酶解大米谷蛋白性质以及多糖对其影响的以及

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大米蛋白因具有丰富的氨基酸组分、高生物效价、低过敏性、降低胆固醇等特点,是一种高价值的植物蛋白,但低的溶解度限制了其在工业生产中的应用。谷蛋白为大米蛋白的主要成分。本论文拟采用胰蛋白酶对大米谷蛋白进行限制性酶解,研究不同水解度的大米谷蛋白的结构特性和功能性质的关系,比较不同水解度大米谷蛋白乳液的稳定性差异,并与食品中常用的乳化剂-乳清蛋白进行比较,探究多糖对低水解度大米谷蛋白乳液稳定性的影响,并对多糖与大米谷蛋白在溶液中的相互作用进行分析。本论文得到的主要结论如下:  研究了水解度对大米谷蛋白结构和功能性质的影响。随着水解度的增加,大米谷蛋白分子量逐渐降低,且高水解度伴随着可溶性聚集物的形成;表面疏水性、内源荧光呈先增加后降低的趋势;大米谷蛋白经水解后结构更加灵活,α-螺旋由17.7%增加至22.8%,无规则卷曲由29.7%增加至38.6%,而β-折叠由30.9%降低至21.1%。此外,随着水解度的增加,大米谷蛋白溶解性逐渐增加,而乳化活性指数、乳化稳定性、起泡能力和起泡稳定性先增加后降低。  研究了水解度对大米谷蛋白乳液的贮存稳定性、pH稳定性、离子强度稳定性、热稳定性以及流变性的影响。随着水解度的增加,贮存稳定性、离子强度稳定性和热稳定性呈现先增加后降低的趋势,而pH稳定性不受水解度的影响。水解度为2%的大米谷蛋白乳液在pH7-9,NaCl<100 mmol/L(pH7),温度<90℃(pH7,0 mmol/L NaCl)范围内保持稳定。贮存7天后,水解度为2%的乳液流动行为指数n和稠度系数K都保持稳定,而0.5%和6%水解度的乳液稠度系数显著增加,并呈现剪切变稀行为。  比较了限制性酶解大米谷蛋白(HRG, DH2%)乳液与分离乳清蛋白(WPI,常用的食品乳化剂)乳液稳定性的差异。随着乳化剂浓度的增加,两种蛋白乳液平均粒径先降低后保持不变。HRG乳液(3%HRG, d32=159.0 nm)的表面负载是WPI乳液(1% WPI, d32=167.5 nm)2.8倍之多。WPI乳液在环境压力条件下比HRG乳液更加稳定,如:pH(2-8), NaCl添加量(0-500 mmol/L)以及热处理(30-90℃,0或200 mmol/L NaCl)。然而,HRG乳液在以下条件下保持稳定:pH6–8; NaCl≤200 mmol/L(pH7);温度≤90℃(pH7,0 mmol/L NaCl);以及温度≤50℃(pH7,200 mmol/L NaCl)。  研究了多糖对限制性酶解大米谷蛋白乳液物理稳定性的影响。多糖类型和浓度对液滴的性质有显著影响。果胶或黄原胶的加入比海藻酸钠或阿拉伯胶的加入使乳液产生更小的液滴,且乳液具有更好的pH稳定性。探讨了盐离子强度(0-500 mmol/L NaCl, pH3.5)以及热处理(30-90 ℃30 min,0 mmol/L NaCl, pH3.5)对果胶-HRG乳液和黄原胶-HRG乳液的环境压力稳定性。结果表明黄原胶-HRG乳液在所有 NaCl范围内保持稳定,而 HRG-果胶乳液只能在低离子强度下保持稳定,且黄原胶-HRG乳液的平均粒径在随着离子强度的增加呈现先降低后增加的趋势。黄原胶-HRG乳液和果胶-HRG乳液都具有较好的热稳定性。  研究了海藻酸钠和阿拉伯胶对 HRG在水溶液中的性质变化。阿拉伯胶对HRG的水溶性无显著影响,而海藻酸钠在不同pH和离子强度下能与HRG形成可溶性复合物和不可溶性复合物。当HRG与海藻酸钠比例为3:1时可以形成浊度较小的复合物,这个复合物在较大pH范围内能够保持稳定而不发生聚集或沉淀。NaCl的加入可以减弱 HRG-海藻酸钠复合物溶液中的静电相互作用,从而导致蛋白分子的释放。因此,蛋白分子间逐渐发生相互作用(而非蛋白与多糖间相互作用)从而导致形成沉淀和沉积物。  研究了直链淀粉对大米谷蛋白(RG)结构影响及两者之间的相互作用机制。结合位点、结合常数和热力学参数表明大米谷蛋白和直链淀粉的相互作用是自发的,且疏水相互作用为主要的驱动力。此外,同步荧光和圆二色谱结果表明直链淀粉使得大米谷蛋白的结构及微环境发生变化。随着直链淀粉浓度的增加,酪氨酸残基周围的极性增加,表面疏水性降低;大米谷蛋白的α-螺旋增加,而β-折叠降低。此外,分子模拟进一步证明光谱学实验数据的准确性,且直链淀粉结合到大米谷蛋白的无定形区。
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