碧根果精油-壳聚糖-乳清分离蛋白可食膜的制备及其在碧根果仁保鲜中的研究

本文首先分析了碧根果外壳的精油(pecan essential oil,PEO)组成,接着制备了含不同PEO浓度(0、0.5、1.5、2.5、3.5 mg/mL)的碧根果精油-壳聚糖-乳清分离蛋白(pecan essential oil-chitosanwhey protein isolate,PEO-CS-WPI)可食膜,并将其用于碧根果仁的保鲜。结果表明,PEO的主要成分为酯类、烷烃类、酸类、醛类、醇类、吡啶类、酚类和酮类;PEO浓度对PEO-CS-WPI厚度没有显著影响,但PEO-CS-WPI的溶胀率、a~*和b~*随着PEO浓度的增大而增大,红外光谱分析表明PEO与CS、WPI通过氢键相互作用;PEO-CS-WPI可食膜不仅有效抑制碧根果仁贮藏过程中的脂肪氧化,以及霉菌和酵母菌的生长,降低碧根果仁过氧化值和酸价的增加,延长其货架期,而且能够提高碧根果仁的总酚含量和抗氧化活性。

乳清分离蛋白-葡聚糖接枝物Pickering乳液的稳定性研究

为提高蛋白基Pickering乳液稳定性,采用美拉德反应制备乳清分离蛋白(WPI)-葡聚糖(Dex)接枝物,然后利用该接枝物制得蛋白基固体颗粒,再与中链甘油三酯制备Pickering乳液,考察WPI-Dex接枝物对蛋白基固体颗粒乳化活性、乳化稳定性和蛋白基Pickering乳液乳析指数的影响,以及Pickering乳液在不同pH、加热温度、贮藏时间下粒径的变化。结果表明:扫描电镜观察到共价接枝Dex将WPI形貌结构由球状转变为片状,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳证实干法美拉德反应成功制备了WPI-Dex接枝物;与WPI相比,WPI-Dex接枝物的乳化活性和乳化稳定性分别增加了57.8%和138.5%;WPI和WPI-Dex接枝物Pickering乳液贮藏30 d时的乳析指数分别为52.3%和36.0%,WPI-Dex接枝物使Pickering乳液的乳析稳定性提高了31.2%;WPI-Dex接枝物Pickering乳液具有良好的pH稳定性、热稳定性和贮藏稳定性。综上,蛋白质糖基化接枝修饰是提高天然蛋白质Pickering乳液稳定性的有效方法。

乳清分离蛋白-壳聚糖复合颗粒的构建及其微观结构表征

为研究蛋白-多糖复合颗粒的形成条件,特别是工艺条件对构建其核壳结构的影响,以乳清分离蛋白(WPI)和自然界唯一带正电荷的多糖——壳聚糖(CS)为原料,构建蛋白为核,多糖为壳的结构化复合颗粒,针对颗粒的形成条件及影响因素进行研究,并对所形成颗粒的粒径、电位及微观结构进行表征。pH值和盐离子浓度是二者发生复合作用的重要条件。实验结果表明,当盐离子浓度为0、pH值达到5.47时,体系浊度最大,达98.34%,二者的复合程度最高。在该条件下制备复合颗粒,研究混合方式、处理温度和剪切处理对复合颗粒的组成及粒径的影响,结果表明:热-混方式(先对蛋白进行热处理再与壳聚糖混合)与混-热方式(先将蛋白和壳聚糖混合再进行热处理)形成复合微粒的组成没有明显差异,但热-混形成颗粒的粒径更小且电位绝对值更大,说明颗粒稳定性更高;75、85、95℃热处理条件下,复合颗粒中蛋白质和多糖的组成基本一致,但温度越高颗粒粒径越大,电位绝对值越小;剪切处理可有效降低颗粒粒径。复合颗粒的共聚焦扫描图像结果显示:75℃热处理的复合颗粒表现出明显的蛋白、多糖荧光共定位现象。研究表明,75℃热处理、热-混方式、辅助高速剪切可以制备具有完整“核壳”结构、粒径为744.5 nm的复合微粒。

