【摘要】：蛋黃粉是以新鮮雞蛋黃為原料,經(jīng)干燥技術(shù)制成的富含蛋白質(zhì)與脂質(zhì)粉體,是新鮮雞蛋最為理想的替代品,不僅保留了蛋黃高生物活性與優(yōu)良加工性質(zhì),同時(shí)降低了運(yùn)輸?shù)某杀?有效延長了貨架期。蛋黃粉的溶解性與乳化性是其加工特性中重要的因素。但蛋黃粉結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜,尤其是蛋黃顆粒溶解性不佳,不僅增加了蛋黃粉在生產(chǎn)加工中的不便,而且影響乳化穩(wěn)定性、限制了其在沖調(diào)飲品或固體飲料等領(lǐng)域的市場應(yīng)用。本論文旨在采用超聲預(yù)處理聯(lián)合枯草桿菌蛋白酶酶解技術(shù)對蛋黃粉進(jìn)行親水修飾,研究酶解對蛋黃粉的組成、結(jié)構(gòu)與特性的影響,探究其溶解性改善的機(jī)理;進(jìn)一步解析超聲聯(lián)合酶解親水修飾對蛋黃粉不同部分(顆粒、漿質(zhì))穩(wěn)定乳液乳化穩(wěn)定性的影響并探究其乳化穩(wěn)定性提升機(jī)理。本論文研究結(jié)果為蛋黃粉產(chǎn)品在速溶沖調(diào)制品以及乳化加工領(lǐng)域提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)研究木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和枯草桿菌蛋白酶親水酶解修飾對蛋黃粉的溶解性的影響,通過結(jié)構(gòu)性質(zhì)的表征研究蛋白酶酶解改善蛋黃粉溶解性的作用機(jī)理。結(jié)果表明,枯草桿菌蛋白酶處理后顯著提高了蛋黃粉的水分散性(WD)、溶解度和穩(wěn)定系數(shù)(P0.05),分別為41.67%,98.16%和66.21%,而木瓜蛋白酶和胰蛋白酶處理后其溶解性無顯著變化。水解度與酶活性位點(diǎn)有關(guān),枯草桿菌蛋白酶主要作用于疏水性氨基酸殘基側(cè)鏈,處理后水解度更高。通過SDS-PAGE、粒徑分布和SEM的表征發(fā)現(xiàn)枯草桿菌蛋白酶處理后得到的蛋黃粉的分子量低于其他酶處理組,小顆粒物質(zhì)增多。表面疏水性和ζ電位結(jié)果表明枯草桿菌蛋白酶酶水解后分子疏水性下降、表面電荷量增加、靜電力增強(qiáng)。低場核磁結(jié)果表明,三種酶水解改變了蛋黃粉中結(jié)合水的含量,導(dǎo)致其與水結(jié)合的能力發(fā)生變化。(2)研究了不同的超聲功率及時(shí)間的預(yù)處理聯(lián)合枯草桿菌蛋白酶酶解對蛋黃粉溶解性的影響,解析超聲預(yù)處理聯(lián)合酶解對蛋黃粉溶解性的改善機(jī)理。超聲預(yù)處理(300 W,150 W,60 W)聯(lián)合酶解顯著改善了蛋黃粉的溶解性,其中超聲功率60 W、處理20 min時(shí)蛋黃粉溶解性最好(P0.05),溶解度及穩(wěn)定系數(shù)較對照組天然蛋黃粉分別提高了128.65%和211.80%,較酶解對照組蛋黃粉提高了24.33%和41.10%。超聲預(yù)處理促進(jìn)了酶解反應(yīng)的進(jìn)行,改變了蛋黃蛋白質(zhì)的構(gòu)象同時(shí)促進(jìn)了可溶性聚集體的產(chǎn)生。SDS-PAGE與ζ電位的結(jié)果表明超聲預(yù)處理并沒有造成蛋白質(zhì)成分的變化以及表面電荷數(shù)量的增加。超聲預(yù)處理主要改變了蛋黃粉蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu),FTIR圖譜表明處理后蛋白質(zhì)無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)明顯增多,分子柔性增強(qiáng),埋藏在蛋白質(zhì)內(nèi)部的活性部位暴露,加速與酶的作用。蛋黃水解度隨著超聲功率和時(shí)間的增加,呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。粒徑分析及SEM的結(jié)果表明超聲處理組蛋黃粉顆粒粒徑整體隨著超聲時(shí)間和功率的增加而輕微降低,加劇了小顆粒可溶性聚集體的產(chǎn)生,促進(jìn)蛋黃粉的溶解。(3)研究了蛋黃顆粒形貌特征、結(jié)構(gòu)特性及其內(nèi)部作用力模式,解析了超聲預(yù)處理聯(lián)合酶解對蛋黃顆粒的結(jié)構(gòu)與乳化穩(wěn)定性的影響機(jī)制。SEM的結(jié)果表明超聲聯(lián)合酶解改性影響了蛋黃顆粒的聚集狀態(tài)。蛋黃顆粒的三相接觸角酶解改性后由106.3°降至93.4°,顯著降低了顆粒的疏水性,ζ-電位表明顆粒改性后表面電荷數(shù)量略有降低(P0.05)。SDS-PAGE結(jié)果顯示酶解后蛋黃顆粒部分蛋白質(zhì)分子量減少。FTIR光譜和不同蛋白擾動(dòng)劑下顆粒粒徑變化的結(jié)果表明酶解后顆粒內(nèi)部氫鍵作用得到加強(qiáng),疏水相互作用和氫鍵是改性顆粒的主要內(nèi)部作用力。通過改變蛋黃顆粒蛋白質(zhì)濃度研究顆粒穩(wěn)定乳液的乳化穩(wěn)定性,結(jié)果表明超聲聯(lián)合酶解后,顆粒穩(wěn)定的乳液乳析指數(shù)及熱穩(wěn)定性明顯改善,其蛋白濃度在0.40%時(shí),乳析指數(shù)降低了40.00%、熱穩(wěn)定性提高了81.82%、乳化穩(wěn)定指數(shù)(ESI)增長了115.43%(P0.05);提高顆粒蛋白濃度能夠顯著提高酶解顆粒的乳液穩(wěn)定性,蛋白濃度從0.2%增加到1.0%,酶解顆粒乳液ESI值提高135.27%(P0.05)。(4)研究了超聲預(yù)處理聯(lián)合酶解對蛋黃漿質(zhì)成分穩(wěn)定乳液的乳化穩(wěn)定性的影響及添加陽離子瓜爾膠、油酸對改性漿質(zhì)乳液的乳化穩(wěn)定性的作用與機(jī)制。與未經(jīng)處理的蛋黃漿質(zhì)相比,超聲預(yù)處理聯(lián)合酶解顯著改善了漿質(zhì)成分穩(wěn)定乳液的乳化穩(wěn)定性,乳液ζ電位絕對值升高,初始水油界面張力顯著降低,乳析率減少7.32%、ESI提高了近141.33%,且吸附到界面的蛋白質(zhì)含量較低(P0.05)。同時(shí)乳析率、ESI的結(jié)果表明單獨(dú)添加陽離子瓜爾膠以及在1%油酸存在下添加陽離子瓜爾膠均一定程度上改善了漿質(zhì)乳液的乳化穩(wěn)定性,相對于酶解蛋黃漿質(zhì)乳液,ESI值最高分別增加了90.21%和88.03%,且隨著陽離子瓜爾膠濃度的增加呈現(xiàn)上升后下降的趨勢。離心穩(wěn)定性系數(shù)的結(jié)果表明油酸存在下乳液乳化穩(wěn)定性整體較單獨(dú)添加陽離子瓜爾膠系列高。而乳液ζ-電位絕對值隨陽離子瓜爾膠濃度增加而逐漸增高,熒光顯微鏡及粒徑分析的結(jié)果表明蛋黃漿質(zhì)穩(wěn)定乳液粒徑隨陽離子瓜爾膠濃度增大而逐漸減小,未吸附蛋白濃度隨陽離子瓜爾膠濃度增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。
【圖文】：

