锌对人体生长和发育具有不可代替的正向调控作用,缺锌可使人体的生理活动失调,若不及时纠正则会引发生长发育迟缓、免疫力低下、性功能减退等后果。与常规补锌剂(无机锌、有机锌和氨基酸锌)不同的是,低聚肽可与锌离子反应生成结构稳定、水溶性好的锌螯合肽,且能以低聚肽特有的吸收模式完整进入体内,从而避免了消化系统中共存物的干扰与竞争。该吸收机制在提高锌的生物利用率的同时,锌和低聚肽的生物活性还会协同增效,这为功能型补锌剂的开发提供了思路。南极磷虾生物储量充足,蛋白质含量与生物效价突出,是制备锌螯合肽的理想蛋白源。相比南极磷虾冷冻虾砖,南极磷虾粉具有流通成本低、储存方便等优点,但目前多用于直接配成动物饲料。本文以南极磷虾粉为原料,首先分析了原料组成特性,在此基础上对蛋白质组分进行富集和脱氟处理,紧接着建立了低聚肽的制备工艺,随后研究锌螯合肽的制备、结构表征及其对体外胃肠道环境的耐受性,最后研制出了一款锌螯合肽凝胶软糖,为南极磷虾粉开发含锌螯合肽的即食食品提供技术依据。主要研究内容与结果如下:(1)系统分析了南极磷虾粉粗蛋白、粗脂肪、甲壳素和矿质元素四类主要成分,以及氨基酸、脂肪酸和矿质元素组成,在此基础上探讨过筛和脱脂步骤对南极磷虾粉基本成分和氟含量的影响。结果显示,南极磷虾粉含粗蛋白61.38%、粗脂肪14.49%、甲壳素6.08%、矿质元素6.27%。其中,氨基酸总量为47.34%,必需氨基酸含量为38.74%,占非必需氨基酸含量的70.24%,符合FAO/WHO认可的优质蛋白质源,且功能性氨基酸含量突出;虾油中不饱和脂肪酸含量为61.98%,其中多不饱和脂肪酸含量为25.10%,EPA+DPA+DHA的含量为18.19%,具有进一步开发的价值;南极磷虾粉矿质元素含量丰富、组成均衡,且重金属污染水平低。经30目过筛和正己烷-乙醇(9︰1体积比)脱脂处理后,粉基中蛋白质含量达到73.80%,但氟的含量为1268.56±21.36 mg/kg,远超过了FAO限量标准(≤100 mg/kg),需要考虑脱氟处理。(2)对过筛、脱脂和脱氟前后南极磷虾粉的5种基本成分和18种水解氨基酸进行测定,同时比较其氨基酸含量与组成和营养价值。结果显示,经过筛、脱脂和脱氟后南极磷虾粉的蛋白源成分得到有效富集,蛋白质质量分数从61.38%提升至73.80%,蛋白质总质量的损失率为9.27%,脱氟率为82.03%。制得的低氟蛋白质基料氨基酸含量符合FAO/WHO认可的优质蛋白质源,达到了特级鱼粉中氨基酸的评级标准,且氨基酸组成的变化不明显,表明过筛、脱脂和脱氟不改变南极磷虾粉的蛋白质组成模式。(3)采用单因素-响应面试验优化酶解工艺,并建立了酶解液陶瓷膜微滤的数学模型,最后研究酶解液透过物的基本成分、氨基酸组成和分子量分布。最终确定复合酶解(碱性蛋白酶-风味蛋白酶)工艺的最适条件为:pH 7.50、加酶量4024 U/g、酶解温度为46.00℃、酶解时间为3 h,该条件下实测水解度为43.80±1.41%。2×10~5 Pa是陶瓷膜的最适工作压力,肽分子的透过率符合ExpAssoc模型,微滤360 min肽的透过率可达82.86±6.37%。通过酶解、陶瓷膜微滤得到的产物蛋白质得到有效富集,氟含量为26.57 mg/kg,低于FAO规定的食品中氟的最高限量标准100 mg/kg;肽的氨基酸组成全面,且小于1000 Da分子量的肽段比例达到91.3%,重均分子量为340 Da,整体符合低聚肽的品质要求。(4)以南极磷虾低聚肽为肽源,采用单因素-正交试验优化硫酸锌法制备锌螯合肽的工艺,并通过螯合前后紫外光谱、傅里叶红外光谱、热重分析、X-射线衍射、扫描电镜-能谱、氨基酸组成和分子量分布进行定性定量分析,最后以硫酸锌和葡萄糖酸锌为对照,通过体外模拟胃肠道环境考察锌螯合肽的耐受性。结果显示,锌螯合肽的最适工艺参数为低聚肽-锌体积比3:1、pH 6.0、温度60℃、螯合时间1.0 h,该条件下实测锌离子的螯合率为76.31%。通过紫外光谱、傅里叶红外光谱、TG热重分析、X射线衍射分析和扫描电镜-能谱分析证实了螯合物的生成。对锌螯合肽的氨基酸组成和分子量分布的结果显示,天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、组氨酸和胱氨酸的含量明显提升,显示其是肽分子中锌离子的主要螯合位点;锌螯合肽中处于180-480 Da的肽分子所占比例为64.47%,可推断螯合物中肽的结构主要是由2-4个氨基酸序列构成的小肽。通过考察锌螯合肽对体外模拟人体消化环境的耐受性发现,锌螯合肽的肠道锌离子溶解度和锌离子透析率高于七水合硫酸锌和葡萄糖酸锌,模拟消化前后紫外光谱与傅里叶红外光谱未发生明显改变,表明锌螯合肽在消化过程中具有良好的结构稳定性。(5)采用模糊数学-单因素试验法初步研究南极磷虾蛋白源锌螯合肽凝胶软糖的工艺,并以紫外光谱、傅里叶红外光谱比较制备前后锌螯合肽的结构稳定性,最后通过体外模拟消化凝胶软糖中锌离子的溶解率。锌螯合肽凝胶软糖的最适工艺参数为锌螯合肽添加量1.52%、混合胶用量37.88%、白砂糖用量45.44%、橙汁用量3.03%、淀粉糖浆用量12.12%、柠檬酸用量0.1%。该条件下得到凝胶软糖的综合感官评分为84.42±4.13,感官品质良好。紫外光谱、傅里叶红外光谱和体外模拟消化显示锌螯合肽中肽分子通过化学键合的锌离子在凝胶软糖体系较为稳定,其吸收效率要显著优于七水合硫酸锌和葡萄糖酸锌,表明研制的锌螯合肽凝胶软糖具有作为优质即食补锌食品的生产潜力。