一种水牛酸乳凝胶质构特性的形成机制

前期研究发现，酸乳制作时原料中加入乳酸菌胞外多糖所形成的产品"反而变稀"。为寻求这种现象的本质，本课题选择5种牛奶开展研究。首先，对牛奶成分、流变等基础参数检测、以乳酸菌发酵制作酸凝胶，再对凝胶的质构、流变等特性测定，继而采用静态、动态显微技术观测酸凝胶形成不同阶段大分子之间相互作用和缔结的方式。加入不同浓度的增稠剂，制备酸凝胶，检测"反而变稀"的指标和特征。分离样品中蛋白质、脂肪球、多糖等生物大分子成分，采用BIAcore3000分子相互作用分析系统，检测各种成分在不同介质（酸度、含盐量等）中的缔合特性，表征"现象"与"本质"间的内在关系。该课题以中国特色优质动物产品- - 水牛奶为原料，对其产品质量形成的分子学基础开展研究，深度剖析原初假说中所蕴含的大分子缔合模式，揭示现象的内在本质。这种加工理论的创新探索，不仅能促进高水准食品的研发，也将会对防止食品增稠剂的滥用提供强有力的理论支撑。

项目自2010年得到资助以后，主持人先后指导组织多位教师、3名博士研究生和8名硕士研究生围绕本科学命题开展了一系列研究，经过三年的艰苦努力，获得了一系列研究成果。到目前为止，在国内外专业学术期刊发表研究论文15篇，其中SCI收录3篇，EI收录2篇，国内核心期刊10篇，申请发明专利1项，申请并获得实用新型专利1项。目前，该课题培养博士毕业生1名、硕士毕业生5名，正在攻读的博士2名，硕士3名。课题首次对水牛乳蛋白质的分离技术进行研究，在保证蛋白质没有变性的前提下，得到了分离获取活性酪蛋白和乳清蛋白的完全自主产权技术，进一步对活性蛋白的多种特性进行了研究，首次报道中国水牛乳部分乳清蛋白和酪蛋白的一级结构，并通过比较阐明了其特殊性，首次发现广西水牛乳β-LG、α-LA氨基酸序列与荷斯坦牛乳β-LG、α-LA氨基酸序列都存在一定差异。采用层析分离、质谱、圆二色光谱、荧光光谱、粒度分析等多种手段对乳清蛋白和酪蛋白的高级结构进行了探索，获得许多新发现；进一步在不同的浓度、酸度和离子强度下，对酪蛋白与乳清蛋白、酪蛋白与胞外多糖、乳清蛋白与胞外多糖、酪蛋白与油酸、乳清蛋白与油酸等成分之间的相互作用关系通过圆二色光谱、荧光光谱进行了系统研究。对酸凝胶主要成分之间相互作用时高级结构的各种变化情况进行的多角度解析。采用3种水牛奶为原料，利用乳酸菌发酵制作酸凝胶，对其凝胶理化特性及质构特性进行了分析，阐明了不同种类水牛奶酸凝胶的流变学、质构特性。将发酵酸凝胶中提取的胞外多糖（EPS）添加到水牛奶和荷斯坦牛奶中，利用乳酸菌发酵制作酸乳凝胶，研究EPS添加量对不同种类牛奶形成酸凝胶的质构特性的影响及其差异性，发现了EPS对不同种类牛奶酸凝胶影响作用规律。利用激光共聚焦扫描显微镜（CLSM）和扫描电子显微镜（SEM）观察添加EPS水牛奶酸凝胶的微观结构，发现随着EPS添加量增加，蛋白与EPS间静电相互作用及EPS的空间位垒作用破坏了胶束的原有结构，酪蛋白胶束聚集方式发生改变，促使发酵酸凝胶体系形成新的网状立体结构。课题还对水牛乳蛋白酶解物的抗氧化特性进行了研究，探索了水牛乳深加工制品（干酪、酸乳、抗氧化活性肽）的技术工艺，获得了一系列的理论和技术成果。