卵磷脂对乳清分离蛋白乳液性质和乳液凝胶结构特性及其所负载β-胡萝卜素的影响

目的研究卵磷脂(lecithin,LEC)添加对乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)乳液的理化性质和乳液凝胶体系的微观结构、流变特性及其所负载β-胡萝卜素热稳定性的影响。方法以未添加LEC乳液为对照,测定添加不同浓度LEC(0.1%~0.5%)所制备WPI乳液的粒径、ζ-电位及乳液稳定性,并将上述乳液经酸诱导处理后制成乳液凝胶,分析其微观结构形态、流变特性及所负载β-胡萝卜素热稳定性的变化。结果LEC可通过降低蛋白质溶液的界面张力而使得其乳液的粒径、多分散系数(polydispersity,PDI)值降低,从而有效改善乳液的稳定性;同时LEC的加入显著提高了WPI-LEC乳液凝胶的表观黏度和黏弹性模量,表明有助于形成结构更加紧密的乳液凝胶体系,使得β-胡萝卜素在100℃加热10 h后保留率可达60%。结论通过添加LEC来提高WPI乳液的稳定性,可以有效改善其乳液凝胶的流变特性和微观结构,从而增强所负载β-胡萝卜素的稳定性。

米糠多糖-乳清分离蛋白美拉德反应及其产物表征

目的:通过米糠多糖(rice bran polysaccharide,RBP)与乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)非酶褐变反应,探究反应时间对美拉德反应的影响,开发一种新型乳化剂制备纳米乳液包埋脂溶性物质。方法:RBP与WPI在干热条件下反应不同的时间,以A_(294 nm)、褐变程度、色泽变化、游离氨基含量等的变化监控美拉德反应进程,对美拉德反应产物的分子质量、粒径、乳化活性、乳化稳定性、微观结构进行表征,并用美拉德反应产物制备大豆油纳米乳液。结果:A_(294 nm)、褐变程度、色泽变化及游离氨基含量的变化,表明混合体系发生了美拉德反应,且随反应时间的延长产物颜色变暗;美拉德反应产物分子质量为17 kDa;反应12 h时的产物粒径分布较为均匀;RBP接枝到WPI分子上显著提高了WPI的乳化活性和乳化稳定性(P<0.05);WPI-RBP(12 h)@纳米乳液比WPI@纳米乳液更稳定、粒径均匀,能抵抗酸性条件下和盐离子存在条件下对乳液的不利影响。结论:WPI与RBP间的美拉德反应有效改善了WPI的特性,可作为一种新型乳化剂应用于食品领域。

超声处理结合pH值调控对白果分离蛋白/乳清分离蛋白复合凝胶特性的影响

为研究超声处理结合pH值调控对白果分离蛋白与乳清分离蛋白复合凝胶性能的影响,本实验对复合蛋白溶液的物化性质、蛋白分子行为及所形成热诱导凝胶的质构、持水性及微观结构进行表征。结果表明:超声功率为总功率的25%、45%和65%时对蛋白溶解度均无显著影响,超声结合较低的pH值(pH 4.0)处理能够显著降低蛋白疏水性、提高蛋白表面巯基含量并增大溶胶粒径。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳及傅里叶变换红外光谱分析结果证明超声处理影响了蛋白分子的结构和聚集行为。经热诱导后,在较低pH值条件下复合蛋白形成的凝胶质地性能较差,而在较高的pH值条件下(特别是在pH 5.0时)复合蛋白所形成凝胶的质地性能较好,持水性较高。复合蛋白凝胶的质地性能和持水性均随着超声功率的增加而明显提升,其归因于超声处理强化了白果分离蛋白与乳清分离蛋白中羟基基团的相互作用,促进了蛋白分子的聚集和交联,并改善了复合蛋白凝胶结构的紧密性。综上所述,超声处理结合pH值调控可有效改善复合蛋白凝胶的功能特性。

