蛋白/多糖複合冷致凝膠微結構控制及輸送特性研究

《蛋白/多糖複合冷致凝膠微結構控制及輸送特性研究》是依託華南理工大學，由楊曉泉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：蛋白/多糖複合冷致凝膠微結構控制及輸送特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊曉泉
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

食品可視為輸送食品功能特性(質構、風味、營養素和功能因子)的多相軟材料。本研究通過控制蛋白/多糖複合凝膠體系在常溫下的相分離，構建具有不同微結構及控釋特性的凝膠結構，並研究其模擬胃腸條件下的輸送特性。內容包括：（1）冷致蛋白/多糖複合凝膠體系構建：研究GDL酸化、離子誘導及MTGase交聯條件下，冷致蛋白/多糖複合凝膠及複合乳液凝膠體系的構建，通過改變pH值、離子強度及溫度構建環境因素主變數凝膠體系；（2）複合凝膠微結構的控制及表征：研究蛋白的聚集方式及多糖的分子量及電荷密度對蛋白/多糖複合凝膠微結構的影響，通過改變蛋白質聚集方式及多糖性質構建預期微結構的複合凝膠，；（3）複合凝膠微結構與功能因子輸送特性關聯性研究：建立冷致蛋白-多糖複合凝膠微結構與功能因子輸送特性的關聯性，通過控制微結構控制複合凝膠生物活性物質的智慧型控釋。該研究將從材料學的角度拓展食品科學的理論與技術外延。

結題摘要

食品可視為輸送功能特性（質構、風味、營養素）的多相軟材料。本研究通過控制蛋白/多糖複合體系在常溫下的相分離，構建具有不同微結構及控釋特性的凝膠結構及乳液體系，並研究其在模擬胃腸條件下功能因子的輸送特性，建立蛋白/多糖複合體系微結構調控與功能因子輸送特性的關聯性，為食品結構理性設計從而控制食品功能特性提供理論依據。具體研究內容如下： 1.本項目首先將大豆蛋白分別與κ-卡拉膠和葡聚糖硫酸鹽進行複合，利用微生物轉谷氨醯胺酶催化的共價交聯，製備了具有控釋特性的冷致蛋白/多糖凝膠，利用雷射共聚焦顯微鏡、掃描電子顯微鏡和微型X-射線斷層掃描等技術對凝膠微結構進行觀察；並以該冷致凝膠為載體，荷載了核黃素等營養因子，研究其在模擬胃腸環境中的溶脹及控釋特性，為後續蛋白/多糖複合體系凝膠性質研究及構建新式食品微結構功能材料提供理論依據。 2.本項目以大豆蛋白為原料，分別與低醯基結冷膠和甜菜果膠進行複合，利用酶交聯和控制孵育溫度，製備了具有雙網路結構的可食性凝膠。通過控制體系中蛋白與多糖的比例，實現了對雙網路凝膠結構的控制，從而獲得具有不同質構的凝膠。同時採用肌電儀和口腔軌跡儀對志願者咀嚼該雙網路凝膠時的口腔加工特性進行了跟蹤分析，建立了凝膠機械性能與口腔質構認知之間的聯繫。 3.本項目以大豆蛋白與殼聚糖為原料，研究了蛋白質與多糖間的相互作用以及兩者形成複合物所需的加工條件以及複合物的界面行為，並利用帶正電荷的殼聚糖製備了由大豆蛋白穩定的抗菌乳液。 4.本項目以大豆蛋白分別與麥芽糊精、葡聚糖以高溫、短時乾熱法製備了糖基化產物；以此產物為原料，利用轉谷氨醯胺酶交聯製備了水凝膠，發現該凝膠比傳統蛋白/多糖水凝膠具有更高的機械強度。本項目以乾熱糖基化與限制性酶解相結合的方式製備了具有兩親性結構的接枝共聚物，顯著提高了大豆蛋白的界面和乳化性質。 5. 本項目研究了大豆分離蛋白和大豆油體蛋白功能性質和風味的差異，採用動態光散射技術、乳析穩定性測定和雷射共聚焦圖像分析技術系統研究了大豆油體/卡拉膠乳液體系在各種環境條件下的穩定性，及體外評價了大豆油體中的脂肪酸和生育酚等功能因子的生物利用率，並考察了大豆油體/卡拉膠分子相互作用提高乳液系統穩定性的機理。研究結果以期對大豆油體/卡拉膠體系食品產品的開發、工藝改良、營養物質的有效控制利用以及大豆油體蛋白在食品工業中的的套用等提供理論指導。