pH对大豆分离蛋白和金针菇多糖复合凝聚及其构象转变影响的研究开题报告

 2022-08-03 09:45:00

1. 研究目的与意义

蛋白质和多糖作为食品中的重要组成成分,对食品的功能性有着巨大影响。两种生物大分子相互作用,因其良好的安全性,以及良好的抗氧化性、凝胶性,现广泛应用于食品、药品、化工产业。其中在食品领域中主要运用于微胶囊制备、乳化剂、起泡剂、脂肪替代品等[1-3]

蛋白质作为具有两亲结构的物质,常被用作乳化剂,多糖因具有改变食品体系流变性的特点常被用作增稠剂和胶凝剂。蛋白质与多糖的结合方式包括非共价结合以及共价结合,非共价结合包括静电相互作用、疏水相互作用、范德华力、氢键等[4]。当反应体系ph低于蛋白质等电点时, 带正电的蛋白质与带负电的多糖之间会发生强烈的静电吸引作用, 从而形成强静电复合物。随着电中和能力增强,可溶性复合物变成不溶性复合物,宏观上发生了相分离,即复合凝聚[5]。当体系ph高于蛋白质等电点时, 带负电的多糖与不带电荷的蛋白质发生弱相互作用, 形成弱可逆复合物[6]。蛋白质与多糖共价结合方式即为蛋白质分子中氨基酸侧链的氨基与多糖还原性末端的羰基之间发生美拉德反应[7]。与非共价结合相比,共价结合形成的复合物的稳定性更高。现已有多篇文献研究蛋白质多糖的复合凝聚特性,董蝶[1]研究了大豆蛋白和阿拉伯胶之间的复合机理,得出盐离子的浓度和ph值对其复合物有着明显地影响,当nacl的浓度为100 mmol/l,ph 3.0时复合体系的相分离最大。靳冰[8]研究了脱酰胺大豆分离蛋白(dspi)和壳聚糖(cs)复合物的流变性特点,温度、盐离子的浓度、ph值都会对其流变性产生影响,当ph值达到5.0时,脱酰胺大豆分离蛋白和壳聚糖复合体系的粘弹性达到最高值。

大豆分离蛋白(spi)是以低温脱脂的大豆或豆粕为原料生产出的一种营养价值高、氨基酸的种类丰富、含有人体必须氨基酸的蛋白质制品,也是少数可以替代动物蛋白的蛋白质。大豆分离蛋白具有良好的乳化性、发泡性、凝胶特性[9-11]。金针菇多糖(fvp)作为金针菇中含量最多的生物活性物质,已被证明具有抗肿瘤、抗氧化、调节免疫改善肠道菌群等作用[12-14] 。但是大豆分离蛋白的不良溶解性限制了其在食品行业的发展。现在有几项研究报告证明,大豆分离蛋白与多糖复合物的凝聚是可行的。程志先[15]研究了大豆分离蛋白与壳聚糖的相互作用及复合机理,得出大豆分离蛋白和壳聚糖之间的主要作用力为静电作用力。陈世超等[16]研究了β-葡聚糖和燕麦蛋白质复合物,结果表明:随着时间的延长, 不同ph与反应物比例的复合产物其功能性质都有不同程度的改善。喻靖[17]对大豆分离蛋白(spi)与柑橘果胶(cp)静电相互作用、界面吸附特性及其乳化稳定性研究,得出当ph值低于等电点时,混合物体系则以静电复合物的形式存在。已有研究证明ph、离子强度、电荷强度对蛋白质多糖复合物的复合凝聚及其构象的转变 [18] 。现在针对大豆分离蛋白与金针菇多糖复合物的研究较少。对此,本文主要通过对浊度测定、ζ电位测定、clsm图和ft-ir图进行相关测定,对在不同ph条件下spi-fv复合物的凝聚状态进行分析,探究ph对大豆分离蛋白和金针菇多糖复合凝聚及其构象转变影响。