乳清分离蛋白-南极磷虾油乳液理化稳定性和流变特性

比较分析不同质量分数(0%、1.5%、3%、6%)乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)对水包油型南极磷虾油(Antarctic krill oil,AKO)(30%,m/m)乳液理化特性、物理稳定性、流变学特性和微观结构的影响。结果表明,不添加WPI的AKO乳液平均粒径和Zeta电位值分别为516.67 nm和-14.03 mV;随着WPI质量分数从0%增加到6%,乳液平均粒径显著降低了42.28%(P<0.05),而Zeta电位绝对值显著增加了18.05%(P<0.05),乳液物理稳定性明显提高。剪切流变学测试显示,随着WPI质量分数的增加,乳液表观黏度逐渐增大。微流变学测试显示,乳液体系中WPI引入使脂滴运动速率减慢、弹性行为增加,而流动性降低。微观结构观察发现,WPI添加能够使乳液网络结构趋于完整且均一,进而束缚更多脂滴以维持乳液体系稳定;WPI质量分数达到6%时,过多的蛋白会使乳液发生絮凝,进而削弱乳液体系稳定性。因此,适量WPI添加能够减小乳液粒径、增加脂滴电斥力、提高乳液黏弹性、增强蛋白网络结构束缚等,从而有效改善AKO乳液的稳定性。本研究为高载量、高稳定性AKO乳液体系的构建及拓宽其在健康食品中应用提供一定思路。

乳清分离蛋白纤维和典型抗氧化剂对罗伊氏乳杆菌TMW 1.656在常温贮藏胁迫下存活的影响

为研究新型纳米材料乳清分离蛋白纤维(whey protein isolate fibrils,WPIF)和典型抗氧化剂对益生菌常温贮藏氧胁迫的保护影响,采用乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)和WPIF为壁材,添加不同质量浓度的典型抗氧化剂表没食子酸儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)和谷胱甘肽(glutathione,GSH),采用喷雾干燥法制备干态菌粉。结果表明,在常温贮藏期间,益生菌的贮藏稳定性按照WPIF≈WPI>WPI+0.5 mg/mL EGCG>WPI+0.5 mg/mL GSH>WPI+5.0 mg/mL EGCG>WPI+5.0 mg/mL GSH的顺序下降。WPIF保护菌体的效果与WPI相差不大,其原因可能是高温使得纤维发生分解和聚集,从而导致没有发挥纤维优越的效果;抗氧化剂EGCG和GSH在抑菌实验和贮藏实验中都显著加速了益生菌的死亡,且具有质量浓度依赖性,这可能与其本身的抗菌活性或氧化产物的细胞毒性有关。

微波-超声辅助乳清分离蛋白糖基化工艺优化

为提高湿美拉德法低聚半乳糖(galactooligosaccharides,GOS)糖基化改性乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)的接枝度并减少反应过程中副产物的产生,采用短时微波-超声蛋白改性和低温水浴糖基化的方法,考察微波-超声次数、WPI∶GOS(质量比)、水浴温度、水浴时间对GOS改性WPI的接枝度和乳化性能的影响。以接枝度为响应值,优化WPI-GOS缀合物制备工艺。优化结果为微波-超声3次、WPI∶GOS(质量比)2.8∶1、水浴温度61.3℃、水浴时间61.7 min。该工艺下,WPI-GOS接枝度为(62.48±0.74)%,GOS对WPI结构与功能改性效果明显,WPI-GOS缀合物具有较好的乳化性能、pH稳定性和热稳定性,反应产物白度高,褐变程度低。该研究结果可为蛋白糖基化改性提供一种新的方法和理论依据。

