蛋白质/多糖复合物的形成机理及应用一直是食品领域的研究热点。大豆蛋白是一种可替代动物蛋白的优质蛋白,基于大豆蛋白的产品开发具有重要意义。因此,本课题选取大豆蛋白(SP)/阿拉伯胶(GA)体系为研究对象,对大豆蛋白/阿拉伯胶复合物的形成机理进行了深入地研究,主要是对大豆蛋白与阿拉伯胶之间的静电相互作用进行阐述。在对大豆蛋白/阿拉伯胶复合物功能性质研究基础上,将其成功应用到微胶囊制备中。主要研究结果如下:(1)大豆蛋白/阿拉伯胶复合物形成过程中的相行为。本部分整体展现了各因素对大豆蛋白/阿拉伯胶体系相行为的影响。通过改变混合顺序、混合浓度和混合比例确立了相边界(双节线和旋节线),并绘制了大豆蛋白/阿拉伯胶/水三相图。结果发现,两相区域在低浓度范围即已形成,呈不对称液滴状。NaCl浓度对相边界具有明显影响,当NaCl浓度为100 mmol/L,大豆蛋白/阿拉伯胶体系的相分离程度最大;NaCl浓度达到250 mmol/L时,相分离被完全抑制,相图上不存在两相区域,说明相分离的发生是通过静电作用,较高浓度NaCl的电荷屏蔽作用使不溶性复合物无法形成。pH对相分离行为也有重要影响,与pH 3.0时的三相图对比,pH 4.0时的相分离区域要小于pH 3.0时,说明相分离需要在更高浓度下才能发生,这是因为大豆蛋白在pH 4.0所带净电荷更少。(2)大豆蛋白/阿拉伯胶净电荷数量关系对复合物形成的影响。通过对不同质量比的大豆蛋白/阿拉伯胶混合体系进行浊度滴定,确定了大豆蛋白/阿拉伯胶开始形成不溶性复合物所对应的临界pH值(pHφ1)。结果显示,对于质量比(w/w)分别为1:4,1:2,1:1,2:1,4:1,8:1的大豆蛋白/阿拉伯胶混合体系,相应的pHφ1值分别为2.75,3.15,3.55,4.10,4.55,4.65。然后,分别测定了大豆蛋白和阿拉伯胶在pH 4.5–pH 2.3范围内的电泳迁移率,在此基础上利用软粒子理论分别计算了大豆蛋白和阿拉伯胶在不同pH时的电荷密度(ZN)。进一步分析发现,对于上述各个pHφ1值,大豆蛋白/阿拉伯胶的质量比(ρ)与大豆蛋白/阿拉伯胶的电荷密度比的乘积都接近于1。由此可知,大豆蛋白/阿拉伯胶开始形成不溶性复合物时,两种大分子所带电荷相等。(3)大豆蛋白/阿拉伯胶复合物形成过程中的热力学特性。本部分重点研究了大豆蛋白/阿拉伯胶体系分别形成可溶性(pH 5.6)和不溶性复合物(pH 3.0)过程中的热力学性质。在pH 3.0,当大豆蛋白滴定阿拉伯胶时,大豆蛋白/阿拉伯胶质量比为0.42时发生相分离,在相同p H下,大豆蛋白和阿拉伯胶电荷数量相等所需的质量比为0.36,两者接近。等温滴定量热法(ITC)分析显示大豆蛋白/阿拉伯胶复合过程为放热反应,最大热焓值(ΔH)为-0.70±0.02 cal/(g蛋白质)。在pH 5.6时,ITC测得ΔH为-0.10±0.01 cal/(g蛋白质),说明大豆蛋白与阿拉伯胶两者之间仍然存在静电相互作用,但是只形成可溶性复合物,在任何比例下都不发生相分离。在pH 3.0进行反向滴定时,可以观察到随着阿拉伯胶的加入,体系浊度快速升高,说明在大豆蛋白溶液中只需要加入很少的阿拉伯胶即可发生相分离,不存在如前所述的电荷数量关系。ITC揭示其仍为放热反应,ΔH为-1.40±0.01 cal/(g多糖),远大于大豆蛋白滴定阿拉伯胶时的放热量。最后研究了NaCl浓度对大豆蛋白滴定阿拉伯胶时的ΔH,结果发现随着NaCl从0升高到200 mmol/L,ΔH和等温吸附均不断减小。(4)大豆蛋白/阿拉伯胶复合物的功能性质。本部分研究了混合比例为1:1、不同pH(pHφ1、pHopt和pHpd)下大豆蛋白/阿拉伯胶复合物的功能性质,并与热处理大豆蛋白(85-SP、95-SP)/阿拉伯胶复合物以及明胶/阿拉伯胶复合物比较,旨在说明复合物的功能性质对微胶囊制备的影响。大豆蛋白/阿拉伯胶体系的乳化性总体上要好于明胶/阿拉伯胶体系。同时,蛋白质/阿拉伯胶体系的乳化性与界面张力呈负相关关系,说明复合物与油滴的结合能力决定了其乳化能力。蛋白质/阿拉伯胶体系在pHφ1和pHopt时具有较好的乳化稳定性,而在复合物分解阶段(pHpd)时乳化稳定性明显降低。频率扫描的结果显示,大豆蛋白/阿拉伯胶复合物的特征长度约为40 nm,远大于其他体系复合物,说明其结构不紧密。温度扫描(40-10℃)的结果则说明明胶/阿拉伯胶复合物的降温过程中结构变得更加紧密,而大豆蛋白/阿拉伯胶复合物在降温过程中结构变化不大。(5)大豆蛋白/阿拉伯胶复合物在微胶囊制备中的应用。本部分进行了以大豆蛋白和阿拉伯胶作为壁材制备亚麻籽油微胶囊的研究。首先研究了不同pH(3.75,3.15,2.80)和不同大豆蛋白/阿拉伯胶混合比例(2:1,1:1,1:2)下的大豆蛋白/阿拉伯胶复合物形成得率和组成。结果发现,在不同的混合比例下,体系在其相应的pHopt下具有最高得率。尤其是在SP/GA=1:1和SP/GA=2:1时,体系复合物的得率达到81.2±2.0%和88.1±0.6%。成分分析发现,在任何混合比例下,随着pH的升高,复合物中大豆蛋白和阿拉伯胶的比例升高,说明大豆蛋白/阿拉伯胶复合物的形成是静电相互作用驱动的。亚麻籽油微胶囊的表征结果与复合物结果一致,也就是说制备微胶囊的最佳条件与复合物得率最高时的条件一致。在SP/GA=1:1,pH 3.15条件下,微胶囊产率和总回收率分别达到81.5±0.1%和81.7±0.4%;在SP/GA=2:1,pH 3.75条件下,微胶囊产率和总回收率则分别77.4±3.7%和86.7±2.4%。显微镜形态观察结果显示,在特定的条件下,大豆蛋白/阿拉伯胶复合物会在油滴的表面形成一层大分子外壳。抗氧化实验结果显示,一定条件下经微胶囊包埋后亚麻籽油的氧化速率明显减小,因此微胶囊起到了抑制油脂氧化的作用。