【摘要】：乳清是干酪和干酪素生產(chǎn)中的副產(chǎn)物。乳清蛋白作為乳清的主要成分,具有營養(yǎng)豐富、易消化吸收、生物學(xué)效價高等特點(diǎn),是人體優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑之一,享有“蛋白之王”的美譽(yù)。隨著乳品加工技術(shù)的發(fā)展,乳清蛋白以其較高的營養(yǎng)價值和較理想的功能特性,逐漸成為多種功能性食品、營養(yǎng)制品等的添加成分。到目前為止,乳清蛋白的一些優(yōu)良特性尚未完全開發(fā),在實(shí)際應(yīng)用過程中還受到一定的限制。近年來,高強(qiáng)度超聲波技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用受到廣泛的關(guān)注,已有研究發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度超聲波技術(shù)能夠改善多種食用蛋白質(zhì)的功能特性。為進(jìn)一步擴(kuò)展乳清蛋白在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用,本文主要以高強(qiáng)度超聲波技術(shù)作為改性手段來改性乳清蛋白、乳清蛋白可溶性熱聚合物、乳清蛋白酸誘導(dǎo)凝膠,并以蝦青素為例,研究乳清蛋白基包埋體系的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)超聲改性乳清蛋白機(jī)理研究;(2)超聲改性乳清蛋白可溶性聚合物機(jī)理研究;(3)超聲改性乳清蛋白葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯誘導(dǎo)冷凝膠機(jī)理研究;(4)超聲輔助制備乳清蛋白蝦青素乳狀液及其細(xì)胞吸收研究;(5)超聲輔助制備乳清蛋白蝦青素納米分散體及細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)研究。(1)高強(qiáng)度超聲(20 kHz,20%-30%振幅,10-20 min)作用于乳清分離蛋白,研究超聲處理對乳清分離蛋白理化及功能特性的影響。高強(qiáng)度超聲降低了乳清分離蛋白溶液的平均粒徑,使粒徑分布變寬。超聲波作用增加了乳清分離蛋白溶液游離巰基含量(52.64μmol SH/g到53.64-58.77μmol SH/g)、溶解度(74.95%到89.70%)、表面疏水性(5.13×105到5.77×105)。超聲波作用改變了乳清分離蛋白溶液粘度,降低了乳清分離蛋白溶液的儲能模量(G')和損耗模量(G"),使得蛋白質(zhì)溶液的流變性更趨向于液體的性質(zhì)。超聲處理增加了蛋白質(zhì)溶液的乳化性指數(shù)(3.18 m2/g到3.59-5.32 m2/g)及乳化穩(wěn)定性指數(shù)(62.26 min到71.44-104.83min)。總的來說,高強(qiáng)度超聲可被應(yīng)用于改善乳清分離蛋白的理化及功能特性。(2)高強(qiáng)度超聲(20 kHz,20%振幅,20 min)分別作用于熱聚合處理(85 oC30min)前后,研究超聲處理對乳清蛋白可溶性聚合物(WPISA)理化特性及乳化性的影響。超聲處理作用于熱聚合后,降低了wpisa的粒徑,粒徑跨度增大;降低了wpisa溶液濁度;降低了wpisa溶液的表觀粘度;增加了wpisa表面疏水性;增加了wpisa表面游離巰基含量,提高了wpisa的乳化活性指數(shù)及乳化穩(wěn)定性指數(shù);對wpisa的zeta電位、總游離巰基含量無影響。高強(qiáng)度超聲作用于熱聚合后,改變了wpisa的理化特性及乳化性。高強(qiáng)度超聲與熱處理聯(lián)合作用對乳清蛋白的理化特性及乳化性產(chǎn)生顯著性的影響。因此,熱聚合與超聲聯(lián)合作用,可以用于制備熱穩(wěn)定性高、低粘度及乳化性高的wpisa。(3)10%(w/v)的乳清蛋白進(jìn)行預(yù)熱處理(85oc30min),以0.12g/10ml的添加量加入葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯(gdl)誘導(dǎo)凝膠,研究高強(qiáng)度超聲處理(20khz,40%振幅,5-40min)對gdl誘導(dǎo)凝膠特性的影響。