论文部分内容阅读
柿单宁具有多种生物功效,例如抗氧化、解蛇毒、降血脂、抗菌等,但因其溶解性差、适口性差(苦涩味重)、易氧化,使其很难在常见食品中添加应用,甚至会导致产品品质劣变,这是柿子单宁在食品中应用的关键技术难点。利用某些特定亲水性多糖与多酚的相互作用可能可改善多酚类化合物的的溶解性、稳定性、口感等,从而拓宽其在功能食品配料以及食品中的应用范围。因此,本文以不同聚合度柿单宁(DP26/5)和不同酯化度的果胶(HM/LM)为研究对象,使用本实验室前期已建立的感官评价与电子舌结合的数学模型、荧光光谱、散射浊度、差示扫描量热法(DSC)、动态光散射(DLS)等方法证实果胶-柿单宁互作对柿单宁涩味的影响;随后采用流变、扫描电镜(SEM)、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)等多种手段研究了柿单宁-果胶互作对果胶流变和凝胶特性的影响,并结合等温滴定量热法(ITC),荧光探针、DLS、Zeta电位及透射电镜(TEM)等分析技术进一步对两者相互作用模式进行了探索,探讨了柿单宁与果胶之间相互作用力。主要研究内容结果如下:1.柿单宁-果胶相互作用对柿单宁涩味的影响采用已建立的感官评估与电子舌结合的数学模型(Evalue=276.135-0.135ZZ-0.133BB+0.164CA)评价了柿单宁与果胶相互作用对柿单宁涩味强度的影响,结果表明,HM/LM果胶能显著降低DP26/5柿单宁涩味强度(p<0.05),表明两者发生了相互作用。当柿单宁与果胶质量比1:5后,复合物涩味明显降低(p<0.05)。DSC分析显示,柿单宁与果胶相互作能够增强复合物热稳定性,其降低变性温度及增加变性焓,说明形成了较稳定的柿单宁-果胶复合物,再次证明了二者间的相互作用。此外,紫外分光光度计(UV-Vis)、光散射浊度、DLS及荧光光谱分析等方法证明柿单宁、果胶及黏蛋白三者可相互作用形成“柿单宁-果胶-黏蛋白”三元复合物,从而减少柿单宁涩味。2.柿单宁-果胶相互作用对果胶流变特性的影响研究了柿单宁(DP25/5)与果胶(HM/LM)相互作用在变剪切速率及变温下稳态和动态模量变化情况。静态流变实验结果表明,柿单宁未改变HM/LM果胶的流体类型,符合Cross模型,表现为剪切变稀,呈假塑性非牛顿流体特征。随着温度的变化,柿单宁-果胶复合体系显示出粘度下降的趋势,符合Arrhenius方程。此外,柿单宁-HM果胶复合物的粘度值略高于柿单宁-LM果胶复合物的粘度值(p<0.001)。同时随着pH的升高,粘度值略有上升。但柿单宁聚合度对果胶粘度的影响不明显。另外,动态流变实验结果表明,柿单宁能够缩短HM/LM果胶复合物相转变时间和温度。3.柿单宁-果胶相互作用对果胶凝胶特性的影响采用质构、流变、SEM及CLSM等手段分析柿单宁-果胶相互作用对果胶凝胶特性的影响。质构分析显示,柿单宁能显著增强HM/LM果胶凝胶强度(p<0.05)。流变实验结果表明,柿单宁能改善HM/LM果胶凝胶特性,除0.05%低浓度柿单宁外,随着柿单宁浓度的增加凝胶强度均增加,尤其是低聚合度柿单宁(DP5)显著(p<0.05)增强HM/LM果胶凝胶强度。柿单宁浓度越高,柿单宁-果胶复合凝胶弹性模量越高,形成凝胶速度越快。与此同时,柿单宁-LM果胶复合凝胶强度(G′5000)比柿单宁-HM果胶复合凝胶强(G′1000),并且使凝胶结构更坚实。此外,SEM和CLSM实验结果表明,柿单宁与果胶相互作用形成聚集粗糙、不均匀的,致密网络结构的复合凝胶。在Ca2+与蔗糖稳定条件下,柿单宁酚羟基与LM果胶羧基通过氢键作用交联形成更多的缔合区,或加强钙离子桥接区域的稳定性而增强LM果胶的凝胶强度,且柿单宁与HM果胶通过疏水作用和氢键作用促进HM果胶分子缔合区形成从而改善凝胶强度。4.柿单宁-果胶相互作用力分析采用ITC、荧光探针法、DLS、UV-Vis及TEM分析探讨了DP26/5柿单宁与HM/LM果胶相互作用力。ITC实验结果表明,柿单宁与HM/LM果胶结合为自发的放热反应,氢键作用为两者相互作用的主要驱动力。同时芘荧光探针法结果显示,柿单宁与果胶相互作用可增加疏水微区,表明疏水作用也参与了两者的非共价相互作用。Zeta电位分析发现静电作用不是二者结合的主要作用力。浊度、粒径分布及微观结构形态实验证明果胶能够抑制柿单宁自聚而形成均匀的柿单宁-果胶复合物。高聚合度柿单宁(DP26)与高脂果胶亲和力(DE74)(Ka=(8.50±3.0)×103 M-1)高于低酯果胶(DE30)(Ka=(3.62±1.92)×103 M-1)。另外,温度、pH、SDS和尿素等环境因素影响柿单宁-果胶相互作用。这些结果进一步证明柿单宁-果胶相互作用通过氢键和疏水作用共同实现的。5.柿单宁-果胶复合物在面包中的应用效果研究采用质构分析、流变及微观结构等手段方法探讨柿单宁-果胶复合物在面包中的应用。实验结果表明,低浓度柿单宁对面团和面包影响不明显,而高浓度柿单宁(1%)显著抑制面团形成,显著降低面包比容。柿单宁与HM/LM果胶复配使用能显著改善单宁所致的品质劣化现象如面包硬度、咀嚼性和回复力下降,并且面团和面包弹性模量(G’),粘性模量(G’’),复合模量(G*)增强(p<0.05)。此外,与对照比较,添加了柿单宁-果胶复合物的面包的抗氧化能力(TPC,DPPH·,ABTS+·,ORAC等清除自由基能力)随柿单宁浓度的增加而增加,结果表明,柿单宁-果胶复配使用不仅能改善单宁所致的面团和面包品质劣化,而且能增强面包的抗氧化性及营养保健功能。因此,本研究为柿单宁与果胶复合配料为将来新型功能食品配料应用提供理论基础。