干热处理致蛋清卵白蛋白聚集体形成及凝胶稳定性降低的分子机制

Heat treatment in dry state is an essential approach to dried egg white for guaranteeing safety and improving gel property. However, the decreasing of gel property is commonly observed with prolong of the storage. Based on the preliminary researches on functionalities of egg white proteins, the objective of present study is to investigate mechanism of heat-induced aggregates of ovalbumin and correlation between thermal aggregation behaviors or changes of aggregates and gel property by simulating production and storage conditions. The research will provide a theoretical basis to solve the related problems encountered in the actual production. Ovalbumin was served as blank group and ovalbumin heated in dry state was as research object. The macroscopic and structure characteristics of ovalbumin aggregates were determined by particle size analyzer, size exclusion chromatography, transmission electron microscopy, circular dichroism, fluorescence spectroscopy and other methods. Then the thermodynamics, texture and rheological characteristics of heat-treated ovalbumin during storage were analyzed to mimic the gelation. Finally, the correlation between thermal aggregation behaviors and gel stability of heat-treated ovalbumin during storage period will be elaborated by combining parameters determined above with the theory of gel model.

国内外生产企业普遍采用干热方法处理蛋清粉以提高其凝胶性，改善其品质。但在保质期内，随着贮藏时间的延长，蛋清粉经常出现凝胶性明显下降的现象。鉴于此，课题组在前期研究蛋清蛋白质凝胶特性的基础上，模拟生产条件，研究干热处理后的蛋清卵白蛋白的热聚集形成机制，以期为解决凝胶性下降问题提供一定的理论依据。 .本项目以天然蛋清卵白蛋白为对照，以干热处理后的蛋清卵白蛋白为研究对象，利用粒度分析仪、排阻色谱、园二色谱、荧光光谱等分析手段，对干热处理及贮藏过程中的卵白蛋白热诱导聚集体行为及其结构进行表征；同时，结合蛋清卵白蛋白热力学、流变学及其质构特性，揭示蛋清干热处理对卵白蛋白的热聚体形成的分子机制。

国内外生产企业普遍采用干热方法处理蛋清粉以提高其凝胶性，改善其品质。但在保质期内，随着贮藏时间的延长，蛋清粉经常出现凝胶性明显下降的现象。鉴于此，课题组在前期研究蛋清蛋白质凝胶特性的基础上，模拟生产条件，研究了干热处理后的蛋清卵白蛋白的热聚集形成机制，为解决凝胶性下降问题提供一定的理论依据。研究采用粒度分析仪、排阻色谱、圆二色谱、荧光光谱等技术表征热处理过程中的卵白蛋白热诱导聚集体行为及其结构特性；同时结合卵白蛋白热力学、流变学及质构特性分析，揭示干热处理对卵白蛋白聚集及凝胶特性的作用机制。.实验结果表明，在15天反应时间内，随着干热时间的延长，卵白蛋白聚集程度增加（从28.7%至57.5%），形成了高分子量、大粒径（从38nm至53nm）及高粘度的可溶性聚集体。然而，在75℃干热处理15天后，少量可溶性聚集体转变为不溶性聚集体，聚集体表观形态从线性聚集体变为球团聚集体。热聚集体的形成涉及维持蛋白质空间结构的共价及非共价作用力的变化。同时干热过程中卵白蛋白游离巯基及表面疏水性同时增加，形成蛋白表面疏水基团和亲水基团的平衡态。光谱学（荧光光谱，圆二色光谱及傅立叶变换红外光谱）分析表明，在干热处理下卵白蛋白结构不断伸展，三级结构发生显著变化，但无显著二级结构变化。此外，研究发现干热处理亦会导致卵白蛋白分子的部分裂解。最后，经过干热处理的卵白蛋白凝胶强度可提高了1.5倍，凝胶强度的改善与卵白蛋白的聚集行为、分子间作用力及结构特性变化有关。