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花生分离蛋白-羧甲基壳聚糖Pickering乳液体系的构建及其荷载性能研究

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花生分离蛋白-羧甲基壳聚糖Pickering乳液体系的构建及其荷载性能...

作者：郑乾坤河南工业大学

学位级别：硕士

脂溶性生物活性物质(姜黄素、叶黄素、类胡萝卜素等)在常规运输和保存中容易氧化和降解,导致其生物利用率一直处于较低水平。因此需要采用合适的荷载体系对其进行包埋和运输来有效提高其生物利用率。Pickering乳液可以实现油脂及脂溶性... 详细信息

脂溶性生物活性物质(姜黄素、叶黄素、类胡萝卜素等)在常规运输和保存中容易氧化和降解,导致其生物利用率一直处于较低水平。因此需要采用合适的荷载体系对其进行包埋和运输来有效提高其生物利用率。Pickering乳液可以实现油脂及脂溶性活性成分的有效包埋,从而有效地抑制功能性油脂的氧化且显著提高脂溶性活性成分的生物可利用率。Pickering乳液可以完全由天然食品级成分(脂质、蛋白质、多糖)制成。花生蛋白是一种天然的植物源蛋白,营养价值高,具有良好的生物可降解性和生物相容性,这为生产稳定、绿色的食品级乳液提供了优势。羧甲基壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性和乳化性。基于此,本论文以花生分离蛋白(PPI)与羧甲基壳聚糖(CMCS)为原料,制备PPI-CMCS共价复合物,并以此构建Pickering乳液体系,系统研究乳液体系的环境稳定性及负载姜黄素的乳液性能,以期为脂溶性生物活性物质的包埋与递送提供理论基础。(1)通过将CMCS添加到PPI体系,并采用湿法美拉德反应去改性PPI可以明显增强PPI的乳化特性。通过工艺优化得到在蛋白与多糖比例为3:1,加热温度为90℃,加热时间为120 min时,体系的乳化特性达到最佳。通过氨基酸分析、SDS-PAGE、内源荧光光谱、紫外全波长扫描,傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及扫描电镜等方法证实了PPI与CMCS在加热条件下发生了美拉德反应,形成了共价复合物。与PPI相比,PPI-CMCS的乳化特性显著增强。(2)采用正交试验对Pickering乳液制备工艺(PPI-CMCS共价复合物浓度、油相体积、水相p H)进行优化,得到在高压均质作用下,PPI-CMCS共价复合物浓度0.2%,油相体积7.5%,水相p H 9时制备的乳液稳定性最好。在超声作用下,超声功率为500W,超声时间为25 min时制备的乳液稳定性最好。通过粒径电位、絮凝指数、储藏稳定性、界面张力、界面吸附蛋白等方式对两种方法制备的乳液进行分析得出采用高压均质制备的乳液稳定性均优于高强度超声制备的乳液。(3)采用高压均质的方法制备了由PPI-CMCS共价复合物稳定的Pickering乳液。系统研究环境因素(Na、Ca、热处理)对乳液稳定性的影响规律。结果表明,PPI-CMCS共价复合物稳定的乳液在60天的储存期内,未出现任何失稳现象,具有良好的储藏稳定性;且在不同环境下乳液液滴相对较小且分布均匀未出现任何聚集现象,对Na、Ca、热处理均具有良好的稳定性。(4)进一步构建负载姜黄素的PPI-CMCS乳液体系,与传统乳化剂吐温80制备的乳液相比,PPI-CMCS共价复合物制备的姜黄素乳液同样具有良好的包埋效率,包埋率均达到97%以上。并且其储藏稳定性(保留率)能达到较高水平(76.23%)。这表明PPI-CMCS共价复合物制备的姜黄素乳液同样具有良好的荷载性能。油相为中链甘油三酯(MCT)时,PPI-CMCS共价复合物制备的姜黄素乳液在体外消化试验、游离脂肪酸释放率和姜黄素的生物可给率与传统乳化剂稳定的姜黄素乳液相比,两者表现相近。这表明PPI-CMCS共价复合物稳定的乳液在封装姜黄素等生物活性物质方面有着巨大潜力,将来或许可以成为传统乳化剂的替代。

