乳蛋白微米凝膠的制備及其性質(zhì)研究.pdf

1、目前關(guān)于乳蛋白的研究報道主要集中在常規(guī)聚合的條件下，乳蛋白結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)的變化。然而我們在研究中發(fā)現(xiàn)，乳蛋白在非常規(guī)的條件下，通過控制乳清蛋白與酪蛋白膠束的聚合程度，會形成一種具有特殊結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)聚合物，即微米凝膠，其平均長度約為10μm左右。
　　 因此本課題主要研究微米凝膠的制備條件(蛋白濃度、溫度、pH和熱處理時間)以及微米凝膠的穩(wěn)定性(熱穩(wěn)定、酸穩(wěn)定性)，探究了微米凝膠的聚合路徑與常規(guī)乳蛋白聚合的差異。除此之外，我們研究

2、了這種微米凝膠與常規(guī)乳蛋白聚合物之間的差異，分析了兩種聚合物之間的作用力(游離巰基、表面疏水性)、聚合動力學(xué)(聚合級數(shù)、聚合速率以及聚合路徑)、特性(濁度、DSC、Zeta-電位、SDS-PAGE、流變性質(zhì))和界面性質(zhì)(起泡性、乳化性)的變化等，希望對拓展乳蛋白在食品工業(yè)中的應(yīng)用范圍有積極意義。主要研究結(jié)果分述如下：
　　 微米凝膠的制備條件及其穩(wěn)定性利用透射電鏡(TEM)分析乳蛋白聚合狀態(tài)，以pH6.2、蛋白含量為4wt％的S

3、MP溶液，在90℃下熱處理25 min時形成微米凝膠，探索蛋白濃度、pH、以及熱處理溫度和時間對微米凝膠形成的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)形成微米凝膠的最適合條件為：乳樣品pH的范圍為6.2-6.3、蛋白含量為1-4 wt%的SMP溶液在90℃下熱處理25 min適宜形成微米凝膠。微米凝膠在pH6.2-6.7的范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，并且pH6.7的微米凝膠溶液在90℃下熱處理5 min以內(nèi)時結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。
　　 作用力通過對蛋白質(zhì)的表面疏水性、游離

4、巰基的研究表明，微米凝膠和常規(guī)乳蛋白聚合物的表面疏水性含量分別為2454.14±20.04和2380.6167±8.11；游離巰基含量從最初的5.17±0.03μmoL SH/g分別下降到4.14±0.03μmoL SH/g和4.81±0.08μmoL SH/g。由此可見，在微米凝膠的形成過程中，表面疏水性和二硫鍵起到了必不可少的作用。將熱處理之后的蛋白質(zhì)聚合物進(jìn)行分級處理后，微米凝膠的表面疏水性、二硫鍵含量介于可溶性蛋白與不溶性蛋白聚

5、合物之間。
　　 聚合動力學(xué)通過對乳清蛋白聚合在酪蛋白膠束上的聚合量研究表明，蛋白質(zhì)在聚合形成微米凝膠和常規(guī)蛋白質(zhì)聚合物的過程中存在差異。乳蛋白在形成微米凝膠的過程中，聚合速率常數(shù)k相比于形成常規(guī)乳蛋白聚合物的k值大約增加了4倍，同時，聚合級數(shù)n從1.65±0.03變化到1.29±0.05，除此之外，我們提出了微米凝膠聚合的可能路徑，在測定的條件下，微米凝膠是可溶性蛋白與不溶性蛋白的中間產(chǎn)物。
　　 特性通過對濁度、DS

6、C、Zeta-電位的研究表明，乳清蛋白與酪蛋白膠束通過熱聚合形成的微米凝膠，擁有比常規(guī)乳蛋白聚合物略高的濁度值，更低的Zeta-電位和略高的變性溫度。將將熱處理之后的蛋白質(zhì)聚合物進(jìn)行分級處理后，通過對SDS-PAGE凝膠電泳和流變性質(zhì)的研究表明，構(gòu)成五種蛋白質(zhì)聚合物的乳清蛋白含量不同，微米凝膠中的乳清蛋白含量介于可溶性蛋白和不溶性蛋白聚合物之間，并且微米凝膠具有優(yōu)良的流變學(xué)特性，即較高的表觀粘度和粘彈性質(zhì)。
　　 界面性質(zhì)通過對

7、起泡性和乳化性的研究表明，相比于常規(guī)乳蛋白聚合物，微米凝膠的起泡性略有下降，但是泡沫穩(wěn)定性有很大提高，當(dāng)靜止時間為8h，微米凝膠的泡沫穩(wěn)定性是常規(guī)乳蛋白聚合物的大約3倍；與分級處理后的蛋白質(zhì)聚合物相比，隨著靜置時間的延長，微米凝膠的泡沫穩(wěn)定性最好，當(dāng)靜止時間為6h時，微米凝膠的泡沫穩(wěn)定性大約是可溶性蛋白的4倍；微米凝膠的乳化穩(wěn)定性也表現(xiàn)出了同樣的規(guī)律，靜置30 min后，相比于常規(guī)乳蛋白聚合物提高了大約1.5倍。微米凝膠的這種特殊結(jié)構(gòu)有