本文選題：聚合乳清蛋白 + 微膠囊��； 參考：《吉林大學》2017年博士論文

【摘要】：乳清蛋白作為干酪加工過程中的副產(chǎn)物,其具有極高的營養(yǎng)價值和多種功能特性,對其進行合理的開發(fā)與利用不僅解決了環(huán)境的污染問題,更能為食品、醫(yī)藥等領域帶來一種優(yōu)質的蛋白來源。乳清蛋白的成膜性及凝膠性是其重要的功能特性,在乳清蛋白溶液經(jīng)加熱時,β-乳球蛋白間可發(fā)生二硫鍵的形成,交聯(lián)成致密的網(wǎng)狀結構,表現(xiàn)為聚合乳清蛋白的形成。鹽離子如鈣的加入可以形成非共價鍵“鈣橋”增強聚合乳清蛋白分子間的交聯(lián),形成凝膠結構。本文主要對乳清蛋白的以上性質進行研究并為其在微膠囊壁材上的應用打下了基礎。利用聚合乳清蛋白對生物活性物質進行包埋,觀察其作為壁材的保護作用和包埋效果,并遵循來源于乳,應用于乳的原則將微膠囊應用于共生發(fā)酵乳制品。本文首先對聚合乳清蛋白進行制備和表征。以粒徑分布、表面電位、粘度、二級結構與基團以及變性度為指標研究不同乳清蛋白濃度(8-16%)、p H(7.0-8.0)、加熱溫度(70-90℃)、加熱時間(5-30 min)條件下所制備的熱誘導聚合乳清蛋白的理化特性。實驗結果表明,加熱后與未加熱的乳清蛋白溶液相比,性質發(fā)生了顯著的變化,其中粒度的先減小后增大,游離巰基數(shù)量的先增加后減少,疏水性的先增強后減弱,α-螺旋和暴露肽鍵的先增多后減少,粘度的持續(xù)增加,α-乳白蛋白及β-乳球蛋白單體的減少,均表征了乳清蛋白的變性和聚合的發(fā)生。其次,依據(jù)上述實驗結果,選定對乳清蛋白聚合有顯著影響的三個因素,研究了不同乳清蛋白濃度(11-15%)、加熱溫度(70-80℃)、加熱時間(5-15 min)條件下制備的聚合乳清蛋白鈣誘導凝膠的強度及其在人工消化液中的溶解率與水解程度。實驗結果表明,鈣離子的加入可以有效提高聚合乳清蛋白的凝膠強度,在一定范圍內(nèi),乳清蛋白的聚合程度越強,鈣誘導凝膠的強度越大,證明分子間的交聯(lián)作用越強,從而有結構更致密的網(wǎng)狀結構產(chǎn)生,會對芯材有更好的包埋和保護作用。聚合乳清蛋白鈣誘導凝膠在人工胃液中4h的溶解率小于30%,在人工小腸液中4h溶解率可達100%。最后,將聚合乳清蛋白用于生物活性物質的包埋制備微膠囊,并將其應用于共生牛/羊奶酸奶,具體的實驗結果如下:(1)人參皂苷在食品中的應用受到了其顏色和苦味的限制。故利用聚合乳清蛋白對人參皂苷進行包埋可以有效地掩蓋其苦味和顏色。利用聚合乳清蛋白結合銳孔-凝固浴法制備的人參皂苷微膠囊包埋率可達97.15±1.95%,在模擬消化實驗中,人參皂苷在人工胃液中的釋放率約為20%,而在人工小腸液中可完全釋放。將人參皂苷微膠囊用于共生酸奶的制備,結果顯示,人參皂苷微膠囊酸奶的感官評價接受性(3.7分)顯著高于直接添加人參皂苷的酸奶(1.6分)(p0.01)。人參皂苷微膠囊的添加顯著地增強了酸奶的持水力并提高了酸奶的蛋白質含量(p0.01)。(2)益生菌被廣泛應用于功能性發(fā)酵乳制品,其中嗜酸乳桿菌對胃酸耐受性差,聚合乳清蛋白基微膠囊可有效提高消化過程中嗜酸乳桿菌的存活率。利用聚合乳清蛋白結合銳孔-凝固浴法制備的嗜酸乳桿菌微膠囊包埋率可達92.90±3.90%。酸奶的保質期實驗結果顯示,添加益生菌微膠囊的酸奶與對照組相比,益生菌的含量沒有顯著差異,證明在長達10周的儲藏期內(nèi),微膠囊穩(wěn)定性良好。酸奶經(jīng)人工小腸液消化后可以將微膠囊中的菌體釋放,存活數(shù)仍能達到105cfu/m L以上。說明食用添加益生菌微膠囊的酸奶,可以保證大量的益生菌在經(jīng)消化后到達人體腸道內(nèi)定殖,并對人體健康發(fā)揮積極作用。(3)利用聚合乳清蛋白的成膜性對嗜酸乳桿菌LA-5進行微膠囊化,利用冷凍干燥法,制備益生菌微膠囊凍干粉。結果表明,聚合乳清蛋白的吸濕性及對嗜酸乳桿菌LA-5的保護性與糊精相比沒有顯著性差異。將各組酸奶進行10周的保質期實驗,結果表明凍干型嗜酸乳桿菌微膠囊在用于酸奶的制備時,均能將菌體充分釋放,使其在發(fā)酵過程中大量繁殖以達到理想水平。同時可以說明,冷凍干燥的過程及聚合乳清蛋白基壁材的使用并沒有對菌體的增殖能力及生物活性產(chǎn)生不利影響。綜上,本文系統(tǒng)地對不同條件下制備的聚合乳清蛋白的理化性質進行了研究與表征,并研究其凝膠特性在微膠囊壁材領域應用的可行性和優(yōu)越性,為其作為微膠囊壁材對一系列生物活性物質的包埋與應用提供了理論依據(jù)。通過具體地將聚合乳清蛋白作為壁材制備人參皂苷以及嗜酸乳桿菌微膠囊,并將其應用于發(fā)酵乳制品,驗證了聚合乳清蛋白用于微膠囊壁材應用的可行性,并為其在食品工業(yè)領域的應用提供了理論基礎和技術支持。
[Abstract]:Whey protein, as a by-product of cheese processing, has high nutritional value and many functional properties. The rational exploitation and utilization of whey protein not only solves the pollution problem of the environment, but also brings a high quality protein source for food and medicine. The membrane and gel properties of lactoprotein are its important functions. Characteristics, when the whey protein solution is heated, the formation of two sulfur bonds between beta lactalbumin can occur and cross linked into a compact reticulate structure, showing the formation of a polymerized whey protein. The addition of salt ions, such as calcium, can form a non covalent bond "calcium bridge" to enhance the cross-linking of the polymer whey protein molecules and form a gel structure. This paper is mainly to whey. The above properties of the protein have been studied and laid a foundation for its application on the microcapsule wall material. The bioactive substances are embedded by polymeric whey protein to