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芸豆是产量仅次于大豆的大宗豆类植物,但目前芸豆资源开发利用不是很充分,芸豆中所含蛋白组分相对较均一,因此研究开发芸豆资源极具重要意义和应用价值。本论文旨在研究芸豆蛋白纤维化聚集和凝胶的特性,拓展芸豆资源的利用途径。研究以芸豆球蛋白(phaseolin)和芸豆分离蛋白(KPI)为原料,从宏观和微观不同角度表征芸豆蛋白纤维化聚集的理化和功能性质,并探讨相关机理。主要研究结果如下:在低pH值和低离子强度下加热诱导芸豆球蛋白使形成纤维化聚集,并分析比较了蛋白质纤维化聚集前后的物化特性变化,探求不同因素条件下蛋白热诱导纤维化的特性变化规律。结果表明:酸提取-冷沉(92-95%)制备芸豆球蛋白纯度高于常用的碱提酸沉(84-90%);芸豆球蛋白溶液粘度与加热时间成正比;SDS-GAGE证明加热时间对芸豆球蛋白结构产生影响;DLS和刚果红试验证明芸豆球蛋白纤维化聚集随加热时间而增大,且远优于相同条件下β乳球蛋白纤维化聚集;Th T荧光光谱和圆二色谱检测蛋白二级构象,使-螺旋转化β结构;AFM和TEM表征蛋白浓度和加热时间促进了纤维化聚集的增长,AFM的3D图片则立体展示了聚集的具体形态信息。对影响蛋白纤维化聚集的因素运用DLS表征特性,发现加热搅拌和加入“种子”两种因素使纤维化聚集程度最强烈;Th T荧光光谱和圆二色谱从蛋白构象的角度也证明两种方式的影响最大;CD测量将pH 2调整至pH 7后芸豆球蛋白纤维化聚集二级结构由β结构转换成螺旋;原子力显微镜显示不同因素下的蛋白纤维化聚集结构,与β乳球蛋白相比,芸豆球蛋白宽度要大一些,具有更多弯曲。将凝胶理论percolation模型和fractal模型运用到0-300 mM芸豆分离蛋白中, percolation模型测定凝胶理论最小临界浓度,fractal模型推测凝胶是由短粗状纤维聚集形成的网络结构,凝胶浑浊度随离子强度增大而增强;Th T的荧光染色动力学反映纤维化聚集的增长过程以及芸豆球蛋白分子内β-结构的情况;AFM的3D图片从微观角度推测该蛋白纤维化聚集可能是螺旋状结构,蛋白质紧密排列呈螺旋状延伸。芸豆球蛋白形成纤维化聚集存在两个阶段:一可逆方向的动态平衡阶段;二逐渐稳固的纤维化聚集阶段。芸豆分离蛋白的提取率(60%)高于芸豆球蛋白提取率(32%);DSC分析显示200 mM离子强度以内芸豆分离蛋白的变性温度(Td)和焓值(ΔH)与离子强度成正比;芸豆分离蛋白凝胶机械模量和浊度都与离子强度成正比,蛋白凝胶的临界浓度与离子强度成反比;Zeta电位显示在等电点4.62时,Zeta电位与离子强度成反比;蛋白粒度半径与离子强度成正比;AFM的接触模式图片显示100 mM以内纤维化聚集长度与离子强度成正比,200和300 mM的图片则呈现杂乱状。使用冷冻干燥方式将芸豆球蛋白纤维化聚集样品复溶后测量刚果红染色,显示典型纤维化特征;Th T荧光强度、Zeta电位和粒度等特性与冻干前比较均有不同程度变化;AFM图片显示冻干复溶后芸豆球蛋白样品形貌与之前的差别;将蛋白纤维化聚集加入到芸豆球蛋白溶液中,提高溶液的粘度和凝胶机械模量。总之,芸豆蛋白经一定时间热诱导处理已具备典型蛋白纤维化聚集特性,其物化性质也发生了变化,在720 min加热形成宽度10 nm,长度2-3μm的线性纤维聚集;几种因素都对蛋白纤维化聚集产生较大影响。芸豆分离蛋白凝胶适用于Percolation和Fractal两种理论模型。复溶冻干纤维化聚集样品具有冻干前的特性,只是程度度略有变化。