关键词：花生分离蛋白羧甲基壳聚糖 Pickering乳液荷载性能姜黄素

超声构建花生分离蛋白-果胶复合乳液及其稳定性研究

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食品与发酵工业 2023年第11期49卷 191-198页

作者：李滢溪陈复生张丽芬赖少娟河南工业大学粮油食品学院河南郑州450001

为构建稳定花生蛋白-多糖乳液并了解其稳定机制,以花生分离蛋白(peanut protein isolate,PPI)-高甲氧基果胶(high methoxy pectin,HMP)的不同静电复合状态为切入点,分别研究了超声参量对PPI-HMP混合体系乳化活性和稳定性,复合乳液的粒... 详细信息

为构建稳定花生蛋白-多糖乳液并了解其稳定机制,以花生分离蛋白(peanut protein isolate,PPI)-高甲氧基果胶(high methoxy pectin,HMP)的不同静电复合状态为切入点,分别研究了超声参量对PPI-HMP混合体系乳化活性和稳定性,复合乳液的粒径、电位、微观结构及储藏稳定性的影响。浊度和最大散射光强I 90结果表明,pH 5.0、7.0和9.0时,PPI-HMP混合物分别呈可溶性复合、无相互作用和共溶状态。3种pH下,超声的引入均显著提高了PPI-HMP混合体系的乳化活性和稳定性,降低了复合乳液均径;超声制备PPI-HMP复合乳液的最适时间分别为4、8、10 min,功率密度均为6.0 W/cm 3。复合乳液的微观结构结果表明,pH 5.0时超声促进PPI-HMP复合物的形成及界面分布维持乳液稳定,而pH 7.0和9.0时则通过破坏生物大分子自聚集体、促进二者在体系中的分布维持稳定。储藏研究结果显示,超声可显著提高复合乳液的长期稳定性。研究结果为构建不同pH环境下稳定的PPI-HMP复合乳液提供参考,但对于吸附过程中PPI结构的具体变化仍需深入探究。

关键词：花生分离蛋白果胶超声复合乳液稳定性

花生分离蛋白与蓝园鲹酶解物TGase交联产物的乳化特性

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华南理工大学学报（自然科学版） 2010年第8期38卷 95-99,136页

作者：胡晓赵谋明任娇艳崔春华南理工大学轻工与食品学院广东广州510640

利用转谷氨酰胺酶（TGase）将花生分离蛋白（PPI）与蓝园碜酶解物（DPH）进行酶法交联，并经高压均质制成O／W型乳状液，研究TGase的交联作用对乳状液粒度分布、表面积平均粒径、显微结构及离心乳析率等的影响．结果表明：TGase可促使PP... 详细信息

利用转谷氨酰胺酶（TGase）将花生分离蛋白（PPI）与蓝园碜酶解物（DPH）进行酶法交联，并经高压均质制成O／W型乳状液，研究TGase的交联作用对乳状液粒度分布、表面积平均粒径、显微结构及离心乳析率等的影响．结果表明：TGase可促使PPI与不同水解度的DPH交联，与交联前的电泳图相比，低分子质量亚基条带（14～31ku）消褪，高分子质量亚基条带（大于97ku）生成；DPH的水解程度对交联物的乳化性有重要影响，水解度为5．5％时所得交联物具有较好的乳化特性；交联作用提高了PPI-DPH异源蛋白的乳化活性与乳化稳定性．

关键词：转谷氨酰胺酶花生分离蛋白蓝园鲹交联乳化特性

超声辅助制备花生分离蛋白-果胶复合乳液凝胶及其在植脂奶油中的应用

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超声辅助制备花生分离蛋白-果胶复合乳液凝胶及其在植脂奶油中的...