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2. 研究内容和预期目标

2.1研究内容

蛋白质和多糖作为食品中的重要组成成分,对食品的功能性有着巨大影响。两种生物大分子相互作用,因其良好的安全性,以及良好的抗氧化性、凝胶性,现广泛应用于食品、药品、化工产业。其中在食品领域中主要运用于微胶囊制备、乳化剂、起泡剂、脂肪替代品等。现在有几项研究报告证明,大豆分离蛋白与多糖复合物的凝聚是可行的。并且,pH、离子强度、电荷强度会对蛋白质多糖复合物的复合凝聚及其构象的转变存在影响。现在针对大豆分离蛋白与金针菇多糖复合物的研究较少。对此,本文主要通过对浊度测定、ζ电位测定、CLSM图和FT-IR图进行相关测定,对在不同pH条件下SPI-FV复合物的凝聚状态进行分析,探究pH对大豆分离蛋白和金针菇多糖复合凝聚及其构象转变影响。

2.2拟解决的关键问题(1) 以相图为载体探究大豆分离蛋白和金针菇多糖在不同pH条件下复合凝聚。(2) 揭示pH对大豆分离蛋白和金针菇多糖复合凝聚影响的本质因素。(3) 探究不同pH条件下大豆分离蛋白和金针菇多糖的构象转变。2.3写作提纲本文主要通过对浊度测定、ζ电位测定、CLSM图和FT-IR图进行相关测定,对在不同pH条件下SPI-FV复合物的凝聚状态进行分析,探究pH对大豆分离蛋白和金针菇多糖复合凝聚及其构象转变影响。1 前言2 实验材料与方法2.1实验材料 2.2主要试剂 2.3主要仪器 2.4实验方法 2.4.1金针菇多糖的制备 2.4.2大豆分离蛋白-金针菇多糖储备溶液的配制 2.4.3大豆分离蛋白-金针菇多糖储备溶液浊度测定 2.4.4大豆分离蛋白-金针菇多糖的ζ电位测量 2.4.5SPI,FVP和SPI-FVP的傅里叶变换红外光谱(FTIR)的测量 2.4.6SPI / FVP混合物的CLSM图像 3.实验结果和讨论 3.1大豆分离蛋白-金针菇多糖储备溶液浊度分析 3.2 SPI,FVP和SPI-FVP的ζ电位分析 3.3 SPI,FVP和SPI-FVP的傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析 3.4 SPI / FVP混合物的CLSM图分析 3.5 SPI-FVP复合或凝聚特征 4.结论 5.展望 参考文献 致谢

3. 国内外研究现状

蛋白质多糖两种生物大分子相互作用,因其良好的安全性,以及良好的抗氧化性、凝胶性,现广泛应用于食品、药品、化工产业。

现在有几项研究报告证明,大豆分离蛋白与多糖复合物的凝聚是可行的。

程志先[15]研究了大豆分离蛋白与壳聚糖的相互作用及复合机理,得出大豆分离蛋白和壳聚糖之间的主要作用力为静电作用力。

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4. 计划与进度安排

2022.12-2022.01:首先是进行金针菇多糖的制备,通过日晒、烘箱烘至干燥,得到金针菇粉末,随后通过水提醇沉,最后得到金针菇多糖粗提物。随后开始制备大豆分离蛋白-金针菇多糖储备溶液,称取一定质量的大豆分离蛋白和金针菇多糖粉末溶解于去离子水中,进行相关处理,从而获得spi和fvp储备溶液(1%w / v)。

2022.03-2022.04:测定大豆分离蛋白-金针菇多糖储备溶液浊度以及,在uv-可见分光光度600 nm时,测定样品在不同ph条件下的吸光值。并使用纳米粒度仪对在不同ph条件下的大豆分离蛋白-金针菇多糖的ζ电位电位进行测定。随后测量spi,fvp和spi-fvp的傅里叶变换红外光谱,所有光谱以4 cm-1的分辨率在4000-400 cm-1范围内扫描3次。最后是用激光共聚焦显微镜(clsm)观察观测混合体系spi / fvp混合物(总含量固定为0.05%)的微观结构。2022.05-2022.05:处理实验数据,对实验结果进行讨论分析,进行毕业论文的撰写。

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5. 参考文献

[1]. 董蝶. 大豆蛋白/阿拉伯胶复合物形成机理及其功能性质研究[d].江南大学,2016.

[2].zhang y,tan c,zhang x,et al.effects of maltodextringlycosylation following limited enzymatic hydrolysis on the functional andconformational properties of soybean protein isolate[j].european food researchand technology,2014,238:957-968.

[3]. medrano a,abirached c,panizzolo l,et al.the effect ofglycation on foam and structural properties ofβ-lactoglobulin[j].foodchemistry,2009,1131:27-133.

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