observe the protective effect and embedding effect of the wall material, and follow the principle of milk. Polymerized whey protein was prepared and characterized. The physicochemical properties of the different whey protein concentration (8-16%), P H (7.0-8.0), heating temperature (70-90 degrees C) and heating time (5-30 min) were studied by the particle size distribution, surface potential, viscosity, two grade structure and group and denaturalization degree. The results showed that the physical and chemical properties of the heat induced whey protein were prepared under the conditions of heating time (5-30 min). After heating, compared with the unheated whey protein solution, the properties have changed significantly, in which the grain size decreases first and then increases, the amount of free sulfhydryl group increases first and then decreases, the hydrophobicity first increases and then decreases, the increase of alpha helix and exposure peptide bonds, the continuous increase of viscosity, the reduction of alpha lactate and beta lactoglobulin monomer. Less, characterizing the denaturation and polymerization of whey protein. Secondly, according to the experimental results mentioned above, three factors which have significant influence on whey protein polymerization are selected, and the strength of different whey protein concentration (11-15%), heating temperature (70-80 degrees C), heating time (5-15 min) and the strength of the polymerized whey protein calcium induced gel are studied. The dissolution rate and the degree of hydrolysis in the artificial digestive juice. The experimental results show that the addition of calcium ions can effectively improve the gel strength of the polymerized whey protein. The stronger the polymerization degree of whey protein is, the greater the strength of the calcium induced gel is, the stronger the interaction between the molecules, and the more dense structure of the network structure. In artificial gastric juice, the dissolution rate of 4H in artificial gastric juice is less than 30%, and the dissolution rate of 4H in artificial small intestinal liquid can reach 100%.. The polymerization of whey protein is used to prepare microcapsules for bioactive substances, and it is applied to the symbiotic cow / goat milk yogurt, The experimental results are as follows: (1) the application of Ginsenoside in food is restricted by its color and bitterness. So the encapsulation of ginsenoside by polymeric whey protein can effectively cover its bitter taste and color. The encapsulation rate of the human ginseng saponin microcapsules prepared by the combination of polymeric whey protein and sharp hole coagulation bath can reach 97.15 + 1.95% in the mold. In the pseudo digestion experiment, the release rate of Ginsenoside in artificial gastric juice is about 20%, and it can be completely released in the artificial small intestine liquid. The ginsenoside microcapsule is used in the preparation of symbiotic yogurt. The results show that the sensory evaluation of ginsenoside microcapsule yogurt is significantly higher than