作者：丁玲河南工业大学

学位级别：硕士

随着经济发展以及人民生活水平的不断提高,膳食中饱和脂肪酸和胆固醇引起的肥胖和动脉硬化等慢性病发病率居高不下。如何降低或代替饱和脂肪酸和反式脂肪酸引起研究者广泛关注。花生蛋白与多糖复合制备微凝胶颗粒,可形成稳定的Pickerin... 详细信息

随着经济发展以及人民生活水平的不断提高,膳食中饱和脂肪酸和胆固醇引起的肥胖和动脉硬化等慢性病发病率居高不下。如何降低或代替饱和脂肪酸和反式脂肪酸引起研究者广泛关注。花生蛋白与多糖复合制备微凝胶颗粒,可形成稳定的Pickering乳液,在低脂食品的开发利用中有巨大潜力。因此,本论文以花生分离蛋白和果胶为原料,通过研究超声波作用下花生分离蛋白-果胶分子间非共价作用力的变化规律,结合花生分离蛋白-果胶复合物稳定的Pickering乳液凝胶特性分析,阐明花生分离蛋白-果胶复合乳液凝胶形成机制;同时评价花生分离蛋白-果胶复合乳液凝胶在植脂奶油中的应用效果,建立营养型奶油制品新方法。本论文的主要研究结论如下:(1)研究了蛋白-果胶比例、pH值以及超声参量对花生分离蛋白-果胶(PPI-HMP)相互作用的影响。结果表明,在蛋白-果胶比例40:1～10:1,p H 2.0～3.0时PPI-HMP形成大量不溶复合物;在蛋白-果胶比例5:1～5:2,p H 4.0～6.0时PPI-HMP存在可溶复合物;p H 7.0～8.0时PPI和HMP主要以共溶形式存在。PPI-HMP的平均粒径和多分散指数随超声功率密度、温度和时间的增加而减小,Zeta电位绝对值随超声功率密度和温度的增加而增大。与单一PPI相比,HMP的引入使PPI荧光强度和表面疏水性降低。超声处理降低了PPI-HMP复合物荧光强度和表观粘度,使其表面疏水性增强,同时引起PPI二级结构的相互转化,增强了蛋白质和果胶之间的静电和疏水相互作用,使复合物结合更紧密并促进了聚集体形成。(2)研究了PPI-HMP复合乳液凝胶特性及形成机制。结果表明,在超声功率密度5.43 W/cm,温度25°C,时间25 min,蛋白-果胶比例5:2,p H 6.0时制备的PPI-HMP复合物形成的乳液凝胶表面光滑细腻且质地良好。超声处理以及油相添加量增加均可提高PPI-HMP复合乳液凝胶的硬度和表面细腻光滑度。乳液凝胶流变学和微观结构结果表明,随着油相添加量增加,乳液凝胶的储能模量(G′)和表观粘度增加,液滴开始聚集且不均匀分布;在油相添加量60%(v/v)时,24度棕榈油填充的乳液凝胶稳定油滴能力优于花生油和橄榄油,网络结构最致密。油相添加量增加,乳液体系的粘度增加,有助于凝胶网络形成,凝胶机械性能增强;超声处理使乳液凝胶结构更致密,液滴分布和大小更均匀,硬度、G′值和表观粘度增加,凝胶结构刚性更强。(3)研究了PPI-HMP复合乳液凝胶替代水平和油相种类对储藏期间植脂奶油加工特性和感官评价的影响。由脂肪酸、甘三酯组成与热稳定性分析结果可知,随着PPI-HMP复合乳液凝胶替代水平增加,奶油中不饱和脂肪酸含量增加,峰值温度(T)左移,焓值(ΔH)降低,但样品T偏移量均在0.46°C以内,对奶油融化特性无显著影响。储藏期间随着PPI-HMP复合乳液凝胶替代水平增加,奶油硬度和粘附性减小,打发性变差,涂抹性增强。随着储藏时间增加,奶油硬度增加,打发性变差,滞后环面积减小,保形性增强。橄榄油填充的乳液凝胶替代10%和20%(w/w)的植脂奶油与花生油、24度棕榈油填充的乳液凝胶替代10%(w/w)的植脂奶油在储藏期间的感官评价结果较好,并随着储藏时间延长评分趋于稳定。综合考虑脂肪酸组成、涂抹性、打发性和保形性大小后,确定以橄榄油填充的乳液凝胶,替代水平为20%(w/w)时制备的植脂奶油品质较好,其中不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的29.7%,蛋白质含量提高12倍以上。研究结果为超声辅助制备乳液凝胶应用于营养型奶油制品提供理论依据。

