酶交联作用对浓缩乳蛋白凝胶性的影响及增凝机理的研究

In order to improve the gel properties of protein, the modification with enzyme is commonly used in the food industry. The project will take MPC70 as raw material, and treated by the transglutaminase(TGase) cross-linking to prepare the high gelation MPC70 powder. Basis on the precious work, the project focusing on the interaction between the TGase and milk protein and the enhanced gelation mechanisms.(1) Study on the technology of enzymatic cross-linking of milk protein for preparing high gelation MPC70, and the kinetics of polymerization; (2)To understand the Supramolecular structure and morphology of ross-linking milk protein, fluorescence spectrophotometer, DSC, CD, electrophoresis etc. will be used for revealing the rule of enzyme modification in MPC dispersion from the molecular level; (3)Through the analysis of free sulfhydryl, surface hydrophobicity, size, The intermolecular forces of soluble polymer etc, Further discuss the enhanced gelation mechanism of MPC with TGase; (4)Study on the changes of high gelation MPC under different storage conditions, determine the storage stability of enzymetic cross-lingking MPC; To determine the process of enzymatic modification MPC in yogurt, in order to provide theoretical basis for the application of high gel MPC in the domestic market. Based on the above study, this project aims to reveal the combination of enzymatic corss-linking MPC, the relevant information of macroscopical and microcosmic, and interaction mechanism and pattern. This research can be used as a theoretical basis for controlling and optimizing of high gel of MPC process, and to provide the theoretical basis for the development and application of high gelation MPC.

酶法改性增加蛋白质的凝胶性，是食品工业中常用的方法。本项目采用谷氨酰胺转氨酶(TGase)交联浓缩乳蛋白（MPC），制备高凝胶性MPC。并在现有工作基础上，研究TGase与乳蛋白的相互作用和增凝机理。（1）优化酶法制备高凝胶性MPC70的工艺条件，确定聚合动力学参数；（2）结合荧光光谱、DSC、圆二色谱、电泳等分析手段研究乳蛋白聚集体的超分子形态和结构，从分子水平确定在MPC体系中TGase诱导乳蛋白改性的变化规律；（3）通过对蛋白样品游离巯基含量、表面疏水性、纳米粒度、可溶性聚合物的分子键作用力等多方面的分析，深入探讨TGase法增加MPC凝胶特性的机理；（4）确定高凝胶性MPC的贮存稳定性和在酸奶中的应用工艺。通过以上研究旨在揭示酶交联MPC聚合的相关宏观信息、微观信息及相互作用机理和模式，从而达到调控与优化高凝胶性MPC的制备工艺，为高凝胶性MPC的开发和应用提供理论基础。

高附加值功能性乳基配料加工技术是我国乳品加工技术领域的短板，目前高附加值的乳蛋白、乳脂肪等高附加值的乳基原料仍然依赖进口或国际品牌。酶法改性增加蛋白质的凝胶性，是食品工业中常用的方法。本项目在前期浓缩蛋白质加工技术研究基础上进一步探索应用谷氨酰胺转氨酶(TGase)交联浓缩乳蛋白（MPC），制备高凝胶性MPC加工技术及其增凝机制，为高凝胶性MPC开发提供理论基础，为我国功能性乳基蛋白原料开发提供新的途径和研究基础。.通过对酶法改性制备高凝胶性MPC70技术条件优化，并进一步结合HPLC-MS、圆二色谱、激光共聚焦显微技术和凝胶电泳等分析手段探究乳蛋白改性过程中的分子聚集体形态和结构，以及酶改性反应过程中蛋白质分子及凝胶特性的变化规律，解析MPC体系中TGase诱导乳蛋白改性的变化规律及影响凝胶特性的关键点，探讨TGase法增加MPC凝胶特性的机理；同时考察定高凝胶性MPC的贮存稳定性和在酸奶中的应用工艺。.本研究确立了TG酶法提高浓缩乳蛋白（MPC）酸凝胶特性的工艺技术条件，得到高凝胶浓缩乳蛋白粉，将其应用于酸奶加工中，可以有效改善酸奶的凝胶组织结构状态，提高持水性，改善酸奶品质。TG酶改性过程动力学及增凝机制分析表明TG酶通过增加乳中蛋白质分子，主要是酪蛋白分子之间的交联，改变蛋白质二级结构和酪蛋白分子聚集形态，增加体系蛋白质分子颗粒粒径，改善其在酸凝胶网络结构的分布均匀性，从而提高酸凝胶的硬度、弹性和持水性。控制TG酶改性过程的时间，从而控制蛋白质分子间交联的程度，避免蛋白质分子内部的交联是控制改性MPC凝胶性的关键。改性MPC受贮藏温度和时间影响会发生溶解性和凝胶性能的劣变，后续需进一步深入研究改性MPC稳定性影响因素，改善其贮藏稳定性。.通过本项目的实施证实谷氨酰胺酶改性技术可以用于开发高凝胶性乳蛋白原料，为高凝胶MPC开发提供了新的思路和必要的理论研究基础，有助于推动我国功能性乳基配料加工技术发展。