从冷胁迫植物中浊点萃取冰结构蛋白过程的多尺度研究

冰结构蛋白对延长冷冻食品的贮藏期和提高产品质量具有积极意义。本项目以植物冰结构蛋白为研究对象，结合现代分析测试技术、分子热力学基本理论及计算流体力学模拟，研究冰结构蛋白浊点萃取体系的平衡关系和传递性能。主要内容有：（1）通过微尺度分析，揭示表面活性剂聚集体的真正驱动力，预测这类聚集体的深度演变；（2）系统分析表面活性剂聚集体与冰结构蛋白的相互作用关系，预测冰结构蛋白的分配特性；（3）揭示浊点萃取冰结构蛋白过程的传递规律, 从而达到调控微相结构、强化萃取分离的目的。项目研究结果不仅能够拓宽浊点萃取的应用范围，发展与完善浊点萃取过程的热力学和传递现象理论，并且为冰结构蛋白的制备提供必要的理论基础及技术支撑。

浊点萃取是一种新型、环境友好的蛋白质分离方法。本项目采用浊度、流变-小角度激光散射、动态光散射、透射电镜和荧光光谱等方法研究了浊点相分离过程中表面活性剂聚集体的形成和演变过程，考察了表面活性剂浓度、温度、剪切速率、超声场和添加剂（环糊精、十二烷基硫酸钠）等物理化学条件对表面活性剂聚集体的形成、微观结构及组装功能的影响，并建立了相关粘度变化的数学模型。从冬小麦和女贞叶中浸取分离了多个冰结构蛋白成分，研究了其浸取动力学模型，测定了冰结构蛋白在浊点萃取体系中的分配系数、结合特性及构象变化，阐明了各种驱动力如体积排阻作用、静电作用和疏水作用等在冰结构蛋白分配过程中的贡献及其协同效应。项目结果对于调控表面活性剂浊点萃取体系的微观结构、强化蛋白质萃取分离具有重要的参考价值。