豌豆分离蛋白稳定乳液的油/水界面蛋白定量研究

Proteins are an important class of emulsifiers in food industry. The formation and stability of protein-stabilized emulsion are relevant to the interfacial properties of adsorbed protein layers. Understanding the relationship among the structure, composition and interfacial rheological properties is the key of controlling the formation and stability of protein-stabilized emulsion. Previous work focused on the structure, physicochemical and interfacial rheological properties of interfacial adsorbed layers. The quantitative studies on adsorbed protein layers were semi-quantitative researches. This project plans to utilize pea protein as a model and analyze the overall quantity information of adsorbed protein layers of nature or modified protein-stabilized emulsion, which could help us to build the relationship among quantity, structure and rheological property of adsorbed protein layers. The quantity research on adsorbed protein layers could help to further understand its physicochemical and interfacial rheological properties. It could also provide experimental and theoretical supports for the elucidation of emulsifying properties of proteins.

蛋白质作为一类重要乳化剂被广泛应用于食品领域。蛋白稳定乳液的形成和稳定性与蛋白质的界面特性密切相关，实现对蛋白质稳定乳液形成与稳定控制的关键在于理解其界面吸附蛋白层的结构、组成和机械性质之间的关系。前人相关研究主要集中在界面层中蛋白质的结构、物化性质和界面流变性质研究，但是乳液界面吸附蛋白层的“量”方面研究主要为半定量研究，相关定量研究较少。本项目拟以豌豆蛋白为模型，通过对天然蛋白和改性后蛋白稳定乳液的油/水界面蛋白进行全局性定量研究，补充以往界面吸附蛋白层的相关研究中较为缺失的“量”方面的信息，帮助我们在油/水界面吸附蛋白层建立更为全面的“量、构、效”三者之间的相互关联。相关界面吸附蛋白层“量”的研究有利于我们能更好的理解界面吸附蛋白层的物化性质和界面粘弹性质，为更好的阐释蛋白质乳化性，阐明蛋白组成、结构与其乳化性质的关系提供实验数据和理论支撑。

项目成功建立界面蛋白定量分析方法，针对豌豆分离蛋白和大豆分离蛋白稳定乳液的界面蛋白进行了定量分析，结果显示一段长的亲水性或疏水性蛋白质序列片段可显著降低蛋白的界面活性。进一步研究了豌豆分离蛋白中11S、7S、2S各亚组分在油/水界面和气/液界面的膨胀流变学特性，以及Pea Albumin-2的界面流变特性，结果显示Pea Albumin-2的界面流变特性表现为由刚性球状蛋白质组成的柔性蛋白聚集体，流变结果验证了界面蛋白的定量质谱实验结论。.同时将该方法成功拓展应用于豌豆分离蛋白稳定气/液界面的界面蛋白定量研究，结果显示Albumin蛋白家族的吸附速率和强吸附竞争能力显著影响了PPI的起泡性和泡沫稳定性。.另一方面，项目基于定量蛋白质组进行了pH改性豌豆分离蛋白稳定乳液的界面蛋白鉴定和定量分析，阐明了pH10改性可改善豌豆蛋白乳液稳定性的原因；同时完成了高场强超声改性对豌豆分离蛋白结构及起泡性的影响研究，结果显示高场强超声处理可改变PPI蛋白结构，提升其起泡性和泡沫稳定性；在酸性的条件下，利用大豆可溶多糖和豌豆分离蛋白会在静电力的驱动下形成复合物，同改性提高蛋白的乳化稳定性；同时针对酶促豌豆蛋白乳液凝胶的理化性质及微观结构进行分析，较全面考察了多种改性方法对豌豆分离蛋白物性的改善作用。.通过项目研究，利用定量蛋白质组学方法，建立关于食品蛋白稳定乳液的界面蛋白定量研究策略，可建立更全面的“量、构、效”三者之联系，为进一步深入阐明蛋白组成、结构与其界面性质的关系提供了实验数据和理论支撑，有助于植物基蛋白相关产品的应用与开发。