糖基化酪蛋白的制備、及其性能和應(yīng)用研究.pdf

1、天然酪蛋白(Casein，Cas)是公認的綠色安全，且具有較高營養(yǎng)價值的良好材料，常被應(yīng)用于輸送疏水性營養(yǎng)物質(zhì)，從而可以改善其溶解性，乳化穩(wěn)定性，提高生物利用率。因具有良好的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。因由于其pH在等電點附近，基本不溶于水溶液，阻礙了其在食品領(lǐng)域上的發(fā)展前景。美拉德反應(yīng)(Maillard reaction)是能有效改善蛋白質(zhì)功能特性，與其他改性方法相比，該方法存在較少的安全問題，可以有效地避免合成化學試劑和有機溶劑的使用。本論

2、文基于不同反應(yīng)條件對接枝產(chǎn)物的接枝度、褐變程度及溶解性和乳化性能的影響，選擇合理工藝條件下性能優(yōu)異的接枝產(chǎn)物。并采用多種分析手段探討了接枝反應(yīng)對酪蛋白-多糖共價復合物理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征的影響。同時采用超聲分散法制備了共聚物自組裝納米粒，并研究了納米粒的組裝機理和穩(wěn)定性，最終以作為運送載體將辣椒紅色素(PRP)膠囊化，并模擬體外胃腸液消化模型研究納米膠囊對PRP控制釋放效果。
　　首先以Cas為基本壁材，與具有優(yōu)良性能的2種多糖:卡

3、拉膠(Carrageenan，Ca)、羧甲基殼聚糖(Carboxymethyl Chitosan，CC)。利用超聲Maillard干熱反應(yīng)進行接枝。制備出2種性能較優(yōu)的酪蛋白-多糖共價復合產(chǎn)物，即糖基化酪蛋白:酪蛋白-卡拉膠(Cas-Ca)、酪蛋白-羧甲基殼聚糖(Cas-CC)。探索了底物配比、相對濕度，反應(yīng)溫度及時間等因素對酪蛋白與多糖接枝程度的的影響。從而確定最佳制備工藝為:Cas-Ca與Cas-CC最佳底物配比分別為1∶2和1∶3

4、，反應(yīng)時間分別為24 h和36 h，反應(yīng)溫度均為60℃，反應(yīng)濕度為79％。所得兩種產(chǎn)物最佳接枝率可達到78.05％和79.84％。SDS·PAGE圖譜結(jié)果分析顯示:在超聲干熱處理的條件下，酪蛋白多糖共聚物形成，原蛋白條帶消失，出現(xiàn)大分子量蛋白條帶;同時紅外光譜及熒光分析印證了SDS·PAGE圖譜的結(jié)論，證實兩者確實發(fā)生了美拉德反應(yīng)，經(jīng)干法改性生成了糖基化共聚物，熱重分析結(jié)果證明接枝后的產(chǎn)物相對于原蛋白，其熱穩(wěn)定性有明顯的提高。
　

5、　在超聲的條件在，促進糖基化酪蛋白自發(fā)形成納米粒，通過改變鹽離子、乙醇等的濃度探索了其組裝機理，并以粒徑大小和分布系數(shù)(PDI)為參數(shù)，研究環(huán)境因素對納米粒穩(wěn)定性的影響;機理研究證明酪蛋白多糖共價產(chǎn)物在超聲分散過程中依靠疏水作用力，氫鍵以及離子鍵形成了緊密的納米球形結(jié)構(gòu)，因此有良好的熱穩(wěn)定性、腸胃穩(wěn)定性、凍干穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性。
　　Cas-Ca和Cas-CC均能有效包埋辣椒紅色素(PRP)，包封率分別達87.3％和82.5％，且

6、載有辣椒紅色素的納米膠囊的平均粒徑分別為319.1-371.2 nm和309.5-385.8 nm，粒徑分布系數(shù)均在0.15-0.37之間。分別將PRP和PRP納米膠囊放置在不同環(huán)境條件下貯藏6周后通過測量計算觀察其保留率的變化，來測定糖基化酪蛋白納米膠囊對PRP的保護效果。結(jié)果顯示兩種共價產(chǎn)物均能有效保護PRP，有效降低了環(huán)境因素對其的影響。在室外光照的條件儲存6周后，載有辣椒紅色素的兩種共聚物（Cas-Ca-PRP納米膠囊/Cas-

7、CC-PRP納米膠囊）的保留率分別為82.1％和83.3％，而在室內(nèi)溫度25℃的條件下放置6周后測量其保留率，結(jié)果分別為83.3％和85.8％，在4℃條件下保留率分別可達到為89.2％和90.5％。加入苯甲酸鈉和山梨酸鉀的PRP納米膠囊，其保留率也并沒有發(fā)生明顯變化，這種保護作用是由于糖基化酪蛋白與PRP結(jié)合后，內(nèi)核的PRP是被保護起來，因而降低了PRP與外界發(fā)生化學反應(yīng)。
　　同時Cas-Ca/Cas-CC作為運輸載體，在胃液中

8、可有效保護PRP不被胃蛋白酶消化，在腸液中可有效控制釋放。因蛋白表面接上良好水溶性的多糖，糖鏈形成外殼，而疏水部分被包裹在核內(nèi)。此結(jié)構(gòu)可以有效包埋PRP，并提高其在水中的溶解，因改性壁材良好的穩(wěn)定性，可對保護核內(nèi)有效物質(zhì)不易受外界環(huán)境的影響。模擬胃液中，Cas-Ca-PRP納米膠囊/Cas-CC-PRP納米膠囊在3h內(nèi)均釋放量少，其中的PRP仍能與糖基化酪蛋白有效結(jié)合，維持分散狀態(tài)，從而有利于其進入腸道完成釋放與乳化;模擬腸液中，共聚物