关键词：超声波乳液凝胶花生分离蛋白果胶脂肪替代物植脂奶油

超声构建花生分离蛋白-果胶乳液体系及其稳定机制研究

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超声构建花生分离蛋白-果胶乳液体系及其稳定机制研究

作者：李滢溪河南工业大学

学位级别：硕士

花生分离蛋白(peanut protein isolate,PPI)作为花生制油后的副产物,其生物价(BV)可达58、消化系数可达90%,是一种富含必需氨基酸、易于人体消化吸收的优质蛋白资源。丰富的氨基酸组成及交错排列赋予了PPI天然的两亲性。然而,在商业生... 详细信息

花生分离蛋白(peanut protein isolate,PPI)作为花生制油后的副产物,其生物价(BV)可达58、消化系数可达90%,是一种富含必需氨基酸、易于人体消化吸收的优质蛋白资源。丰富的氨基酸组成及交错排列赋予了PPI天然的两亲性。然而,在商业生产过程中,花生蛋白中的球蛋白极易变性产生聚集,这导致PPI难以快速吸附至油-水界面形成稳定乳液。而植物蛋白与多糖的结合使用是改善蛋白界面吸附能力并增加乳液粘度的有效途径。混合体系中蛋白-多糖的存在状态受p H影响有所不同,进而引发二者在体系中的相行为差异。除改变乳液构成基质外,不同均质方式的使用也对乳液体系稳定性的提升有着积极影响。超声作为均质化制备O/W乳液的常用手段,能有效降解大液滴、改变大分子结构、增强乳液稳定性。高甲氧基果胶(high methoxyl pectin,HMP)可从苹果和柑橘等水果中提取,是一种经济易得的天然植物多糖,常添加至食品体系中起到维持稳定和改善质构的作用。因此,本文基于PPI和HMP在不同p H下存在状态的差异,筛选合适p H,引入超声构建由不同存在状态PPI-HMP稳定的复合乳液并对其稳定机制进行深入探究,以期为PPI乳液的开发提供理论参考。(1)研究了不同p H下PPI-HMP存在状态及超声对PPI-HMP复合乳液宏观稳定性的影响。结果表明:p H5.0、7.0和9.0时,PPI-HMP分别以可溶性复合、无相互作用和共溶状态存在于体系中。三种p H下,超声的引入均使PPI-HMP混合体系的乳化活性和乳化稳定性显著提高。p H5.0、7.0和9.0时,超声功率密度6.0 W/cm、超声时间分别为4、8和10 min时,PPI-HMP混合体系乳化活性和稳定性达到最佳。与粗乳液相比,超声制备的PPI-HMP复合乳液储藏30 d后液滴聚集或增长均受到抑制,在最适超声条件下效果更为明显。而超声温度(10–50℃)对PPI-HMP混合体系乳化特性及复合乳液储藏稳定性均无显著性影响。(2)研究了超声对PPI-HMP复合乳液液滴粒径、zeta电位、液滴破碎动力学模型及乳液介观特性的影响。结果表明:超声的引入显著降低了PPI-HMP复合乳液液滴粒径,在最适超声条件下,p H5.0、7.0和9.0的PPI-HMP复合乳液液滴粒径最小可分别降至931、697和765 nm。与粗乳液相比,p H5.0时,液滴zeta电位绝对值显著减小至29.75 m V,而p H7.0和9.0时,液滴zeta电位绝对值显著升高至41.70和38.33 m V。三种p H下,PPI-HMP复合乳液在超声场中的液滴破碎动力学模型均满足方程:(?);p H5.0时,PPI-HMP复合乳液体系类型与p H7.0和9.0时不同,乳液液滴破碎潜能随着p H的升高而逐渐降低。流变学结果显示,超声有利于PPI-HMP复合乳液表观粘度的提升;p H5.0时,PPI-HMP复合乳液在超声后呈典型液体形变特性,而p H7.0和9.0时,超声处理后复合乳液在初始频率范围内表现出粘弹性。CLSM观察发现,p H5.0时,超声促进PPI-HMP可溶性复合物的形成和吸附;而在p H7.0和9.0时,超声致力于促进HMP网络结构的形成。(3)研究了超声对PPI-HMP复合乳液表面张力、界面吸附情况、界面吸附PPI结构变化及非吸附性成分特性等微观分子变化的影响。结果表明:p H5.0、7.0和9.0时,最适超声条件下复合乳液表面张力分别显著升高至56.31、52.92和53.46 m N/m,表明复合乳液分子间作用力的有效增强。超声显著提高了界面吸附主要成分PPI的界面吸附量,促使更多的PPI参与油的乳化过程;结合界面吸附PPI结构变化分析显示,p H5.0时,超声作用于PPI结构的拉伸和PPI-HMP可溶性复合物的形成和吸附,增强了乳液稳定性;p H7.0时,超声提高了界面吸附PPI结构的规整性;p H9.0时,超声有利于疏水性PPI和亲水性PPI组分在界面的协同吸附。通过对界面非吸附组分扫描电镜和傅里叶红外光谱的观察发现,p H7.0和9.0时,超声使HMP在水相中通过氢键形成网络结构,为从而为体系提供粘弹性,而p H5.0时则不存在这种作用。

