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随着人们健康意识的不断增强,对功能性食品关注度不断升高,然而ω-3脂肪酸、β-胡萝卜素、叶黄素等与人们健康密切相关的营养性食品组分对外界环境极为敏感,遇光、热、氧、p H等不良环境因素极易发生氧化降解和异构化。对食品中的敏感性组分进行微胶囊化可以保护其免受外界不良环境的影响,防止不利于人体的有害物质产生。然而目前微胶囊技术使用的壁材成本较高,相当一部分壁材不符合食品添加使用剂使用规范,常用的植物蛋白类壁材对于加工环境非常敏感,极大地限制了微胶囊技术在食品领域中的推广。本论文以来源广泛、价格低廉的大豆分离蛋白(SPI)和麦芽糊精为主要原料,采用蛋白酶解-糖基化接枝和糖基化接枝-蛋白酶解两种复合改性技术,分别制备了两种具有良好溶解性、乳化能力和抗氧化能力的多功能食品乳化稳定剂,将其应用于鱼油的包埋,并对这两种复合改性产物的制备工艺、理化性质及鱼油微胶囊制备中的应用效果进行了考察,主要内容如下:(1)以乳化性、乳化稳定性及抗脂质氧化能力为主要考察指标,确定了酶解-接枝反应体系的反应条件:酶解蛋白浓度为5%,加酶量(E/S)为0.3%,SPI酶解物/麦芽糊精比例为6/1,反应温度为80℃,底物浓度为7%。以糖基化反应时间为变量,考察不同改性程度酶解接枝产物的功能性质,结果发现大豆分离蛋白经过酶解-接枝改性其乳化能力、热稳定性、起泡性及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力等功能性质均有显著的改善,特别是与原SPI和HSPI相比,复合改性产物乳化能力分别提高了27%和19%。(2)采用高效液相色谱(HPLC)、SDS-PAGE、荧光光谱和圆二色谱等多种分析手段对酶解接枝过程中蛋白分子结构的变化进行了表征。SPI在经过酶解后分子量下降,同时荧光强度增强,表示蛋白分子内部疏水区暴露;酶解物经与麦芽糊精糖基化反应后,过碘酸染色(PAS)-凝胶电泳上出现红色糖基谱带,同时荧光强度出现下降,分子量有不同程度的增加。酶解后有序结构迅速减少,无规则卷曲结构迅速增多。据此,推测酶解过程已经充分地将蛋白折叠结构打开,有利于后续接枝反应的进行,这对于充分发挥多糖的空间位阻作用有重要意义。(3)将酶解接枝改性产物应用于鱼油微胶囊化,采用动态光散射激光粒度仪(DLS)、原子力电镜(AFM)及激光共聚焦显微镜(CLSM)等技术手段对鱼油乳状液分散性及稳定性进行了考察,结果发现,酶解接枝产物制备的鱼油乳状液多分散指数(PDI)较低、粒径分布较窄、乳状液液滴尺寸较小,尤其是接枝时间为270 min的酶解接枝物乳状液粒径为194 nm,PDI指数为0.094,远小于大豆分离蛋白/麦芽糊精复配物对应乳状液粒径719 nm和PDI指数0.537,证实SPI经复合改性后乳化能力明显改善。对于鱼油乳状液贮藏稳定性的考察发现,所有酶解-接枝产物制备的乳状液稳定性良好,而SPI及HSPI与麦芽糊精的复配物对照乳状液均出现了聚集和分层析出。(4)对鱼油微胶囊包埋效率的考察结果发现,酶解接枝产物微胶囊包埋效率为87%(HSPI-Md 300 min),相比于SPI、HSPI与麦芽糊精的复配产物微胶囊包埋效率66%和57%,有了较大提高。鱼油微胶囊氧化稳定性考察结果显示,当贮藏4周后,酶解接枝产物过氧化值(POV)和顶空丙醛含量分别为15.64 mmol/kg和4195.40,与SPI、HSPI与麦芽糊精的复配产物相比,酶解接枝产物制备的微胶囊氧化速率明显较低。对于微胶囊粉末外观结构进行考察的结果显示,酶解接枝产物制备的微胶囊表面呈现均一、多孔的显微结构,而HSPI与麦芽糊精复配物微胶囊则出现聚集和许多团簇结构。(5)采用糖基化接枝-蛋白酶解复合改性技术构建了另外一种新型微胶囊壁材。以接枝度和褐变程度作为参考指标,确定SPI与麦芽糊精糖基化接枝改性条件:反应物比例(SPI/麦芽糊精)为2:1,蛋白浓度为4%,温度80℃,p H为7.0,反应时间为80 min。(6)以糖基化产物酶解程度为变量,考察了不同改性程度接枝酶解产物的功能性质。结果发现,SPI经过复合改性后其溶解性、乳化能力、热稳定性及抗氧化能力等功能性质均有显著的改善,尤其是其等电点处的水溶性与原SPI及相应麦芽糊精糖基化产物相比,分别提高了22.6倍和7.6倍,乳化性(EAI)由105.75 m2/g提高至147.75 m2/g,乳化稳定性(ES)随之提高了2.2倍,变性温度由97℃(SPI)提高到了108℃(接枝酶解物DH 1.8%),热稳定性增强。(7)采用多种分析手段对复合改性前后蛋白分子结构变化进行了表征。接枝反应后分子量增大,PAS-凝胶电泳上出现红色的糖基谱带,证实麦芽糊精多糖链段引入,由于引入亲水性糖链,荧光强度出现下降。接枝物经过酶解后分子量有不同程度的下降,有序结构迅速减少,无规则卷曲结构迅速增多,但是-OH伸缩振动和酰胺基团中C=O双键的伸缩振动均没有减弱,说明限制性酶解过程没有破坏糖基化接枝反应生成的酰胺键。随着酶解的进行蛋白分子内部疏水区的暴露,荧光强度增强,说明蛋白折叠结构已打开。(8)将SPI接枝-酶解复合改性产物应用于鱼油微胶囊化,考察其稳定乳状液的能力。结果发现,接枝酶解产物制备的鱼油乳状液PDI指数较低,粒径分布较窄,乳状液液滴尺寸较小,尤其是酶解度(DH)2.9%的接枝酶解物对应乳状液粒径为232 nm,PDI指数为0.091远小于SPI/麦芽糊精复配物对应乳状液粒径401 nm和PDI指数0.293,表明接枝酶解改性复合改性技术能有效增强SPI的乳化能力。接枝酶解物鱼油乳状液在贮藏过程中稳定性良好。(9)对鱼油微胶囊的包埋效率的考察结果发现,接枝酶解产物制备的微胶囊包埋效率明显提高为97%(DH 1.8%),而SPI麦芽糊精的复配或接枝产物则分别只有66%和27%。鱼油微胶囊氧化稳定性考察结果显示,贮藏4周后,接枝酶解产物微胶囊的POV值和顶空丙醛含量分别为4.72 mmol/kg和2688,与SPI/麦芽糊精的复配或接枝产物相比,接枝酶解产物制备的微胶囊氧化速率明显较低。接枝酶解产物制备的微胶囊表面呈现均一、多孔的显微结构,SPI与麦芽糊精接枝物微胶囊则呈现表面粗糙、团聚的外观结构。