CaCl_(2)和NaCl诱导对大豆分离蛋白纳米纤维冷凝胶的影响

蛋白质自组装形成的纳米纤维因独特的功能和生物学特性而引起人们的关注。本文通过加入CaCl_(2)和NaCl诱导大豆分离蛋白(SPI)纤维溶液制得冷凝胶,研究不同蛋白浓度及离子浓度对凝胶性质的影响。流变学测量结合Percolation模型拟合结果表明:冷凝胶的临界渗滤浓度(cp)比纤维热凝胶方法低,CaCl_(2)和NaCl浓度分别为30 mmol/L和150 mmol/L时cp最小。形成的冷凝胶表现为各向同性渗流和均匀的网络。SPI浓度越大,冷凝胶储存模量G′、凝胶硬度越大,凝胶持水性越好,形成凝胶所需的盐浓度越低。在低离子强度下(CaCl_(2)浓度<50 mmol/L,NaCl浓度<150 mmol/L),离子强度越大,G′、凝胶硬度和持水性越大。盐浓度进一步增加时,G′、凝胶硬度和持水性下降。在冷固性凝胶中,同等离子强度的条件下,NaCl诱导凝胶的cp值均高于加入CaCl_(2)的cp,说明多价阳离子形成盐桥是形成凝胶网络的主要驱动力。

大豆蛋白纳米纤维冷凝胶对核黄素的控释研究

为了扩大大豆分离蛋白(SPI)纤维冷凝胶的潜在使用范围,通过体外缓释模型,探究SPI纤维冷凝胶对核黄素的控释效果。结果表明,SPI在pH 2.0下加热20 h后形成纳米纤维,导致Th T荧光、ζ-电位上升,表观粘度、稠度系数提高。将pH调至8.0后加入CaCl_(2)制得的冷凝胶对核黄素具有荷载及控制释放效果。与传统的SPI凝胶相比,这种纤维冷凝胶可以在较低的蛋白浓度下形成凝胶网络,可以用作核黄素的包封体,在食品科学、药物输送等领域具有广阔的应用前景。

纳米结构大豆蛋白在食品中的应用进展

纳米技术在食品领域有着广泛的应用,涉及食品加工、食品包装和食品安全监测等方面。许多食品蛋白质已被用于开发和制造纳米结构材料,近年来各种纳米形式的大豆蛋白(如纳米颗粒、纳米纤维、纳米水凝胶和纳米管等)因其独特新颖的功能特性引起越来越多研究者的兴趣。大豆蛋白纳米颗粒和纳米纤维是最重要的两种大豆蛋白纳米结构,大豆蛋白纳米颗粒可作为Pickering乳液的稳定剂和充当生物活性成分或营养物质的载体,大豆蛋白纳米纤维具有增稠/凝胶作用、稳定界面和递送营养和药物的功能特性。笔者针对大豆蛋白纳米颗粒和纳米纤维的形成、表征及其应用等方面展开介绍,为纳米结构大豆蛋白的研究提供理论依据。

乳清分离蛋白纤维-多糖复合纳米颗粒负载β-胡萝卜素特性研究

以乳清分离蛋白纤维(WPN)与两种多糖菊粉(Inu)和透明质酸(HA)为原料,通过反溶剂沉淀法制备两种水溶性β-胡萝卜素纳米粒子,研究其理化性质和体外消化特性。结果表明,乳清分离蛋白纤维复合菊粉纳米颗粒(WPN/Inu/BC)和复合透明质酸纳米颗粒(WPN/HA/BC)的电位为(+48.27±0.65)mV和(+44.83±0.8)mV,包封率为(94.34±1.35)%和(99.02±0.17)%,DPPH自由基清除活性为(61.20±2.08)%和(68.85±1.84)%。WPN/Inu/BC和WPN/HA/BC复合粒子中BC半衰期为15 d和16 d。荧光光谱表明:乳清分离蛋白纤维与多糖复合后暴露出更多的疏水基团,从而与BC更好地复合。红外光谱结果显示:多糖和β-胡萝卜素一些吸收峰发生偏移,说明它们与乳清分离蛋白纤维发生相互作用。体外模拟消化试验表明:WPN/多糖/BC复合粒子具有较好的控释能力。