that of the yogurt (1.6) (P0.01) which is directly added to ginsenoside (1.6). The addition of ginsenoside microcapsules significantly enhanced the water holding capacity of yogurt and increased the protein content of yogurt (P0.01). (2) probiotics were widely used in functional fermented dairy products, of which Lactobacillus acidophilus was poor in gastric acid tolerance, and polymerized whey protein based microcapsules could improve the survival rate of Lactobacillus acidophilus in digestive process. The experimental results of the encapsulation period of the microencapsulation rate of Lactobacillus acidophilus microcapsule of 92.90 + 3.90%. yoghurt prepared by the combination of polymeric whey protein and sharp hole coagulation bath showed that there was no significant difference in the content of probiotics in yogurt adding probiotic microcapsules compared with the control group, which proved that the microcapsules were stable in the storage period for up to 10 weeks. The bacteria in the microcapsules can be released by artificial intestinal fluid and the survival number can still reach 105cfu/m L. It shows that the edible yogurt with microcapsule of probiotics can ensure a large number of probiotics to colonize in the human intestine after digestion and play an important role in human health. (3) the film forming of the polymerized whey protein can be used. Microencapsulation of Lactobacillus acidophilus LA-5 and the preparation of probiotic microcapsule freeze-dried powder were made by freeze drying. The results showed that the hygroscopicity of the polymerized whey protein and the protection of Lactobacillus acidophilus LA-5 were not significantly different from that of dextrin. The experiment of the shelf life of the yoghurt for 10 weeks was carried out, and the results showed that the freeze-dried Lactobacillus acidophilus microorganism was microscoped. When the capsules are used in the preparation of yogurt, the bacteria can be fully released to make them multiply in the fermentation process to reach the ideal level. Meanwhile, it can be explained that the freezing drying process and the use of the polymeric whey protein base wall have no adverse effects on the proliferation and biological activity of the bacteria. The physicochemical properties of the polymerized whey protein prepared under the conditions were studied and characterized, and the feasibility and superiority of the gel properties in the field of microcapsule wall materials were studied. The theoretical basis for the encapsulation and application of a series of bioactive substances by the microcapsule wall material was provided. The saponins and Lactobacillus acidophilus microcapsules were prepared and applied to the fermented dairy products. The feasibility of polymeric whey protein used in microcapsule wall material was verified, and the theoretical basis and technical support for its application in the field of food industry were provided.

【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TS218;TS252.9

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本文編號：1865653