酪蛋白—葡聚糖接枝改性研究

论文摘要

酪蛋白氨基酸组成理想,是一种全价蛋白质。但酪蛋白等电点在pH 4.6左右,低酸性条件下,溶解度及乳化性都很差;而当食品为酸性体系时,酪蛋白的使用就受到了限制。因此,为改善酪蛋白的一些功能特性,扩大酪蛋白的使用范围,需对其进行改性,为新型功能性食品配料与添加剂的研究提供一条新的途径。本文主要研究了酪蛋白糖基化接枝改性的湿法与干法工艺,并研究了接枝物的分子结构及其功能特性。首先研究了酪蛋白与葡聚糖湿法接枝物的制备工艺及其分子结构。研究了温度、加热时间、酪蛋白浓度、底物配比、pH值、缓冲液类型及无机盐等因素对湿法接枝反应的影响。通过正交实验,确定了酪蛋白糖基化反应的最佳湿法工艺为:温度110℃,反应时间60 min,酪蛋白浓度2 mg/mL,酪蛋白/葡聚糖配比（w/w）0.1,pH 7.8,产物的接枝度为35.10%,褐变指数为0.198。SDS-PAGE显示:酪蛋白经湿法接枝反应后,原蛋白条带消失,出现大分子量蛋白条带;HPLC分析显示:接枝反应后产物的分子量显著增大;氨基酸分析发现碱性氨基酸赖氨酸和精氨酸含量减少;红外光谱及荧光分析证实酪蛋白发生了Maillard反应,经湿法改性生成了接枝共聚物。随后,本文对干法改性工艺进行了研究。分析了温度、时间、底物配比、相对湿度及pH值等对干法接枝反应的影响,确定了酪蛋白糖基化的干法工艺为:温度60℃,相对湿度79%,底物配比1/3,pH 7.4,加热24 h,产物的接枝度为20.61%,褐变指数为0.096。SDS-PAGE、HPLC、氨基酸分析以及紫外光谱分析显示,干法产物与湿法产物有类似的结构特征,均证实干法接枝共聚物的生成。最后,本文对酪蛋白-葡聚糖接枝物的功能特性进行了研究。在酸性范围内,随着接枝度的增大,溶解度不断增大。在等电点附近,湿法和干法接枝物的溶解度分别提高至40%和30%左右,且基本不受高盐浓度的影响。随着接枝度的增大,酪蛋白-葡聚糖接枝物的乳化活力提高,与酪蛋白相比,干法接枝物的乳化活力是其1.5倍,乳化稳定性是其3倍,且受温度影响较小。pH36时,接枝物的起泡力也随着接枝度的增大而增大,湿法接枝物在pH 4.6时的起泡力由12%增大到70%,而干法反应物则增大到50%;抗氧化性实验表明,酪蛋白-葡聚糖接枝物具有较强的还原力和抗油脂氧化的能力,并且随着接枝度的增大而相应增强。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 酪蛋白
• 1.1.1 酪蛋白的结构
• 1.1.2 酪蛋白的功能性质
• 1.2 蛋白质的改性
• 1.2.1 蛋白质的物理改性
• 1.2.2 蛋白质的化学改性
• 1.2.3 蛋白质的酶改性
• 1.3 蛋白质-糖的接枝改性
• 1.3.1 蛋白质-糖接枝反应的理论基础
• 1.3.2 蛋白质-多糖接枝改性的方法
• 1.3.3 蛋白质-多糖接枝反应的研究进展
• 1.4 蛋白质-多糖共价复合物的功能性质
• 1.4.1 提高蛋白质的溶解性
• 1.4.2 提高蛋白质的乳化能力和乳化稳定性
• 1.4.3 增加蛋白质的抗氧化性
• 1.4.4 降低蛋白的过敏性
• 1.4.5 提高蛋白质的热稳定性
• 1.4.6 增强抗菌酶类的抗菌性能
• 1.5 立题背景及意义
• 1.6 主要研究内容
• 第二章 酪蛋白-葡聚糖湿法接枝反应
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与仪器
• 2.1.1 主要实验材料
• 2.2.2 主要设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 酪蛋白-葡聚糖湿法接枝反应
• 2.3.2 反应物自由氨基的测定及接枝度的计算
• 2.3.3 褐变指数的测定
• 2.3.4 聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
• 2.3.5 高效液相（HPLC）
• 2.3.6 氨基酸分析
• 2.3.7 傅里叶转换红外（FTIR）分析
• 2.3.8 荧光光谱分析
• 2.3.9 数据统计及分析
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 温度对接枝反应的影响
• 2.4.2 反应时间对接枝反应的影响
• 2.4.3 蛋白浓度对反应程度的影响
• 2.4.4 底物配比对反应程度的影响
• 2.4.5 pH 对反应程度的影响
• 2.4.6 缓冲体系对反应的影响
• 2.4.7 无机盐对反应程度的影响
• 2.4.8 酪蛋白-葡聚糖湿法接枝反应工艺优化
• 2.4.9 SDS-PAGE 分析
• 2.4.10 HPLC 分析
• 2.4.11 氨基酸分析
• 2.4.12 荧光光谱分析
• 2.4.13 红外光谱分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 酪蛋白-葡聚糖干法接枝反应
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料与仪器
• 3.1.1 主要实验材料
• 3.2.2 主要设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 酪蛋白-葡聚糖干热反应
• 3.3.2 相对湿度的控制
• 3.3.3 反应物自由氨基的测定及接枝度的计算
• 3.3.4 褐变指数的测定
• 3.3.5 聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
• 3.3.6 高效液相（HPLC）
• 3.3.7 氨基酸分析
• 3.3.8 紫外光谱分析
• 3.3.9 数据统计及分析
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 反应温度与时间对干法反应的影响
• 3.4.2 相对湿度对干法反应的影响
• 3.4.3 底物配比对干法反应的影响
• 3.4.4 pH 对干法反应的影响
• 3.4.5 SDS-PAGE 分析
• 3.4.6 HPLC 分析
• 3.4.7 氨基酸分析
• 3.4.8 紫外光谱分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 酪蛋白-葡聚糖接枝物功能特性研究
• 4.1 前言
• 4.2 主要材料与设备
• 4.2.1 主要材料
• 4.2.2 主要设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 酪蛋白-葡聚糖接枝物的制备
• 4.3.2 蛋白质溶解度测定
• 4.3.3 乳化活力测定
• 4.3.4 起泡性质测定
• 4.3.5 还原力测定
• 4.3.6 清除DPPH·自由基能力测定
• 4.3.7 抗亚油酸氧化能力测定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 接枝物的溶解特性
• 4.4.2 接枝物的乳化特性
• 4.4.3 接枝物的起泡特性
• 4.4.4 接枝物的抗氧化活性
• 4.5 本章小结
• 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文