酪蛋白-葡聚糖接枝改性研究

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pH4.6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60min，酪蛋白浓度2mg/mL，酪蛋白/葡聚糖配比(w/w)0.1，pH7.8，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，pH7.4，加热24h，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。pH3~6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pH4.6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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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

2.4.5pH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