【摘 要】
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冰晶重结晶是指冷冻食品储存和解冻过程中,其内部冰晶体积增大,冰晶总数目减少,冰晶形态发生变化的现象。冰晶重结晶会严重破坏冷冻食品的品质。最新研究表明抗冻蛋白及其模拟物的冰晶重结晶抑制（IRI）活性与其两亲结构密切相关。淀粉样蛋白纤维（APFs）是一种由天然蛋白质在特定条件下自组装形成的,二级结构富含β-折叠且空间结构高度有序、细长的超分子蛋白纤维。APFs拥有优良的界面活性,是一类两亲性材料。据此
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冰晶重结晶是指冷冻食品储存和解冻过程中,其内部冰晶体积增大,冰晶总数目减少,冰晶形态发生变化的现象。冰晶重结晶会严重破坏冷冻食品的品质。最新研究表明抗冻蛋白及其模拟物的冰晶重结晶抑制（IRI）活性与其两亲结构密切相关。淀粉样蛋白纤维（APFs）是一种由天然蛋白质在特定条件下自组装形成的,二级结构富含β-折叠且空间结构高度有序、细长的超分子蛋白纤维。APFs拥有优良的界面活性,是一类两亲性材料。据此,推测APFs具有IRI活性并围绕该假设进行一系列的研究。1、以乳清分离蛋白（WPI）为原料在水中（W-APFs）和三氟乙醇中（TFE-APFs）制备了两种形貌有显著差别的APFs,并对其IRI活性进行研究。研究结果如下:W-APFs呈现细长的纤维状,TFE-APFs呈现较短的蠕虫状。样品在孵育过程中β-折叠含量增多,同时样品的表面疏水性随孵育时间增加显著增强。与WPI相比,两种APFs表现出更强的IRI活性,其中W-APFs的IRI活性显著强于TFE-APFs。APFs在p H 5.0时IRI活性最低,这是等电点附近纤维聚集导致的。APFs的IRI活性随Na Cl浓度的增加而降低,这是因为Na Cl电荷屏蔽效应引起纤维聚集。两种APFs都不能改变冰晶形态,表明APFs对冰晶几乎没有吸附能力。2、通过辛烯基琥珀酸酐（OSA）改性来提高W-APFs在中性条件下分散性和表面疏水性进而来增强W-APFs的IRI活性。主要研究结果如下。制备了四种不同取代度的W-APFs。透射电镜图表明OSA改性对W-APFs的形貌没有显著影响。OSA改性后的W-APFs等电点降低,因此在中性条件下分散性变好,低p H下分散性变差。热重分析表明改性后的W-APFs热稳定性略有下降。W-APFs的表面疏水性随OSA取代度的增大而增大。改性后的W-APFs的IRI活性在中性条件下增强,酸性条件下减弱,这是等电点的降低引起的。W-APFs的粘度随取代度的增加而降低。将W-APFs分散在0.15 M Na Cl中90℃加热3 min,W-APFs抗凝胶性随OSA取代度增大而增强。0.15 M Na Cl中改性后的W-APFs的IRI活性显著增强。3、抗冻材料的IRI活性随尺寸增大而增强,材料拥挤度也会增强其IRI活性。因此推测可以将W-APFs密集吸附在微米尺寸的Pickering乳滴表面来提高W-APFs的IRI活性。实验结果表明相同W-APFs浓度下,吸附的W-APFs的IRI活性显著高于游离的WAPFs。在固定W-APFs浓度下,吸附的W-APFs的IRI活性随油相体积分数增大而增强,这主要是由乳滴粒径和拥挤度决定的。单纯的棕榈油自乳化形成的乳液无IRI活性,改变油相核芯对IRI活性无显著影响,吸附的W-APFs的IRI活性显著高于吸附的WPI,因此Pickering乳滴的IRI活性主要由吸附在油滴表面的材料决定。除了尺寸和拥挤效应外,乳滴在冰晶上的密集吸附增强了W-APFs-冰的相互作用,这也提高了W-APFs的IRI活性。相比于游离的W-APFs,吸附的W-APFs在高的保温温度和高非冻相水分含量条件下的IRI活性更强。
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