蛋白-多糖混合体系流变特性与显微结构的分形研究

蛋白-多糖混合体系具有多种优良功能特性，在食品工业中应用广泛。目前对混合体系的研究主要集中在宏观领域，混合体系形成及其功能特性发生作用的机理尚不清晰。本课题将首次利用分形理论和标度理论对蛋白-多糖混合体系进行研究，拟采用流变学和显微学两种分析手段，获得多种蛋白-多糖混合体系的分形维数，并建立分形模型。研究pH值、离子浓度、蛋白与多糖比例等重要因素对混合体系分形维数的影响规律。这将使对蛋白-多糖混合体系的研究深入到微观分子领域，并且可以将微观结构与宏观的流变特性建立联系，阐明蛋白-多糖混合体系形成及其功能特性发生作用的机理，具有重要的科学意义，并且将会从根本上为蛋白-多糖混合体系在食品工业中的广泛应用提供理论基础。

蛋白、多糖在食品工业中应用广泛，其混合体系具有优良的功能特性。本课题选取多种蛋白（酪蛋白、乳清蛋白、花生蛋白、大豆蛋白和亚麻蛋白）和多糖（亚麻胶、阿拉伯胶）形成不同类型的混合体系（凝胶、乳液和分散液），并对蛋白-多糖混合体系，进行了一系列的流变特性研究，从流变学和显微学得到混合体系的分形特征，并进行了分析。.研究结果表明，蛋白多糖混合体系的物理性质随着体系混合比例变化呈现不同的状态，而流变性质更是随着多糖的添加呈现出有规律的变化趋势。酪蛋白-亚麻胶混合凝胶的研究得出亚麻胶的添加改善了凝胶的流变特性，降低了酪蛋白-亚麻胶的分形维数。利用标度理论，采用流变学的分析手段得到酪蛋白-亚麻胶混合凝胶的分形维数在2.24-2.35之间。乳清蛋白-亚麻胶混合凝胶的研究得出亚麻胶的添加增加了混合体系的黏度，增强了混合体系的凝胶强度。采用显微学的分析手段得到亚麻胶-酪蛋白混合凝胶的分形维数在1.75-1.99之间。花生蛋白-亚麻胶混合凝胶的研究得出亚麻胶的添加改善了凝胶的流变特性。亚麻胶-大豆蛋白分散液体系的流变特性和傅立叶转换流变特性的研究结果表明：混合体系黏度随着亚麻胶的加入显著提升，剪切应力和表观黏度值对于剪切速率的函数很好的符合了幂律模型。混合体系的重要流变参数：储能模量、损耗模量和损失角的频率依赖性随着亚麻胶浓度的增加而不断降低。大振幅震荡剪切试验和傅立叶转换流变分析表明，亚麻胶的加入改变了非线性应力响应曲线的形状，进而显著影响了亚麻胶-大豆蛋白混合分散液体系，同时，对高次谐波的形状和相位都有显著影响。亚麻胶的加入，显著增强了混合分散液体系的瞬时应变软化作用。阿拉伯胶-大豆蛋白/亚麻蛋白乳液的流变特性研究结果表明：乳液中阿拉伯胶浓度对亚麻蛋白作为乳化剂制得的乳液样本的流变特性的影响显著，并且大于其对大豆蛋白作为乳化剂制得乳液样本的影响。.本研究获得了蛋白-多糖混合体系的典型流变学特征，探明了蛋白多糖混合比例等重要因素对混合体系流变特征的影响规律，建立了蛋白多糖混合体系微观结构与流变特性宏观参数的联系，具有重要的科学意义，并为蛋白多糖混合体系在食品工业中的广泛应用提供了理论基础。本项目圆满完成预期的研究任务，并取得相应研究成果。.在本项目的支持下发表论文10篇，其中SCI论文8篇，EI论文10篇，培养博士3名，硕士3名，申请国家发明专利1项。