蛋白质-多酚-多糖自组装与共价复合物生成机理及其功能表征

Plant polyphenols are important natural antioxidants, which can form self-assembly or covalent complexes with proteins and polysaccharides through hydrophobic interaction,hydrogen bonds,π bonds ionic bonds, glycosidic bonds or covalent bonds improve the functional characteristics of the proteins and polysaccharides. Milk protein、soy protein and fish collagen, polysaccharides（chitosan, carrageenan and pectin）and polyphenol （EGCG，chlorogenic acid,gallic acid and cinnamic acid）will be preferred, self-assembly methods and covalent reactions will be applied to prepare protein-polyphenol-polysaccharide complexes, then their interaction mechanisms will be explored, the formation condition of the complexes will be optimized, their structures are characterized and emulsification, anti-oxidation properties of the complexes are evaluated;The physical and chemical stabilities of the β-carotene emulsion and microencapsule prepared with protein-polyphenol-polysaccharide complexes are studied and the influence of the complexes on the releasing and bioavailability of β-carotene with in vitro gastrointestinal digestive model, Caco-2 cell model and animal experiments are investigated. The implementation of the project is potential to develop new types of multi-functional food ingredients and provide scientific evidences and theoretical basis for the application of protein-polyphenol-polysaccharide complexes in functional foods.

植物多酚是一类重要的天然抗氧化剂，可通过疏水作用、氢键、π键、离子键、糖苷键或共价键与蛋白质、多糖自组装或共价复合反应，从而改善蛋白质、多糖的功能特性。本项目拟选用乳蛋白、大豆蛋白和鱼胶原蛋白，多糖(壳聚糖、卡拉胶和果胶)，多酚(EGCG、绿原酸、没食子酸和肉桂酸)，采用自组装和共价反应制备蛋白质-多酚-多糖复合物，探究三者相互作用机理，优化复合物的生成条件，表征复合物的空间结构，并评价其乳化和抗氧化特性；以蛋白质-多酚-多糖复合物为材料制备β-胡萝卜素乳状液和微胶囊，评价其物理、化学稳定性，利用体外胃肠道消化模型、Caco-2细胞模型和动物实验探明复合物对β-胡萝卜素的释放特性和生物利用率的影响。本项目的实施将对开发新型多功能食品配料，实现功能因子稳态化具有重要意义，并为蛋白质-多酚-多糖复合物在功能食品领域的应用提供科学依据和理论基础。

植物多酚是一类重要的天然抗氧化剂，可通过疏水作用、氢键、π键、离子键、糖苷键或共价键与蛋白质、多糖自组装或共价复合反应，从而改善蛋白质、多糖的功能特性。本项目选用乳蛋白（β-乳球蛋白、α-乳白蛋白、乳铁蛋白和酪蛋白），多糖(壳聚糖、卡拉胶和果胶)，和没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、绿原酸（CA）、没食子酸（GA），采用自组装和共价反应制备蛋白质-多酚-多糖复合物，探究三者相互作用机理，优化复合物的生成条件，表征复合物的空间结构，并评价其乳化和抗氧化特性；并以蛋白质-多酚-多糖复合物为材料制备β-胡萝卜素乳状液，评价其物理、化学稳定性，利用体外胃肠道消化模型探明复合物对β-胡萝卜素的释放特性和生物利用率的影响。研究结果表明，在pH 6.0磷酸缓冲液中，EGCG首先与乳铁蛋白（LF）的疏水口袋通过强亲和力结合，然后通过弱亲和力与LF表面结合，约有31个EGCG与1个LF结合，氢键为主要驱动力。LF、多酚和果胶的加入顺序影响三元复合物的浊度、粒径和电位。乳蛋白主要与EGCG的二聚体共价反应，其二元共价复合物具有较好的界面吸附能力和较高的抗氧化性，改善了由酪蛋白酸钠稳定的单层乳液的物理稳定性。中性加热条件下，通过自由基接枝法制备的LF-多酚共价复合物能显著抑制蛋白质聚集，共价反应使蛋白质二级结构中α-螺旋含量减少，无规则卷曲含量增加。共价产物的热稳定性和抗氧化活性显著增强。LF-CA共价复合物制备的乳液具有更强的冻融稳定性和高离子强度稳定性，增强了β-胡萝卜素对光和热的化学稳定性。通过美拉德反应制备LF-CA-聚葡萄糖三元共价复合物提高了LF的亲水性，增强了油滴之间的空间斥力和乳化能力。在模拟胃肠道消化过程中，三元共价复合物稳定的乳液能够更好地抑制油滴聚集，进而增加β-胡萝卜素的生物有效性。本项目的实施对开发新型多功能食品配料，实现功能因子稳态化具有重要意义，并为蛋白质-多酚-多糖复合物在功能食品领域的应用提供科学依据和理论基础。