动态高压微射流对乳状体系中大豆蛋白-多糖相互作用机理研究

Dynamic high-pressure microfluidization（DHPM）has the effect of stabilizing emulsion system. DHPM causes more and more attention of scholars both at home and abroad to the effect on phase behavior of protein and polysaccharide etc. biopolymers in the emulsion system. The microstructures, physicochemical properties, stability and phase behavior of soy protein-polysaccharide covalent conjugate after exposure to DHPM were researched, and the purpose is studying the mechanisms of DHPM affecting soy protein isolate-polysaccharide emulsion system stabilities. Firstly, microstructures and physicochemical properties of soy protein isolate-polysaccharide covalent conjugate constructed by DHPM were characterized by means of atomic force microscope, confocal laser scanning microscopy(CLSM), differential scanning calorimetry(DSC), rheometer, particle size analyzer, a Zeta potentialmeter and fluorophotometer. Secondly, phase diagram was established by combination of centrifugation, chemical assays and visual observation, and interfacial tension of protein-polysaccharide conjugate was determined, and the phase behavior and stability was analyzed. Finally, Virj’s depletion interaction theoretical was used for predicting phase boundaries of soy protein isolate aggregate-polysaccharide conjugate system at dynamic high-pressure. Theoretical calculation was compared with experimental analysis, and the interaction mechanism of soy protein isolate-polysaccharide under DHPM was further clarified.

动态高压微射流均质(DHPM)具有稳定乳状体系的作用，其对乳状体系中蛋白质、多糖等生物大分子的相行为的作用越来越受到国内外学者的关注。通过对DHPM作用后不同的大豆分离蛋白-多糖共价复合物体系微观结构、理化特性、稳定性及相行为的研究，探讨DHPM对蛋白-多糖乳状体系的稳定机理。首先采用原子力显微镜、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM) 、差示扫描量热分析仪、流变仪、粒径分析仪、zeta-电位测定仪、荧光光度计等手段，表征DHPM构造的不同的大豆蛋白-多糖共价复合物的微观结构和理化特性，然后通过结合离心、化学分析和目测的方法建立相图，并测定蛋白-多糖复合物界面张力，研究分析大豆蛋白-多糖共价复合物体系的相行为及稳定性；最后采用Virj建立的排空相互作用理论模型预测动态超高压下大豆蛋白聚集体-多糖复合物体系的相边界，通过理论计算与实验分析相印证，进一步明确DHPM下大豆分离蛋白-多糖相互作用的机

蛋白质与多糖相互作用对植物蛋白饮料的稳定性具有重要影响，因此研究蛋白-多糖的相行为及其影响因素对明确植物蛋白的稳定性及机理具有现实意义。.项目分别研究了动态超高压微射流（DHPM）对大豆分离蛋白（SPI，简写为P）、三种多糖（葡聚糖，G，中性多糖；壳聚糖，CH，阳离子多糖；卡拉胶，CA，阴离子多糖）理化性质、结构和体系流变学特性的影响；研究了动态超高压乳状体系中大豆分离蛋白-多糖共价复合物的微观结构、理化特性及稳定性影响因素，研究了动态超高压下复合物体系相行为，进行了动态超高压复合物体系相边界的动力学模型预测，并用真实食品体系巴旦木/红枣多糖复合体系进行模型验证。结果表明，DHPM处理可引起大豆分离蛋白发生解聚等作用，从而引起其理化特性和溶液的流变学特性产生变化；多糖的粒径尺寸、分子量均随着压力的增加而减小，DHPM处理对多糖的黏度、还原糖含量及结构产生了影响；多糖与大豆分离蛋白在超高压作用下有效结合，结合程度的强弱顺序依次为卡拉胶、葡聚糖和壳聚糖，也以大豆分离蛋白-卡拉胶复合物的粘弹性最大，热稳定性强；大豆蛋白-多糖复合物的形成，改善了溶液的稳定性，降低了复合物体系的离心沉淀率，提高了复合物体系对于温度、pH和NaCl等极端环境的耐受能力，对外部环境因素受影响最小的是P-G复合物体系和P-CH复合物体系；用 Origin 2017建立理论模型预测动态高压下复合物体系的相边界，理论上在不同pH条件和不同离子浓度条件下方程具有较好的拟合度，在真实食品体系巴旦木/红枣多糖复合体系中应用有效。制备得到稳定的巴旦木蛋白-红枣多糖乳状体系。.项目揭示了DHPM技术应用于大豆分离蛋白-多糖复合物体系稳定的微观机理，实现对蛋白-多糖乳状体系的稳定控制。项目研究不仅具有重要的理论价值，而且具有广阔的应用前景。