抗坏血酸/过氧化氢介导乳清分离蛋白与EGCG接枝聚合动力学

以抗坏血酸(Ascorbic Acid,Asc)和过氧化氢(Hydrogen Peroxide,H_(2)O_(2))为引发剂,研究乳清分离蛋白(Whey Isolate Protein,WPI)与表没食子儿茶素没食子酸酯((-)-Epigallocatechin Gallate,EGCG)接枝聚合动力学。系统研究活化时间、引发剂浓度、单体浓度和温度对接枝量的影响,通过测定反应级数和表观活化能,建立接枝反应动力学方程。结果表明,在Asc/H_(2)O_(2)体系中,由抗坏血酸自由基(Asc^(-)·)介导WPI与EGCG接枝反应。当反应条件为Asc浓度0.014mol/L,H_(2)O_(2)浓度0.10mol/L,溶液pH值6,温度308.15K以及活化时间120min时,接枝量为42.08mg/g。基于上述结果,我们可以得到在Asc浓度0.01~0.022mol/L,H_(2)O_(2)浓度0.09~0.12mol/L,EGCG浓度0.0012~0.0042mol/L,温度298.15~308.15K变化范围内,建立了WPI接枝EGCG的聚合速率方程,聚合反应的表观活化能E=12.96kJ/mol。研究结果为蛋白质的结构设计和可控制备提供理论指导,拓宽蛋白质在食品工业中的应用。

包埋花色苷的海藻酸钙-乳清分离蛋白复配凝胶的制备与表征

以海藻酸钠、乳清分离蛋白(whey protein isolate,WPI)等为原料,采用原位释放法制备包埋花色苷的海藻酸钙-WPI复配凝胶。原料处理方式分别是室温复配海藻酸钙-WPI、仅加热WPI和共热海藻酸钙-WPI。研究结果显示,与对照组海藻酸钙凝胶相比,复配热处理WPI能使凝胶脱水收缩率减弱74.17%,冻融稳定性提升36.37%。此外,复配凝胶的线性黏弹区均大幅延长,而蠕变-回复率有所降低。硬度和黏度方面,各实验组的硬度均有所降低,共热海藻酸钙-WPI组的黏度提升明显,达0.68 mJ。红外光谱以及贮存稳定性结果显示各组可以有效包埋花色苷,其中海藻酸钙-热WPI组25℃贮存15 d后的花色苷保留率为85.01%。

硒酸化乳清分离蛋白抗前列腺癌细胞活性

采用干燥加热法制备硒酸化乳清分离蛋白(selenized whey protein isolate,Se-WPI),通过Se-WPI中有机硒质量分数、硒酸根稳定性、Se-WPI消化率测定,77Se核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)分析以及Se-WPI抑制前列腺癌细胞增殖实验等,研究其理化性质及抗前列腺癌细胞活性。结果表明,在pH 3.0、加热温度80℃、加热时间24 h条件下制备得到的Se-WPI中有机硒质量分数为2.09%。77Se-NMR和硒酸根稳定性分析结果表明,Se-WPI中的硒以亚硒酸酯的形式存在。经硒酸化的WPI多种生物活性得到改善,消化性明显提高。Se-WPI与亚硒酸钠均具有抑制人前列腺癌LNCaP细胞、DU145细胞增殖的活性。细胞周期、细胞凋亡和Caspase-3活力检测结果从不同角度验证了Se-WPI具有诱导LNCaP细胞凋亡的作用。另外,Se-WPI还能抑制癌细胞与基底膜成分的黏附能力。实验结果可为进一步研究有机硒化合物的抑癌机制提供依据。

大黄鱼鱼卵磷脂与乳清分离蛋白复合分散液的制备工艺研究

大黄鱼鱼卵磷脂(LYCRPLs)富含DHA和EPA等多不饱和脂肪酸,并具有良好的乳化性质。为了拓宽LYCRPLs在乳制品中的应用,采用高速均质法将其与乳清分离蛋白(WPI)复配制备分散液,以粒径和澄清指数作为分散液稳定性的考察指标,在单因素试验的基础上进行响应面试验优化分散液的制备工艺条件。结果表明:影响分散液稳定性的因素由大到小为pH值、LYCRPLs添加量、WPI添加量、均质速度、均质时间;分散液的最佳制备工艺为均质速度23 000 r/min、WPI添加量1.0%、LYCRPLs添加量0.50%,此条件下制备的分散液粒径为(215.20±2.12) nm,澄清指数为0.080±0.003,该分散液储藏稳定性良好。本研究为LYCRPLs的高值利用提供了理论依据。

