摘要
乳清分离蛋白（WheyProteinIsolate,WPI）作为一种天然的大分子蛋白质，是人体中重要的常量营养素，因其丰富的营养价值以及良好的功能特性在食品工业中被广泛应用。然而，其仍存在对pH、温度离子强度等环境条件敏感的缺陷，会直接对食品的感官和品质产生不良影响，同时其抗氧化性差，在递送功能性营养成分过程中对光照、氧气等环境敏感易发生氧化降解。因此，本文采用自由基接枝改性技术将具有强抗氧化性的表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）和儿茶素（C）引入WPI分子中，系统地研究经自由基接枝改性的WPI-多酚共价化合物的分子结构和功能特性之间的关系，并且探讨了自由基接枝对WPI的界面特性和流变性的影响。同时，将WPI-茶多酚接枝物作为乳化剂应用于番茄红素纳米乳液的构建，探究蛋白与多酚的接枝对番茄红素的物理及化学稳定性的影响，为改性蛋白结构设计和高保留率的功能活性物质载运体系构建提供充分的科学依据。 本研究首先考察了儿茶素及自由基引发剂的用量对WPI-C接枝产物的接枝量和DPPH自由基清除率的影响，以优化接枝物的合成工艺。结果表明当儿茶素用量为50mg，WPI的浓度为1%（w/v），过氧化氢和抗坏血酸的摩尔量分别为5mmol和1.4mmol时，可以获得具有较高儿茶素接枝量（25.81mg/g）和优异的抗氧化能力（DPPH自由基清除率为92.55%）的接枝物。通过十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS），证明儿茶素和EGCG分别与WPI以C-N和C-S共价键结合，形成了分子量更大的接枝物，并且一个WPI分子上最少接枝两个EGCG分子或三个儿茶素分子。远紫外-圆二色谱（Far-CD），傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和内源荧光光谱结果显示WPI的二级和三级结构已改变。另外，接枝物的扫描电镜图（SEM）显示接枝物的微观结构已由原蛋白典型的球形结构变为片状结构。 DPPH和铁还原力的抗氧化性实验结果表明WPI-EGCG和WPI-C共价接枝物的抗氧化性高于相应的两种物理混合物，原WPI的抗氧化性最弱。这是因为物理混合物是通过非共价相互作用结合，其作用力弱于共价相互作用且可逆，较易于在透析过程中与WPI分子分离并除去。同时还发现两种自由基接枝产物（WPI-C和WPI-EGCG）的乳化性较未改性蛋白分别提高了27.11％和39.47％，乳化稳定性也分别提高了17.85％和65.64％。同时，与EGCG的接枝改性也改善了WPI的降低界面张力的能力和界面蛋白吸附量，可以在界面上形成更厚，更稳定的蛋白吸附膜。在频率扫描中WPI-EGCG乳液表现出类固体或弱凝胶的弹性特征，原因在于接枝改性后的蛋白乳液液滴之间的相互作用增强，液滴之间的吸引力驱动聚合物的形成，从而在内部空间形成一个以弹性为主的凝胶网络结构，有利于形成更加稳定的乳液体系。 最后，以浓度0.5%和0.7%（w/v）的WPI-EGCG为抗氧化性乳化剂，0.7%的WPI为对照，制备番茄红素纳米乳液。乳液储藏稳定性的结果表明，由0.7%WPI-EGCG制备的番茄红素纳米乳液的物理稳定性最好，且未见明显絮凝和聚集现象。在4℃，25℃和37℃各避光储藏30天后，0.7%WPI-EGCG乳液的番茄红素保留率分别为75%，68%，55%，高于0.7%WPI乳液中的番茄红素保留率54%，38%，25%。这是因为以WPI-EGCG为乳化剂构建的乳液中有强抗氧化剂（EGCG）的存在，会阻止番茄红素和单线态氧或者其它自由基之间发生氧化还原反应，并且当WPI-EGCG吸附到小液滴上时，EGCG更倾向于分布在乳液的界面，同时接枝产物分子量增大可形成更厚的界面吸附膜，导致空间位阻增强，因此能更有效地保护番茄红素不被降解。
NETL