高強(qiáng)度超聲破壞了蛋白微粒的非共價相互作用,降低了蛋白質(zhì)粒徑,增加了蛋白質(zhì)溶液的表面游離巰基含量,加入gdl后,形成了更加致密均一的空間結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)的一些活性基團(tuán)被包埋在致密的結(jié)構(gòu)里,導(dǎo)致蛋白質(zhì)間的非共價相互作用降低,增加了凝膠的持水性及凝膠強(qiáng)度。通過頻率掃描試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出,超聲處理顯著增加了蛋白凝膠樣品的頻率依賴性。pearson相關(guān)性分析顯示,蛋白質(zhì)的粒徑與凝膠的持水性、凝膠強(qiáng)度和儲能模量都呈顯著的負(fù)相關(guān)。因此,高強(qiáng)度超聲能夠提高乳清分離蛋白gdl誘導(dǎo)凝膠的持水性、凝膠的強(qiáng)度和凝膠的堅(jiān)固性(g′)。(4)分別以wpi、pwp、wpi-lecithin、pwp-lecithin、lecithin及tween20為乳化劑,以mct油為油相,采用超聲輔助法制備蝦青素乳狀液,粒徑為亞微米級別,從194nm到287nm,粒徑分布較窄(pdi均小于0.3),包埋率均在89%以上。wpi,pwp,wpi-lecithin,pwp-lecithin和lecithin穩(wěn)定的乳狀液在4oc-55oc儲藏14天后,樣品的粒徑增加量均低于10%。低溫儲藏更有利于提高蝦青素乳狀液的化學(xué)穩(wěn)定性。高鹽離子濃度(大于200mm)增加了蛋白質(zhì)穩(wěn)定乳狀液的粒徑,而蝦青素的保留率未受影響。對于不同的乳化劑,蝦青素在乳狀液中的降解速率以wpi和pwp較低。細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果表明,六種蝦青素乳狀液對caco-2細(xì)胞均無毒性作用,具有生物相容性。caco-2細(xì)胞對六種蝦青素乳狀液樣品的吸收具有時間依賴性,蝦青素的細(xì)胞攝取量隨著共培養(yǎng)時間的增加而增加。六種蝦青素乳狀液中,蝦青素的細(xì)胞攝取量也明顯不同,依次順序?yàn)?wpipwpwpi-lecithinpwp-lecithinlecithintween20。乳化劑不同,乳狀液的粒徑不同,可能是蝦青素?cái)z取量不同的主要原因。綜上所述,WPI穩(wěn)定的乳狀液更有利于提高蝦青素的生物利用度。(5)以乳清分離蛋白(WPI)、聚合乳清蛋白(PWP)為乳化劑,超聲乳化-蒸發(fā)法制備蝦青素納米分散體,研究納米分散體的細(xì)胞毒性及Caco-2細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)情況,評價蝦青素的生物利用率。當(dāng)WPI和PWP濃度為2.5%(w/w)時,納米分散體的粒徑分別為121.3nm和80.4 nm,電位分別為-19.32 mV和-35.01mV,包埋率分別為92.08%和93.46%。DSC結(jié)果說明,蝦青素晶體在222 oC左右有溶解吸收峰,乳清蛋白蝦青素納米分散體在此處并沒有出現(xiàn)溶解吸收峰,說明納米分散體中蝦青素處于無定形態(tài)。細(xì)胞毒性試驗(yàn)結(jié)果表明,WPI和PWP穩(wěn)定的納米分散體是無毒的,具有生物相容性。蝦青素Caco-2細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)驗(yàn)表明,納米包埋能顯著提高蝦青素的轉(zhuǎn)運(yùn)量和表觀滲透系數(shù)。WPI和PWP穩(wěn)定的納米分散體的Papp分別較蝦青素懸液增加10.3和16.1倍,納米分散體顯著提高了蝦青素的生物利用率。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TS201.21

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本文編號：2409255