关键词：花生分离蛋白果胶超声乳液动力学模型界面吸附

花生分离蛋白-聚乳酸共混溶液性质及静电纺丝纳米纤维形貌的研究

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河南工业大学学报（自然科学版） 2021年第2期42卷 50-55页

作者：姚飞陈复生河南工业大学粮油食品学院河南郑州450001

为制备基于花生分离蛋白的静电纺丝纳米纤维,将花生分离蛋白(PPI)和聚乳酸(PLLA)以质量比1∶1混合制备共混溶液,研究共混溶液的质量浓度(0.06~0.14 g/m L)对共混溶液性质及静电纺丝纳米纤维形貌结构的影响。通过测定共混溶液的性质(电... 详细信息

为制备基于花生分离蛋白的静电纺丝纳米纤维,将花生分离蛋白(PPI)和聚乳酸(PLLA)以质量比1∶1混合制备共混溶液,研究共混溶液的质量浓度(0.06~0.14 g/m L)对共混溶液性质及静电纺丝纳米纤维形貌结构的影响。通过测定共混溶液的性质(电导率、表面张力和表观黏度)以及用扫描电子显微镜(SEM)观察静电纺丝纳米纤维的微观结构,并利用Image Plus Pro 6软件计算纤维直径,来确定最佳的共混溶液质量浓度。结果表明:对于不同质量浓度的共混溶液,其表面张力在16.81~18.31 m N/m范围内,随着共混溶液质量浓度增加,其电导率显著降低(P花生分离蛋白纳米纤维制造,为其在食品工业、生物医药等领域的应用奠定了基础。

关键词：静电纺丝花生分离蛋白聚乳酸纳米纤维

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花生分离蛋白磷酸化改性研究

食品科学 2010年第10期31卷 35-41页

作者：熊柳孙高飞王建化孙庆杰青岛农业大学食品科学与工程学院山东青岛266109 国家花生加工技术研发分中心山东青岛266109 青岛东生集团股份有限公司山东莱西266600 青岛农业大学海都学院山东莱阳265200

采用响应面优化法对花生分离蛋白进行磷酸化改性,以氮溶解指数(NSI)为指标得出花生分离蛋白磷酸化改性的最佳条件为三聚磷酸钠添加量7.77%、花生分离蛋白质量分数6.38%、反应温度44.85℃、反应体系pH8.24、反应时间5.68h。得到的花生改... 详细信息

采用响应面优化法对花生分离蛋白进行磷酸化改性,以氮溶解指数(NSI)为指标得出花生分离蛋白磷酸化改性的最佳条件为三聚磷酸钠添加量7.77%、花生分离蛋白质量分数6.38%、反应温度44.85℃、反应体系pH8.24、反应时间5.68h。得到的花生改性蛋白NSI最大值为77.74%。改性后,花生分离蛋白的吸油性、吸水性、持水性、乳化性、乳化稳定性、泡沫稳定性都有不同程度的提高。