酶法水解乳清分离蛋白制备纳米纤维

采用天冬氨酸内切酶(Asp endoproteinase,AspN)在37℃诱导乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)制备蛋白质纳米纤维(protein nanofibrils,PNFs),考察WPI不同水解时间对产物PNFs形貌的影响。利用透射电子显微镜、原子力显微镜、小分子蛋白质十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、硫磺素T荧光、红外光谱以及激光散射法对PNFs及形成过程进行表征。结果显示,该方法制备的产物PNFs呈乳白色,AspN水解得到的5 kD左右的多肽为构筑单元,β-折叠为PNFs稳定存在的主要二级结构,PNFs平均粒径随水解时间延长而增大。酶法制备PNFs解决了酸法中的褐变问题,有望拓展其在食品领域的应用。

大豆蛋白纳米纤维对铁纳米颗粒的稳态化作用

为明确大豆蛋白纳米纤维的结构形成和扩宽铁强化剂的食品工业应用,以大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)为原料,通过5 h的酸热处理制备纳米纤维(soy protein isolate fibrils,Fib SPI),系统研究纤维形成前后蛋白结构的变化,并进一步制备铁纳米颗粒(iron nanoparticles,Fe NPs),探究Fib SPI对铁的稳态化作用。研究结果表明:在酸热处理过程中,SPI产生大量的β-折叠结构,其与硫磺素T结合,显示出增强的荧光强度;此外,7S组分先发生降解,利于纤维成核形成,随后11S逐渐被水解,促进纤维生长;同时水解产生大量的小肽组分,提高了产物的还原力。研究进一步利用Fib SPI递送铁纳米颗粒(Fe NPs),发现与原始SPI相比,铁纳米颗粒可在Fib SPI原位形成胶体稳定的铁-大豆蛋白纳米纤维复合物(Fe FibSPI),并以Fe(II)形式存在,其对乳液体系色泽及稳定性的影响较硫酸亚铁或氯化铁小。该研究可为构建新型植物基铁强化剂递送体系提供理论和方法指导。

乳清蛋白纳米纤维对紫甘蓝豆腐品质的影响研究

以紫甘蓝和大豆为原料制得的紫甘蓝豆腐颜色、口感独特,增加了豆腐的花青素含量,营养价值较高,但是可能存在褪色的问题。因此,为了稳定花青素,改善豆腐的品质,采用自自组装的方法制备乳清蛋白纳米纤维,加入紫甘蓝豆腐,结果表明:加入乳清蛋白纳米纤维能够提高紫甘蓝豆腐中花色苷的含量(从1.13 mg/100 g提升至1.92 mg/100 g),增加紫甘蓝豆腐的红度(从4.92提升至7.03)和黄度(从–1.83提升至4.43),提高色泽的稳定性。加入量为2%(w/w)时,紫甘蓝豆腐的保水性和得率最大,分别为85.36%和273.54%。由于乳清蛋白纳米纤维的加入,凝胶体系中的疏水相互作用和氢键作用均增加,分别为未添加乳清蛋白纳米纤维豆腐(对照)的190.91%和173.24%,进而影响了豆腐的质构及感官特性,使得豆腐的硬度提高为对照的286.00%;二硫键的作用则下降为对照的45.83%,使得豆腐的弹性降低至对照的72.81%。因此,将乳清蛋白纳米纤维加入紫甘蓝豆腐,能够稳定花青素,改善豆腐的品质,为蔬菜豆腐的开发及扩展乳清蛋白纳米纤维的应用提供参考依据。