黃中豐富的蛋白質(zhì)也賦予了蛋黃良好的功能性質(zhì)，作為一種天然復(fù)雜質(zhì)乳化劑體系，其具有優(yōu)良的乳化性質(zhì)，因此在食品工業(yè)中常被用做為乳化劑。蛋黃可以經(jīng)過溫和的稀釋離心得到澄清黃色的上清液體（蛋黃溶性的蛋白質(zhì)聚集體（蛋黃顆粒），且這一過程不會(huì)引起任何蛋白Bee and Cotterill 1979）。如圖 1-1 所示，蛋黃由蛋黃顆粒懸浮在清澈的漿質(zhì)中組成。顆粒與漿質(zhì)成分分別占蛋黃干物質(zhì)的約 22%和 78%，，其有約 52%的蛋黃蛋白質(zhì)和 7%的脂質(zhì)，其主要由高密度脂蛋白（Highotein，HDL）（約 70%）和卵黃高磷蛋白（約 16%）通過鈣磷橋連接構(gòu)的低密度脂蛋白（Low-density lipoprotein，LDL）（約 12%）也嵌入其分含有約 48%的蛋白質(zhì)和 90%的脂質(zhì)成分，15% 的磷脂，其主要由和 15%的卵黃球蛋白組成（Burley and Cook 1961，Dyer-Hurdon and Anton and Gandemer 1997）。

圖 1-2 pH 6.5 時(shí)蛋黃顆粒模型（Strixner et al 2014）Fig. 1-2 Schematic model of a granule from egg yolk at pH 6.5 (from Strixner et al 2014)LDL 是漿質(zhì)的主要成分，其在蛋黃中的含量占絕對地位，占蛋黃蛋白質(zhì)總量的約 68%（Anton et al 2003）。LDL 表現(xiàn)為直徑在 17-60nm 的球形納米粒子，其中由甘油三酯和膽固醇脂組成的脂質(zhì)核心被磷脂和蛋白質(zhì)組成的單層膜包圍，以液體形式存在（如圖 1-3）（Anton et al 2003，Jolivet et al 2006，Pascale et al 2008）。由于其密度低（0.982 g/mL）所以可溶于水溶液且不受 pH 和離子強(qiáng)度的影響。同時(shí)因?yàn)榱字慕Y(jié)合力通常是疏水性的，故其在低密度脂蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性上起著重要的作用。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS253.4

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本文編號：2626563