关键词：花生分离蛋白磷酸化改性

低温等离子快速提高糖基化花生分离蛋白溶解性及乳化性

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农业工程学报 2020年第11期36卷 289-295页

作者：季慧临沂大学生命科学学院临沂276000

为进一步提高花生蛋白的溶解特性,扩大花生蛋白在食品工业中的应用。采用低温等离子(Non-Thermal Plasma,NTP)诱导花生分离蛋白-葡聚糖(Peanut Protein Isolate-Dextran,PPI-Dex)湿法糖基化反应,研究NTP在处理0、0.5、1.5、2.0、3.0 mi... 详细信息

为进一步提高花生蛋白的溶解特性,扩大花生蛋白在食品工业中的应用。采用低温等离子(Non-Thermal Plasma,NTP)诱导花生分离蛋白-葡聚糖(Peanut Protein Isolate-Dextran,PPI-Dex)湿法糖基化反应,研究NTP在处理0、0.5、1.5、2.0、3.0 min的情况下,反应时间对花生分离蛋白与葡聚糖糖基化反应的影响。在低温等离子处理功率为70 W,反应液温度为60℃的状态下,随着NTP处理时间的延长,PPI-Dex的接枝度增加,在处理时间为1.5 min时,PPI-Dex接枝度达最大为21.62%,与超声波接枝PPI-Dex需要40 min,传统湿接枝需要24 h相比,缩短了接枝时间。PPI-Dex接枝后,接枝物溶解度和乳液稳定性显著增强,与未接枝相比,溶解度提高了22.28%。通过测定其分子量、氨基酸含量、红外图谱及表面疏水性变化分析NTP处理对花生分离蛋白结构影响。分析结果表明,NTP处理1.5 min后,花生分离蛋白与葡聚糖发生糖基化反应形成偶联物,偶联物中羟基特征峰3000~3500 cm^-1及1000~1260 cm^-1的吸光度与未处理时相比增加,赖氨酸和苯丙氨酸相对含量显著降低(P蛋白的有序结构被破坏,结构变松散,PPI构型向亲水型转变;接枝物的表面疏水性指数降低。花生分离蛋白与葡聚糖发生糖基化反应,反应位点可能为Lys和Phe。结果表明,低温等离子处理是一种快速促进蛋白与多糖接枝的有效方法。

关键词：乳化性溶解性低温等离子糖基化花生分离蛋白葡聚糖

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超声复合酸处理促进花生分离蛋白的亚基解离

农业工程学报 2016年第18期32卷 285-290页

作者：黄六容张勋发李宇翔纪德祥马海乐江苏大学食品与生物工程学院镇江212013 江苏省农产品物理加工重点实验室镇江212013

为了改善蛋白质的功能特性,该研究分析了超声复合酸处理对花生分离蛋白的溶解性、紫外光谱、荧光光谱、二级结构及纳米结构等的影响,并探讨不同处理条件下蛋白聚集体结构变化的机理。结果表明,超声作用可以明显促进花生分离蛋白的不溶... 详细信息

为了改善蛋白质的功能特性,该研究分析了超声复合酸处理对花生分离蛋白的溶解性、紫外光谱、荧光光谱、二级结构及纳米结构等的影响,并探讨不同处理条件下蛋白聚集体结构变化的机理。结果表明,超声作用可以明显促进花生分离蛋白的不溶性聚集体向可溶性聚集体转变,单独超声及超声复合酸处理使其溶解度相对于对照分别增加了12.9%和15.3%(P蛋白质结构展开,从而促进更多的酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸等疏水性基团暴露;圆二色谱分析显示,与对照相比,在超声复合酸处理使花生分离蛋白的a-螺旋增加21.9%,β-折叠减少3.6%,无规则卷曲增加1.8%(P花生分离蛋白的颗粒大小。该研究证实,在酸性条件下进行超声处理,能显著促进花生分离蛋白的亚基解离和结构展开。该研究为后期蛋白亚基重新相互作用形成不同功能的改性蛋白提供参考。

关键词：蛋白超声波光谱分析花生分离蛋白酸结构