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改性乳清蛋白抗氧化性及山核桃油微胶囊制备

作　者: 王文琼
导　师: 包怡红
学　校: 东北林业大学
专　业: 食品科学
关键词: 乳清蛋白糖基化改性抗氧化山核桃油微胶囊
分类号: TS201.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

乳清分离蛋白(Whey protein isolate, WPI)属于全价蛋白质,易于消化吸收,营养价值高,在婴幼儿配方食品中广泛应用。乳清蛋白经适度改性可以在改善食品的口感、质地的同时,提高产品的稳定性和功能特性,并延长货架期,乳清的有效利用具有重要意义。本实验利用六种小分了糖类对乳清分离蛋白进行糖基化改性,筛选出具有较强抗氧化能力的改性乳清蛋白。并利用其作为原料制备山核桃油微胶囊,可以有效防止山核桃油的氧化。为山核桃油制品工业生产,提供了性质稳定且营养价值高的优质原料,同时为乳清分离蛋白的开发利用提供了新途径。以乳清分离蛋白和木糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖为美拉德反应原料,研究蛋白与糖的种类及混合比例对褐变程度的影响,并对反应产物进行抗氧化活性检测。结果表明：木糖与乳清分离蛋白按质量之比2：1混合,湿热糖基化反应后,褐变程度最强。且在乳清分离蛋白与木糖按质量之比2：1条件下反应后,乳清分离蛋白-木糖体系的美拉德反应产物(MRPs)具有较高还原能力和抗脂质过氧化能力并对DPPH-自由基和O2-·自由基具有较高的清除能力。选择6种不同的糖基配体,通过湿热糖基化反应,研究乳清蛋白不同糖基化复合物在不同pH值下的反应特性及抗氧化特性。结果表明：在pH3-9的条件下,6种乳清蛋白糖基化复合物与乳清蛋白420nm和294nm处的吸光值差异显著(P<0.05)；且6种乳清蛋白糖基化复合物的游离氨基酸含量均显著降低(P<0.05)。除了乳清蛋白-蔗糖复合物外,其他5种乳清蛋白糖基化复合物的还原能力、DPPH自由基清除能、·OH自由基清除能力和抗脂质过氧化能力随pH的升高都有所提高。乳清蛋白-木糖复合物的抗氧化能力提高最大,而且在pH7-9的反应条件下,具有比Vc更高的还原能力。SDS-PAGE显示乳清蛋白-木糖复合物反应后分子量明显增大；傅里叶红外光谱(FTIR)结果显示：乳清蛋白-木糖和乳清蛋白-葡萄糖复合物中蛋白质的酰胺Ⅰ和Ⅱ明显减少。圆二色谱(CD)结果显示：乳清分离蛋白与葡萄糖、木糖反应后,p-折叠,p-转角和无规则卷曲增加,而α-螺旋减少。以具有较好抗氧化能力的木糖-乳清分离蛋白糖基化产物聚阳离子及阿拉伯树胶聚阴离子为壁材,采用复凝聚法在山核桃油表面形成包覆结构,利用转谷氨酰胺酶进行固定化,冷冻干燥脱水获得微胶囊成品。根据微胶囊微包油率,对制备条件和固化条件进行评价。结果表明最佳制备条件为：山核桃油添加量为0.6ml,改性乳清分离蛋白添加量20ml,阿拉伯树胶添加量为6%,pH4.5,搅拌速度为300r/min。最佳固化条件为：固化pH6.0,固化时间为10h,固化温度为10℃,转谷氨酰胺酶添加量为25U/g阿拉伯树胶。最终包油率可达84.15%。对山核桃油微胶囊理化性质的测定,结果表明,产品的水分含量为7.09±0.03%,易于贮存：堆密度为0.13±0.01g.mL;休止角为45。±0.5°,流动性较好。颜色为浅褐色,气味纯正,无异味。采用SEM观察改性乳清蛋白和阿拉伯树胶形成凝胶薄膜,微胶囊呈非正圆形,粒径多在10μm以下。热重分析(TGA)显示,450℃后质量损失程度加剧,推测是凝聚的复合壁材发生崩解,油脂迅速挥发。在贮藏过程中,微胶囊化后的核桃油可有效的抑制山核桃油过氧化值升高。通过研究山核桃油微胶囊在人工胃液和肠液中的存在时间发现山核桃油微胶囊产品在人工胃液中和在人工肠液中具有良好缓释性。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-11
1 绪论  11-19
  1.1 引言  11
  1.2 乳清蛋白的改性研究进展  11-14
    1.2.1 乳清蛋白的物理改性及功能特性的研究  11-12
    1.2.2 乳清蛋白的化学改性及功能特性的研究  12-13
    1.2.3 乳清蛋白的酶法改性及功能特性的研究  13-14
  1.3 核桃油的研究概况  14-15
    1.3.1 核桃油的营养成分研究  14
    1.3.2 核桃油保健功能的研究  14-15
    1.3.3 核桃油产品开发现状  15
  1.4 微胶囊技术在食品工业中的应用  15-17
    1.4.1 微胶囊化方法  15-16
    1.4.2 食用油脂的微胶囊化研究  16-17
    1.4.3 微胶囊技术的发展前景  17
  1.5 本课题研究的目的意义  17
  1.6 本课题研究的内容及方法  17-19
2 不同比例的乳清蛋白与小分子糖类改性后的抗氧化能力  19-29
  2.1 引言  19
  2.2 材料与仪器  19-20
    2.2.1 试验材料  19-20
    2.2.2 仪器设备  20
  2.3 试验方法  20-22
    2.3.1 乳清分离蛋白糖基复合物的制备  20
    2.3.2 褐变程度分析  20
    2.3.3 游离氨基酸含量的测定  20
    2.3.4 还原能力测定  20-21
    2.3.5 DPPH·自由基清除能力的测定  21
    2.3.6 清除·OH自由基的测定  21
