋白的巯基进行亲核加成形成了稳定的C-S共价键。傅里叶变换红外光谱和内源荧光光谱揭示了白藜芦醇修饰后玉米醇溶蛋白的构型变化。此外,共价修饰使玉米醇溶蛋白的等电点从6.5变为5.4(碱处理)和5.6(自由基接枝),拓宽了玉米醇溶蛋白的酸碱度应用范围。另外,共价复合物显示出比天然玉米醇溶蛋白更高的热稳定性、抗氧化活性和乳化活性。(2)玉米醇溶蛋白-白藜芦醇共价复合物的体外消化模拟:通过测定粒径和PDI值,发现用两种方法制备的共价复合物在各消化阶段中粒径较小,且分散性良好。经过模拟胃液和肠液消化后,共价复合物的红外特征峰发生了偏移,这可能是由于蛋白酶破坏了玉米醇溶蛋白的结构以及玉米醇溶蛋白与白藜芦醇之间的相互作用。从扫描电镜可以明显看出,共价复合物的球形结构在胃消化阶段已基本消失。对比未改性的玉米醇溶蛋白,共价复合物的消化率在胃肠消化阶段均达到最高值,白藜芦醇的接枝提高了玉米醇溶蛋白的消化率。此外,共价复合物经过胃、肠消化后的消化产物仍表现出良好的抗氧化活性。(3)玉米醇溶蛋白-白藜芦醇/果胶复合颗粒(Z-R/P)稳定的抗氧化Pickering乳液:与果胶的复合改善了改性蛋白的亲水性,当改性蛋白与果胶的质量比为2:1时,接触角为90.68°,润湿性接近中性。通过粒径测量、视觉外观和光学显微分析,得到优化后乳液的油相体积分数为5%和固体颗粒浓度为1.5wt%。流变分析表明乳液形成了弹性凝胶结构。扫描电镜发现改性蛋白与果胶紧密结合。红外光谱中蛋白特征峰的迁移表明果胶与改性蛋白两者之间发生了相互作用,以氢键、疏水相互作用为主。在不同p H(4~9)和盐离子浓度(0~0.2 mol/L)条件下,乳液液滴大小基本保持不变,外观无明显差异,表明乳液稳定性良好。由脂质氧化实验发现,Z-R/P复合颗粒稳定的Pickering乳液在防止油脂氧化方面表现出优异的性能,室温存放14天后,乳液中的丙二醛含量最低,仅为123.85μmol/kg oil。(4)玉米醇溶蛋白-白藜芦醇/季铵盐壳聚糖(Z-R/H)复合粒子稳定的薄荷油Pickering乳液:当Z-R与HTCC的质量比为3:1时,Z-R/H复合粒子的粒径最小,为281.6 nm;三相接触角为95.01°,适合用于稳定Pickering乳液。通过扫描电镜观察发现改性蛋白较好地分散在季铵盐壳聚糖中,随着季铵盐壳聚糖浓度的增加,开始出现大颗粒的蛋白聚集体。通过粒径、电位、显微观察以及稳定性指数分析发现,Z-R/H稳定的Pickering乳液具有优异的物理稳定性,尤其是Z-R/H3:1。并初步探讨了Pickering乳液的稳定性机理。当Z-R与HTCC的质量比为3:1时,油水界面的蛋白质含量高达81.3%,从CLSM可以明显看出,Z-R/H3:1颗粒吸附在油水界面上,形成致密的填充层,起到物理屏障的作用,提高了Pickering乳液的稳定性。4周后,Z-R/H3:1稳定的薄荷油在乳液中的保留率仍高达72.1%。Z-R/H稳定的乳液具有显著增强的抗氧化活性,对DPPH和ABTS的自由基清除率分别提高了22.60%~40.26%和26.06%~51.33%,稳定剂的加入对薄荷油乳液具有增效抗氧化的作用。感官分析表明,质量比为3:1的改性蛋白与季铵盐壳聚糖稳定的Pickering乳液,其组内个体差异最小,乳液内部理化性质稳定。
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