物理处理后乳清分离蛋白对羊乳膻味的影响

研究乳清分离蛋白(WPI)、超微粉碎处理后的WPI(UWPI),高压均质处理后的WPI(HWPI)和挤压膨化处理后的WPI(EWPI)对羊乳膻味的影响。研究结果表明,基于模糊数学法建立羊乳的感官品质模型,结果显示与空白羊乳相比,WPI,UWPI,HWPI,EWPI均能降低羊乳的膻味,其中WPI挤压温度为125℃添加量为0.5%时羊乳的综合感官评价最佳;游离脂肪酸含量结果显示,0.5%复合添加的β-环状糊精(0.3%)和EWPI(125℃,0.2%)可使羊乳中的游离脂肪酸C6、C8、C10的含量分别降低78.69%、79.99%、75.49%。同时,复合添加的β-环状糊精和EWPI比单一添加的脱膻效果更好,这为羊乳商业化生产提供了安全、高效的脱膻方法。

乳清分离蛋白掩蔽花椒苦味机制研究

花椒是我国重要的香辛料及药用植物,因含有7-甲氧基香豆素而具有明显的苦味。花椒的苦味限制了花椒产品的开发和利用。本实验旨在探索乳清分离蛋白对花椒苦味的掩蔽效果及作用机制。选用花椒油树脂为基质,通过感官实验和电子舌考察了乳清分离蛋白对花椒苦味的掩蔽效果,采用分子对接技术探究了乳清分离蛋白对花椒苦味的掩蔽机制。结果表明,乳清分离蛋白可显著降低花椒油树脂的苦味,且花椒油树脂的苦味降低值与乳清分离蛋白的添加量存在质量浓度-效应关系;当其用量为1.00%,花椒油树脂溶液浓度为0.5%时,苦味降低值ΔBI为1.8,说明苦味掩蔽效果较好。分子对接模型显示7-甲氧基香豆素与β-乳球蛋白在第二个聚类具有20个对接构象,最低结合自由能为-5.90 kcal/mol,是两者发生相互作用最有可能的结合区域。因此,乳清分离蛋白是通过与7-甲氧基香豆素结合后阻止其与苦味受体结合而减少苦味的产生,该研究结果可为花椒加工产品的矫味提供参考依据。

乳清分离蛋白-葡萄糖的美拉德反应产物及其在藻油乳液凝胶中的应用

利用乳清分离蛋白和葡萄糖在湿法条件下发生美拉德反应,研究不同质量比对美拉德反应进程、反应产物抗氧化性的影响,并用美拉德反应产物制备负载藻油的乳液凝胶。结果表明,乳清分离蛋白-葡萄糖美拉德反应中间产物、褐变程度和接枝度在质量比2∶3(w/w)时达到最大值,分别为1.981%、0.715%和31.336%,同时,荧光光谱表明接枝后的糖链具有掩蔽效应,美拉德产物的亲水性增加。质量比1∶1时,反应产物DPPH自由基清除能力达到最大值,为81.88%,显著高于未发生美拉德反应组(P<0.05)。最终得到的乳液凝胶质构特性和冻融稳定性有所下降,但在光照和温度储藏期间仍具有良好的氧化稳定性。上述研究表明,乳清分离蛋白-葡萄糖的美拉德反应有效改善了乳清分离蛋白的特性,对负载藻油的乳液凝胶具有较好的抗氧化效果。

