溶菌酶-多糖組裝行為及調(diào)控.pdf

1、蛋白質(zhì)與多糖，作為食品中最重要的兩類大分子，基于非共價(jià)鍵調(diào)控它們復(fù)合體系的宏觀、微觀相行為及微/納組裝體系，特別是在食品加工條件誘導(dǎo)下的相行為，一方面可以設(shè)計(jì)產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)、豐富食品形態(tài)、構(gòu)建新型食品，同時(shí)基于大分子構(gòu)建的一系列微/納米聚集體可為食品功能因子、藥物載送體系提供了更多的選擇。本論文開展食品多糖黃原膠(XG)、κ-卡拉膠(CRG)與溶菌酶(Ly)在非共價(jià)鍵作用下的微觀和宏觀相轉(zhuǎn)變行為及其微、納組裝行為的研究;探索其在姜黃素增溶

2、和保護(hù)方面的應(yīng)用潛力;研究非熱條件下黃原膠/溶菌酶體系在靜電誘導(dǎo)下的連續(xù)相轉(zhuǎn)變;探討多種多糖在非熱及熱處理?xiàng)l件下對溶菌酶結(jié)構(gòu)和酶活性的影響。本文主要研究結(jié)果如下:
　　1.XG/Ly體系相轉(zhuǎn)變具有階段性，從高pH條件到低pH條件依次為共溶態(tài)、可溶性復(fù)合物階段及凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)三個(gè)階段。凝膠網(wǎng)絡(luò)骨架由XG構(gòu)成，Ly起著類似交聯(lián)劑的作用將XG分子鏈連結(jié)起來。XG可不同程度提高Ly的熱穩(wěn)定性，卻不能阻止熱處理使體系變性、聚集及凝膠化。不同p

3、H條件下熱處理誘發(fā)XG/Ly體系相行為有所不同，有共溶態(tài)、微/納米結(jié)構(gòu)體系及結(jié)合相分離等階段。堿(pH11.8)-熱處理下XG/Ly體系可制備橢圓形貌、尺寸可控（61.7 nm-108 nm）的納米凝膠(XG/Ly NPs)，并具有很好分散性及穩(wěn)定性，各種表征顯示XG和Ly互穿共同形成XG/Ly NPs的骨架。在制備過程中，XG和Ly原來構(gòu)象均遭到破壞，暴露出更多的疏水區(qū)，Ly顯示出α-螺旋向β-折疊轉(zhuǎn)變的趨勢。熱處理過程中氫鍵、疏水相

4、互作用及靜電相互作用下，XG/Ly復(fù)合物結(jié)構(gòu)發(fā)生重排，從亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的XG/Ly NPs體系。
　　2.XG/Ly NPs在較低pH條件下結(jié)構(gòu)被破壞，但渦旋和均質(zhì)沒有對其產(chǎn)生影響。XG/Ly NPs作為固體顆粒穩(wěn)定劑可制備穩(wěn)定Pickering乳液，能量的輸入可以獲得廣泛pH穩(wěn)定的乳液，其原因可能是XG/Ly NPs在界面吸附并與油相相關(guān)成分發(fā)生相互作用使界面層更加穩(wěn)定從而提高乳液的穩(wěn)定性。渦旋及均質(zhì)制備的Pickerin

5、g乳液均對結(jié)晶紫具有良好的吸附效果，當(dāng)結(jié)晶紫濃度為2.5-20 mg/L時(shí)吸附率分別可達(dá)到90％和105％。
　　3.調(diào)節(jié)堿-熱處理后XG/Ly體系pH可制備響應(yīng)性納米凝膠，該XG/Ly NPs在pH11至7之間具有良好的pH可逆性。pH誘導(dǎo)XG/Ly體系呈現(xiàn)“S”型相轉(zhuǎn)變趨勢，即第Ⅰ(pH＞9.0)、Ⅱ(pH6.0-9.0)、Ⅲ(pH＜9.0)階段，分別為共溶階段、納米凝膠階段及超結(jié)構(gòu)階段。第Ⅲ階段是在第Ⅱ階段的基礎(chǔ)上以XG/L

6、y NPs為單位自組裝聚集構(gòu)成，初始熱處理的pH影響XG/Ly體系對pH的敏感性及其相階段的發(fā)生，決定相轉(zhuǎn)變的發(fā)生階段，但并不影響其相行為的轉(zhuǎn)變。
　　4.在靜電等物理相互作用的驅(qū)動(dòng)下，CRG和Ly自發(fā)交互組裝形成CRG/Ly可溶性復(fù)合物，自組裝的過程中CRG可改變Ly的高級(jí)結(jié)構(gòu)，并提高其熱穩(wěn)定性。CRG/Ly可溶性復(fù)合物疏水微區(qū)可用來包載油溶性活性物質(zhì)，CRY2可提高姜黃素(Cur)水溶解度600多倍，同時(shí)有效提高其在巴氏殺菌及

7、紫外輻射條件下的穩(wěn)定性及生物活性。不同pH、蛋白/多糖質(zhì)量比、鹽離子濃度或熱誘導(dǎo)等條件下，提高體系蛋白含量可促進(jìn)CRG/Ly復(fù)合物發(fā)生聚集行為，表現(xiàn)為可溶性CRG/Ly復(fù)合物結(jié)合形成更大尺寸的復(fù)合物聚集體。pH誘導(dǎo)具有聚集與解聚集的可逆性，CRG/Ly復(fù)合物在0-25 mM鹽離子濃度范圍具有良好的穩(wěn)定性，熱處理可加速復(fù)合物聚集產(chǎn)生結(jié)合相分離，并與溫度和多糖/蛋白比例相關(guān)。
　　5.在非熱條件下，多糖對Ly結(jié)構(gòu)的影響在于是否與其發(fā)生

8、相互作用。CRG與Ly有著強(qiáng)烈的靜電相互作用，可與Ly形成復(fù)合物，從而改變Ly的結(jié)構(gòu)、光譜性質(zhì)及酶活性，結(jié)果表明CRG與Ly作用后酶活性降低至原來的1/4。分子量較高及分子量較低的中性多糖KGM和Inulin并未對Ly的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。KGM、CRG、Inulin三種多糖與Ly的復(fù)合體系在熱處理?xiàng)l件下的相行為各不相同，CRG與KGM可以提高多糖/Ly體系的熱穩(wěn)定性，甚至在高于熱變性溫度也不發(fā)生明顯相分離，而中性多糖Inulin由