在浓缩状态下酪蛋白胶束间粘结力的研究

摘要

在脱脂牛乳的膜过滤过程中(超滤或微滤),酪蛋白胶束粘聚在膜表面,直至在一定条件下出现溶解不可逆的“沉积物”即凝胶的现象,从而在一定程度上堵塞过滤膜,影响过滤效率。因此推断酪蛋白胶束间的粘结力导致了其凝胶的溶解不可逆性。为了更好地理解该现象的本质,法国INRA研究所雷恩部UMRSTLO实验室开始对其进行研究。前期研究证实,浓缩状态下,胶束间的粘结力主要来源于胶束表面。本文旨在研究在浓缩情况下,酪蛋白胶束表面间存在什么粘结力导致了酪蛋白胶的溶解不可逆性。
　　实验策略主要是:首先我们需要制备酪蛋白溶解液;随后通过超离心浓缩技术处理溶解液,得到足够浓缩的酪蛋白胶(以保证胶束间形成粘结力);再将浓缩胶浸泡在不同理化条件的液相中,用以打破某些特定的粘结力;最后比较溶解不可逆性(酪蛋白胶束溶解率)从而可推断粘结力。然而在某些理化条件下,天然胶束被解体而不能研究其溶解不可逆性,所以我们也需要研究具有强抗解体结构的TGase催化的交联胶束。具体研究结果如下:
　　1、利用超离心浓缩天然或交联酪蛋白溶解液制作浓缩酪蛋白胶,优化的离心条件确定为:20℃,5g/L的天然或酪蛋白溶解液,10g,相对离心力为150000g,离心3h。此条件下可制造出足够浓缩的酪蛋白胶,以保证胶束间形成粘结力。
　　2、对浓缩状态下酪蛋白胶束间粘结力进行了研究。以酪蛋白浓缩胶扩散标准条件(天然或交联酪蛋白浓缩胶～0.15g在20℃下浸泡于UF～20mL中16h后)为参照条件(FR0),比较各理化条件下(FRx)酪蛋白胶束溶解率。其中各理化条件包括:
　　①蒸馏水:FRx≈FR0
　　②EDTA(30mmol/L):FRx>FR0
　　③尿素(6mol/L):FRx≈FR0
　　④碱性蒸馏水(pH～8.5):FRx>FR0
　　⑤温度(6℃、20℃、50℃):FR50℃>FR20℃>FR6℃
　　得到结论,在浓缩状态下酪蛋白胶束表面间的粘结力在两种力之间达到平衡,即引力和斥力。其中引力包括起重要作用的氢键、一定作用的“磷酸丝氨酸钙键”;斥力为酪蛋白之间的静电斥力。疏水相互作用对酪蛋白胶束表面间的粘结力并没有显著贡献。

目录

在浓缩状态下酪蛋白胶束间粘结力的研究

CHARACTERIZATION OF COHESIVE FORCES INVOLVED BETWEEN CASEIN MICELLES IN A CONCENTRATED STATE

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2酪蛋白胶束国内外研究进展

1.2.1 天然酪蛋白胶束

1.2.2 通过转谷氨酰胺酶（TGase）作用的交联酪蛋白胶束

1.3 TGase催化交联酪蛋白胶束的研究进展

1.3.1 TGase催化交联酪蛋白胶束的条件的研究

1.3.2 TGase催化交联作用对胶束结构影响的研究

1.3.3 交联胶束对各种理化条件抗解体性的研究进展

1.4 超离心浓缩技术制造浓缩酪蛋白胶的应用

1.4.1 超离心的原理

1.4.2 超离心技术制造浓缩酪蛋白胶的应用

1.5 酪蛋白胶束间的相互作用力的研究进展

1.5.1不同酪蛋白浓度体系中，胶束间相互作用力的研究进展

1.5.2理化条件对蛋白质相互作用力以及对酪蛋白胶束内和胶束间的相互作用力的影响的研究进展

1.6 本文的主要研究内容

第2章 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 主要试剂

2.1.2 主要仪器设备

2.1.3 实验原料

2.2 实验方法

2.2.1微粒粒径的测量—动态光散射法

2.2.2 SDS-PAGE 聚丙烯酰胺凝胶电泳

2.2.3 胶体浊液的浊度测定

2.2.4 酪蛋白浓度的测定

2.3 浓缩酪蛋白胶的溶解不可逆性的研究方法

2.3.1 酪蛋白胶束间粘结力的研究的实验操作流程

2.3.2 酪蛋白胶溶解不可逆程度的判定（酪蛋白胶束溶解率）

2.3.3理化条件的选择

第3章 浓缩酪蛋白胶制备的研究

3.1引言

3.2天然酪蛋白溶解液的超离心浓缩

3.2.1 天然酪蛋白溶解液的制备

3.2.2 超离心浓缩条件的确定

3.2.3 天然酪蛋白浓缩胶浓缩的判定

3.3 交联酪蛋白溶解液的超离心浓缩

3.3.1交联酪蛋白溶解液的制备

3.3.2交联酪蛋白浓缩胶的判定

3.4 本章小结

第4章 浓缩状态下酪蛋白胶束间粘结力的研究

4.1 引言

4.2标准条件下，酪蛋白胶束的溶解率F0

4.2.1天然酪蛋白浓缩胶扩散的标准条件

4.2.2交联酪蛋白浓缩胶扩散的标准条件

4.3 “磷酸丝氨酸钙键”对粘结力的贡献

4.3.1水作为溶解液相

4.3.2 EDTA作为溶解液相

4.4 疏水相互作用对粘结力的贡献

4.5 静电斥力对粘结力的影响

4.6 氢键对粘结力的贡献

4.7 本章小结

结 论

参考文献

附录

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致 谢