蛋白/多糖复合冷致凝胶微结构控制及输送特性研究

食品可视为输送食品功能特性(质构、风味、营养素和功能因子)的多相软材料。本研究通过控制蛋白/多糖复合凝胶体系在常温下的相分离，构建具有不同微结构及控释特性的凝胶结构，并研究其模拟胃肠条件下的输送特性。内容包括：（1）冷致蛋白/多糖复合凝胶体系构建：研究GDL酸化、离子诱导及MTGase交联条件下，冷致蛋白/多糖复合凝胶及复合乳液凝胶体系的构建，通过改变pH值、离子强度及温度构建环境因素主变量凝胶体系；（2）复合凝胶微结构的控制及表征：研究蛋白的聚集方式及多糖的分子量及电荷密度对蛋白/多糖复合凝胶微结构的影响，通过改变蛋白质聚集方式及多糖性质构建预期微结构的复合凝胶，；（3）复合凝胶微结构与功能因子输送特性关联性研究：建立冷致蛋白-多糖复合凝胶微结构与功能因子输送特性的关联性，通过控制微结构控制复合凝胶生物活性物质的智能控释。该研究将从材料学的角度拓展食品科学的理论与技术外延。

食品可视为输送功能特性（质构、风味、营养素）的多相软材料。本研究通过控制蛋白/多糖复合体系在常温下的相分离，构建具有不同微结构及控释特性的凝胶结构及乳液体系，并研究其在模拟胃肠条件下功能因子的输送特性，建立蛋白/多糖复合体系微结构调控与功能因子输送特性的关联性，为食品结构理性设计从而控制食品功能特性提供理论依据。具体研究内容如下：.1.本项目首先将大豆蛋白分别与κ-卡拉胶和葡聚糖硫酸盐进行复合，利用微生物转谷氨酰胺酶催化的共价交联，制备了具有控释特性的冷致蛋白/多糖凝胶，利用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜和微型X-射线断层扫描等技术对凝胶微结构进行观察；并以该冷致凝胶为载体，荷载了核黄素等营养因子，研究其在模拟胃肠环境中的溶胀及控释特性，为后续蛋白/多糖复合体系凝胶性质研究及构建新式食品微结构功能材料提供理论依据。.2.本项目以大豆蛋白为原料，分别与低酰基结冷胶和甜菜果胶进行复合，利用酶交联和控制孵育温度，制备了具有双网络结构的可食性凝胶。通过控制体系中蛋白与多糖的比例，实现了对双网络凝胶结构的控制，从而获得具有不同质构的凝胶。同时采用肌电仪和口腔轨迹仪对志愿者咀嚼该双网络凝胶时的口腔加工特性进行了跟踪分析，建立了凝胶机械性能与口腔质构认知之间的联系。.3.本项目以大豆蛋白与壳聚糖为原料，研究了蛋白质与多糖间的相互作用以及两者形成复合物所需的加工条件以及复合物的界面行为，并利用带正电荷的壳聚糖制备了由大豆蛋白稳定的抗菌乳液。.4.本项目以大豆蛋白分别与麦芽糊精、葡聚糖以高温、短时干热法制备了糖基化产物；以此产物为原料，利用转谷氨酰胺酶交联制备了水凝胶，发现该凝胶比传统蛋白/多糖水凝胶具有更高的机械强度。本项目以干热糖基化与限制性酶解相结合的方式制备了具有两亲性结构的接枝共聚物，显著提高了大豆蛋白的界面和乳化性质。.5. 本项目研究了大豆分离蛋白和大豆油体蛋白功能性质和风味的差异，采用动态光散射技术、乳析稳定性测定和激光共聚焦图像分析技术系统研究了大豆油体/卡拉胶乳液体系在各种环境条件下的稳定性，及体外评价了大豆油体中的脂肪酸和生育酚等功能因子的生物利用率，并考察了大豆油体/卡拉胶分子相互作用提高乳液系统稳定性的机理。研究结果以期对大豆油体/卡拉胶体系食品产品的开发、工艺改良、营养物质的有效控制利用以及大豆油体蛋白在食品工业中的的应用等提供理论指导。