热处理和酸沉淀对青藏高原牦牛乳酪蛋白胶束结构的影响研究

本项目以青藏高原牦牛乳为研究对象，采用静态和动态光散射技术测定时间平均散射光强的角度和浓度的依赖性以及平均扩散系数与浓度之间的关系，判断牦牛乳酪蛋白胶束在全乳状态，经过脱脂、脱乳糖和脱乳清蛋白后的粒径大小、聚集状态和胶束尺寸的变化，揭示乳脂肪、乳糖和乳清蛋白对牦牛乳酪蛋白胶束的聚集状态和胶束结构变化的影响；采用扫描电镜和透射电镜观察牦牛乳酪蛋白胶束在不同的热处理温度和酸沉淀条件下的聚集状态和胶束结构，揭示热处理和酸沉淀对牦牛乳酪蛋白胶束结构变化的影响；测定酪蛋白产品的功能特性，解释牦牛乳酪蛋白胶束结构的变化对功能特性的影响；用亚胶束模型和微簇结构模型解释牦牛乳酪蛋白胶束结构特征，试提出牦牛乳酪蛋白胶束的理论结构模型，阐明牦牛乳酪蛋白胶束结构变化的机理，为牦牛乳酪蛋白胶束结构及酪蛋白的功能特性的进一步研究提供科学依据。

酸和热是食品加工过程中常用的处理方法，影响蛋白质的功能特性。酪蛋白是乳中主要蛋白质。本课题以青藏高原牦牛乳为研究对象，探讨了在不同的酸和热处理条件下，牦牛乳酪蛋白理化与功能特性的变化，为牦牛乳及其制品的加工和生产提供理论参考。.（1）在不同温度（30-90℃）及时间（5-25min）的加热条件下，牦牛脱脂乳、酪蛋白及加入乳清蛋白、乳糖后酪蛋白结构及性质的变化。结果表明：随着加热温度的升高，酪蛋白的热稳定性降低、乳化性下降、表面疏水性增加，在70℃以上增加显著；酪蛋白平均粒径先减小后增大，在70℃最小，说明在低于70℃时酪蛋白解离程度较大，大于70℃是聚集程度较大；通过扫描电镜观察到，在加热时乳清蛋白、乳糖对酪蛋白表面结构的影响比较明显。同时加热时间的增加也在一定程度上促进了酪蛋白性质的改变。.（2）牦牛乳酪蛋白的功能性质表现为酸度和温度的同时依赖性。具体表现为：在pH6.8时，不同温度处理后各个功能性质均为最差，而在pH6.6时，80℃处理后，溶解性最好；100℃处理后乳化性最好。对温度而言，在远离变性温度（140℃）的条件下，酪蛋白具有良好的功能特性；在接近变性温度时，酪蛋白的功能特性明显下降。酸和热处理对酪蛋白SDS-PAGE图谱、粒径大小及疏水性的影响：当处理温度为120和140℃时，SDS-PAGE图谱中κ-酪蛋白消失；当处理温度为100℃、pH6.6时，酪蛋白平均粒径达最大值。说明酸和热的处理诱导了蛋白质结构的改变，从而引起其性质的变化，可溶性聚集体的形成和解离是导致酪蛋白功能性质在酸和热处理后发生变化的主要原因。.（3）综合运用内源荧光光谱、外源荧光光谱、动态光散射以及浊度分析法，研究热处理时的温度和pH对酪蛋白的疏水特性、平均粒径、粒径的多分散性、浊度、乳化性的影响。结果表明，随着温度的上升，酪蛋白的荧光强度、平均粒径、浊度和乳化指数逐渐上升，但酪蛋白的分散指数随着温度的上升而下降。在pH5.5-7.0范围内，随着pH的升高，酪蛋白的荧光强度、平均粒径、浊度和乳化指数逐渐下降，但酪蛋白的分散指数随着pH的上升而增大。同时建立了酪蛋白表面ANS荧光强度与乳化性之间的线性关系，其相关系数为0.9（p<0.01）。本研究的光谱结果表明，通过调节热处理的条件，可有效地改变酪蛋白的结构特征，从而提高酪蛋白的乳化性能。