    2.3.7 抗脂质过氧化能力测定  21
    2.3.8 对超氧阴离子自由基的清除能力的测定  21-22
    2.3.9 统计分析  22
  2.4 结果与分析  22-27
    2.4.1 乳清分离蛋白糖基化反应褐变程度变化  22-23
    2.4.2 不同比例乳清蛋白糖基化复合物游离氨基酸含量分析  23-24
    2.4.3 乳清分离蛋白糖基化产物还原能力测定  24
    2.4.4 乳清分离蛋白糖基化产物对DPPH·自由基清除能力测定  24-25
    2.4.5 乳清分离蛋白糖基化产物对·OH白由基清除能力测定  25-26
    2.4.6 乳清分离蛋白糖基化产物抗脂质过氧化能力测定  26-27
    2.4.7 乳清分离蛋白糖基化产物对超氧阴离子自由基清除能力测定  27
  2.5 本章小结  27-29
3 pH值对乳清蛋白糖基化产物体外抗氧化能力的影响  29-41
  3.1 引言  29
  3.2 材料与仪器  29-30
    3.2.1 试验材料  29
    3.2.2 仪器设备  29-30
  3.3 试验方法  30-31
    3.3.1 乳清分离蛋白糖基复合物的制备  30
    3.3.2 褐变程度分析  30
    3.3.3 游离氨基酸含量的测定  30
    3.3.4 还原能力测定  30
    3.3.5 DPPH·自由基清除能力的测定  30
    3.3.6 清除·OH自由基的测定  30
    3.3.7 抗脂质过氧化能力测定  30
    3.3.8 对超氧阴离子自由基的清除能力的测定  30
    3.3.9 SDS-PAGE对改性后的乳清蛋白进行分子量测定  30
    3.3.10 傅里叶变换红外光谱分析  30-31
    3.3.11 圆二色(CD)分析  31
    3.3.12 统计分析  31
  3.4 结果与分析  31-40
    3.4.1 pH变化对糖基化反应褐变程度的影响  31-32
    3.4.2 pH变化对糖基化产物游离氨基含量的影响  32
    3.4.3 pH变化对糖基化产物还原能力测定  32-33
    3.4.4 pH变化对糖基化产物清除DPPH自由基能力的影响  33-34
    3.4.5 pH变化对糖基化产物清除·OH自由基能力的影响  34-35
    3.4.6 pH变化对糖基化产物抗脂质过氧化能力测定  35-36
    3.4.7 pH变化对糖基化产物清除超氧阴离子自由基能力的影响  36-37
    3.4.8 改性乳清蛋白SDS-PAGE电泳  37
    3.4.9 改性乳清蛋白FTIR分析  37-38
    3.4.10 改性乳清蛋白圆二色谱(CD)分析  38-40
  3.5 本章小结  40-41
4 以改性乳清分离蛋白为壁材制备山核桃油微胶囊  41-51
  4.1 引言  41
  4.2 材料与仪器  41-42
    4.2.1 试验材料  41
    4.2.2 试验仪器  41-42
  4.3 试验方法  42-43
    4.3.1 乳清分离蛋白的糖基化改性  42
    4.3.2 山核桃油微胶囊的制备  42
    4.3.3 山核桃油微胶囊包油率测定  42
    4.3.4 山核桃油微胶囊制备工艺参数的确定  42-43
    4.3.5 山核桃油微胶囊固化工艺参数的确定  43
    4.3.6 数据统计分析  43
  4.4 结果与讨论  43-49
    4.4.1 山核桃油微胶囊的制备  43-46
    4.4.2 山核桃油微胶囊制备条件优化结果  46-47
    4.4.3 山核桃油微胶囊的固化  47-49
    4.4.4 山核桃油微胶囊固化条件正交试验  49
  4.5 本章小结  49-51
5 山核桃油微胶囊性质的研究  51-60
  5.1 引言  51
  5.2 材料与仪器  51-52
    5.2.1 试验材料  51
    5.2.2 试验仪器  51-52
  5.3 试验方法  52-53
    5.3.1 微胶囊产品水分含量的测定  52
    5.3.2 微胶囊产品堆密度的测定  52
    5.3.3 微胶囊产品流动性的测定  52
    5.3.4 扫描电子显微镜(SEM)分析  52
    5.3.5 山核桃油微胶囊的热重(TGA)分析  52
    5.3.6 微胶囊贮藏实验研究  52-53
    5.3.7 在模拟胃液中的溶解试验  53
    5.3.8 在模拟肠液中的溶解试验  53
    5.3.9 山核桃油微胶囊体外释放特性研究  53
  5.4 试验结果与分析  53-59
    5.4.1 山核桃油微胶囊理化指标分析  53-54
    5.4.2 扫描电子显微镜(SEM)观察山核桃油微胶囊结果  54
    5.4.3 山核桃油微胶囊的热重(TGA)分析  54-55
    5.4.4 山核桃油微胶囊贮藏期间过氧化值变化情况分析  55-56
    5.4.5 山核桃油微胶囊模拟胃液和肠液中存在的时间  56-59
  5.5 本章小结  59-60
结论  60-62
参考文献  62-68
攻读学位期间发表的学术论文  68-69
致谢  69-70

改性乳清蛋白抗氧化性及山核桃油微胶囊制备

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