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目的:本研究使用菊粉（inulin,In）通过美拉德反应（the Maillard reaction,MR）对乳清分离蛋白（whey protein isolate,WPI）进行改性,经单因素实验和正交试验对其反应条件进行优化,制备出3种不同糖基化程度（degree of glycation,DG）的乳清分离蛋白-菊粉（whey protein isolate-inulin,WPI-In）复合物;对比分析3种复合物的微观结构,溶解性、乳化性等功能性质,以及在发挥抗氧化、调节免疫与肠道微生物等生理活性方面的差异,以明确经美拉德反应获得的WPI-In复合物潜在的健康促进作用,为拓展乳清蛋白与甘肃省特色资源——菊粉的应用提供理论依据,也为食品加工的安全性提供参考。方法:1.WPI-In复合物的制备:通过单因素实验,探讨反应温度、反应时间、初始pH值、WPI浓度（w/v）、WPI与In质量比对美拉德反应的影响。以糖基化程度为考察指标,根据单因素实验的结果,选取反应时间、初始pH值、WPI浓度、WPI与In质量比4个因素,每个因素3个水平进行正交实验,制备出3种不同糖基化程度的WPI-In复合物,分别命名为:低糖基化程度乳清分离蛋白-菊粉复合物（whey protein isolate-inulin conjugates with low degree of glycation,WPI-In-LDG）、中糖基化程度乳清分离蛋白-菊粉复合物（whey protein isolate-inulin conjugates with moderate degree of glycation,WPI-In-MDG）和 高糖基化程度乳清分离蛋白-菊粉复合物（whey protein isolate-inulin conjugates with high degree of glycation,WPI-In-HDG）。2.WPI-In复合物的表征:通过Zeta电位及粒度分析仪分别测定WPI、WPI-In-LDG、WPI-In-MDG和WPI-In-HDG的Zeta电位和粒径分布,通过傅里叶变换红外光谱仪、圆二色谱仪和扫描电子显微镜分别对WPI、WPI-In-LDG、WPI-In-MDG和WPI-In-HDG进行结构解析。3.WPI-In复合物的功能特性研究:在体外实验部分,以WPI为空白对照,分别测定在获取3种糖基化程度的WPI-In复合物前后,反应体系的溶解性、乳化活性、乳化稳定性,以及1,1-二苯基-2-苦肼基（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）自由基清除能力。在动物实验部分,将72只成年健康雌性昆明小鼠随机分为生理盐水组（control group,CG）、WPI 组、In 组、WPI-In-LDG 组、WPI-In-MDG组以及WPI-In-HDG组,每天上午9:00对各组小鼠进行灌胃,持续6周。灌胃结束后:（1）眼球采血,分离血清,使用ELISA试剂盒检测小鼠血清中免疫球蛋白A（immunoglobulins A,Ig A）、Ig G、IgM,以及细胞因子白细胞介素-2（interleukin-2,IL-2）、IL-4、IL-6、IL-1β、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-α,TNF-α）和 γ-干扰素（interferon-γ,IFN-γ）的水平;（2）分离并称量脾脏、胸腺和肝脏的重量,使用ELISA试剂盒检测小鼠肝组织中谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GSH-Px）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）的活力,以及丙二醛（malondialdehyde,MDA）的含量;（3）收集新鲜的小鼠粪便,通过16S rRNA高通量测序分析小鼠粪便中微生物的群落组成。结果:1.WPI-In复合物的制备:（1）随着反应时间的延长、WPI与In质量比的增加,WPI-In复合物的糖基化程度先升高后降低;随着初始pH的增加,WPI-In复合物的糖基化程度逐渐升高;随着WPI浓度的增加,WPI-In复合物的糖基化程度逐渐降低后趋于稳定;反应温度对产物的糖基化程度无显著性影响。（2）经单因素实验和正交试验制备出了 3种不同糖基化程度的WPI-In复合物,分别为:WPI-In-HDG（制备条件:反应温度60℃,反应时间1h,初始pH8,WPI浓度6.0%,WPI与In质量比1:4）、WPI-In-MDG（制备条件:反应温度60℃,反应时间2 h,初始pH 10,WPI浓度1.5%,WPI与In质量比1:1）和WPI-In-LDG（制备条件:反应温度60℃,反应时间3h,初始pH9,WPI浓度7.5%,WPI与In质量比1:2）,糖基化程度依次为（11.58±1.31）%、（6.85±0.51）%和（1.23±0.23）%。