美拉德反应对乳清分离蛋白及其水解物抗氧化性的影响

以乳清分离蛋白及其蛋白水解物为原料分别与半乳糖发生美拉德反应,研究两者美拉德反应的褐变程度、接枝度及产物荧光光谱的变化,同时以乳清分离蛋白和蛋白水解物作对照,研究两者美拉德反应产物的抗氧化性。结果表明:乳清分离蛋白及其水解物美拉德反应的褐变程度、接枝度及产物的抗氧化性均在4 h达到最大。其中,乳清分离蛋白及其水解物与半乳糖美拉德反应的褐变程度和接枝度最大值分别为1.114、18.431%和1.413、28.273%;两者美拉德反应产物的还原力、2,2’-联氨-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐自由基清除能力和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力分别为0.605、46.29%、61.77%和0.923、69.81%、78.43%,均显著高于对照组(P<0.05)。同时,内源荧光光谱发现,美拉德反应改变了乳清分离蛋白及其水解物的构象,使二者的结构更加松散。

美拉德反应中乳清分离蛋白特性的变化

乳清分离蛋白(WPI)与两种还原糖(D-葡萄糖和D-半乳糖)按质量比1:1配制成混合液,分别在95℃条件下加热0～6h,得到不同反应时间的美拉德反应产物(MRPs)。测定MRPs的pH值、吸光度(A294nm和A420nm)、荧光强度、游离氨基含量以及蛋白聚合物变化趋势。结果表明:随着加热时间的延长,各反应体系的pH值显著降低(P<0.05);非荧光中间产物(A294nm)、褐变产物(A420nm)以及荧光强度显著增加(P<0.05);游离氨基的含量逐渐降低(P<0.05);SDS-PAGE测定表明,在美拉德反应过程中,α-乳白蛋白和β-乳球蛋白都发生了不同程度的聚合,生成更大分子的物质;WPI与D-半乳糖反应体系比D-葡萄糖体系反应产生的MRPs具有更多的中间产物和发生更大程度的褐变。

抗氧化剂对羟自由基引起的乳清分离蛋白氧化抑制效果的研究

采用羟自由基对乳清分离蛋白(WPI)进行氧化,并采用在氧化前添加抗氧化剂的方法,研究其对乳清分离蛋白氧化的抑制作用。实验分为3组,即不添加抗氧化剂的对照组、添加α-生育酚和丁羟基茴香醚(BHA)的处理组,测定氧化1、5h和12h后WPI羰基、总巯基、二聚酪氨酸、表面疏水性和SDS-PAGE的变化。结果表明,蛋白氧化会显著提高WPI中的羰基含量和二聚酪氨酸含量(P<0.05),而且会使蛋白质的疏水性增加(P<0.05)。添加α-生育酚和BHA的乳清蛋白氧化5h,与对照组相比可以使羰基含量降低35.11%和50.15%,巯基含量增加27.73%和38.82%。通过SDS-PAGE表明,添加抗氧化剂可以减少蛋白质的聚合。抗氧化剂的添加抑制了乳清蛋白的氧化。

预热处理对乳清分离蛋白水包油乳状液特性和物理稳定性的影响

本实验主要研究了加热预处理(90℃,5 min)对乳清分离蛋白作为稳定剂所制备的菜籽油水包油型乳状液的特性和物理稳定性的影响。测定了乳状液在储藏期间的ζ-电势、粒径、絮凝指数、分层指数、流变特性和乳状液中蛋白质分配系数的变化趋势。研究结果表明,与天然乳清分离蛋白相比,经过预热处理的乳清分离蛋白能够显著降低乳状液在整个储藏期间(0~14 d)的物理稳定性(p<0.05),具体表现为较低的ζ-电势(p<0.05),以及较高的粒径、絮凝指数、分层指数和粘度(p<0.05)。与此同时,加热处理导致的乳清分离蛋白变性和聚集,能够显著增加其在乳状液界面蛋白膜表面的分布(p<0.05),从而验证了上述乳状液物理稳定性的结果。上述结果表明,加热预处理显著降低了整个乳状液在储藏期间的物理稳定性,为乳清分离蛋白在乳状液中的合理应用奠定了理论基础。