2.WPI-In复合物的表征:（1）Zeta电位和粒径分布:WPI-In复合物的粒径小于WPI,随着糖基化程度的增加,WPI-In复合物的粒径逐渐减小,WPI-In-HDG的粒径最小,有88.58%的粒径分布在15～25 nm之间,11.42%的粒径分布在 180～250nm之间。（2）WPI、WPI-In-LDG、WPI-In-MDG和 WPI-In-HDG的Zeta 电位分别为（-63.05±0.08）mV、（-63.00±0.37）mV、（-58.41±2.09）mV和（-55.30±1.76）mV,与 WPI-In-LDG 相比,WPI-In-MDG 和 WPI-In-HDG 的Zeta电位绝对值显著下降（P＜0.05）,但仍具有良好的稳定性。（3）傅里叶变换红外光谱分析:与WPI相比,WPI-In复合物C-O的伸缩振动增强,所含的羟基数增加,说明In以共价键接入到WPI分子中。（4）圆二色谱分析:美拉德反应显著改变了 WPI的二级结构,随着糖基化程度的提高,α-螺旋含量降低了48.24%～90.44%,β-转角含量降低了 73.89%～99.84%,β-折叠含量上升了85.18%～119.05%;与 WPI-In-LDG和 WPI-In-MDG相比,WPI-In-HDG 的 α-螺旋和β-转角含量显著降低,β-折叠含量显著上升（P＜0.05）。（5）扫描电镜观察:In的接入使WPI失去了近似球状的外观,随着糖基化程度的增加,WPI-In复合物的表面出现了逐渐增大的孔状结构,使复合物的结构逐渐疏松。3.WPI-In复合物的功能特性研究:（1）溶解性:糖基化程度会对WPI-In复合物的溶解性产生影响,随着糖基化程度的升高,WPI-In复合物的溶解性逐渐提高（P＜0.05）,WPI-In-HDG的溶解性最高,为（66.02±3.41）%。（2）乳化性:糖基化程度会对WPI-In复合物的乳化能力产生影响,与WPI-In-LDG和WPI-In-MDG相比,WPI-In-HDG的乳化活性和乳化稳定性显著提高（P＜0.05）,分别为（8.12±0.07）m2/g和94.27±3.22。（3）DPPH自由基清除能力:糖基化程度对WPI-In复合物的DPPH自由基清除能力无明显影响（P＞0.05）。（4）小鼠肝脏抗氧化能力:WPI-In复合物能够提高小鼠肝脏GSH-Px和SOD活力,降低MDA含量,提高小鼠的肝脏抗氧化能力（P＜0.05）。其中,WPI-In-HDG提高小鼠肝组织中GSH-Px活力和降低MDA含量的能力最强。（5）小鼠免疫功能:WPI-In复合物能够促进Ig M和Ig G的分泌,提高血清中抗炎因子IL-4和IL-2的水平,降低促炎因子TNF-α的水平（P＜0.05）。其中,WPI-In-HDG提高血清中Ig G和IL-4含量的能力最强,WPI-In-MDG提高Ig G含量的能力较强。（6）小鼠肠道菌群分析:α多样性分析表明,WPI-In-LDG组和WPI-In-MDG组的Chao1指数和ACE指数显著高于In组（P＜0.05）,说明与In相比,WPI-In-LDG 和 WPI-In-MDG 能够提高小鼠肠道微生物群落的丰富度。β 多样性分析表明,与CG组、WPI组、In组和WPI-In-MDG组相比,WPI-In-HDG组小鼠的肠道菌群群落结构存在明显差异（P＜0.05）,说明WPI-In-HDG能够改变小鼠的肠道菌群结构。物种差异性分析表明,WPI-In-LDG能够提高有益菌Marvinbryantia、颤螺菌属（Oscillospira）和瘤胃球菌科（Ruminococcaceae）的相对丰度（P＜0.05）,WPI-In-MDG能够提高安德克氏菌属（Adlercreutzia）的相对丰度（P＜0.05）,WPI-In-HDG能够提高拟杆菌门（Bacteroidetes）和丁酸球菌属（Butyricicoccus）的相对丰度（P＜0.05）。相关性分析表明,WPI-In复合物可以通过提高肠道菌群中Butyricicoccus和Ruminococcaceae的相对丰度,增强小鼠肝脏抗氧化能力,通过提高Marvinbryantia的相对丰度增强免疫功能。结论:1.WPI-In复合物具有比WPI更小的粒径和更加舒展的结构。2.WPI-In复合物表现出良好的溶解性、乳化性和DPPH自由基清除能力,能够提高小鼠的肝脏抗氧化能力和免疫功能,增加有益菌的相对丰度,改善小鼠的肠道菌群构成。3.WPI-In复合物的功能特性与糖基化程度成正比,有望扩展乳清蛋白和菊粉在食品体系中的应用。