摘要
虾青素（astaxanthin，Asta）因其良好的抗氧化性及着色性等特点，越来越受到市场认可，具有一定的经济价值和药用价值。游离虾青素(F-Asta)不能稳定存在于自然界中，多以与脂肪酸结合而成的虾青素酯形式存在，并通过消化形成游离态虾青素被人体吸收。但由于存在多不饱和键的长链结构，虾青素酯水溶性差，限制其在医药及食品领域的进一步应用。因此，改善虾青素酯的溶解性和稳定性对其进一步应用具有重要意义。根据前期研究结果，本文选取β-乳球蛋白（蛋白）、羟丙基-β-环糊精（多糖）与不同分子结构虾青素酯（不同碳链：Asta-C4:0、Asta-C4:0/C4:0、Asta-C8:0、Asta-C8:0/C8:0、Asta-C18:0、Asta-C18:0/C18:0、Asta-C22:0、Asta-C22:0/C22:0、Asta-C22:6、Asta-C22:6/C22:6）结合，考察不同分子结构虾青素酯与它们之间的相互作用机理，并探究食品基质对虾青素酯稳定性增强效果，为虾青素酯的工业化应用提供理论依据。本文主要内容如下： 1.通过荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱等多种光谱学手段和粒径分析方法，对不同分子结构虾青素酯与β-乳球蛋白相互作用的机理进行研究。研究结果表明，不同分子结构虾青素酯与β-Lg的结合常数均在103-104M-1范围内，属中等程度结合。与游离虾青素和虾青素双酯相比，虾青素单酯与β-乳球蛋白结合能力更强；长链脂肪酸链虾青素酯优于短链；不饱和脂肪酸链虾青素酯优于饱和脂肪酸链，其中虾青素-二十二碳六烯酸（Asta-C22:6）与β-乳球蛋白结合能力最强，结合常数为3.77×104M-1。通过荧光光谱分析，确定不同分子结构虾青素酯对β-乳球蛋白的荧光猝灭机制均为静态猝灭，结合位点为1，在结合过程中疏水作用力和静电斥力发挥主要作用。结合傅里叶变换红外光谱学，推测不同分子结构虾青素酯进入β-乳球蛋白疏水空腔，导致β-乳球蛋白二级结构发生变化，其肽链骨架解折叠。最后，经粒径分析确证β-乳球蛋白在不同分子结构虾青素酯存在下形成纳米级（lt;300nm）蛋白质聚集体。 2.通过相溶解度法和差示扫描量热法等热力分析以及紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱等光谱学手段，对不同分子结构虾青素酯与羟丙基-β-环糊精相互作用的机理进行研究。通过相溶解度实验可知，相比于游离虾青素和虾青素双酯，虾青素单酯与羟丙基-β-环糊精结合能力更强，约为它们的2-3倍；通过分析络合效率（CE）值可知结合方式为1:1结合。通过物理混合与结合物的光谱图分析，确证虾青素酯与羟丙基-β-环糊精发生结合，生成了新的复合物；进一步推测其结合机理为虾青素酯的六元环从羟丙基-β-环糊精的大口端进入其空腔内部，并通过疏水作用、偶极-偶极相互作用、氢键等多种相互作用方式与之结合。 3.结合第一章、第二章实验结论，以羟丙基-β-环糊精、乳清蛋白与纯化虾青素酯为原料，制备复合乳液，考察不同食品壁材对虾青素酯的稳定性保护作用，结论如下：乳清蛋白/羟丙基-β-环糊精复合壁材初始乳液为纳米级乳液（粒径lt;200nm），电位绝对值在30mV左右，而单一壁材乳液电位绝对值低于复合乳液，表明复合壁材较单一壁材对提高虾青素酯稳定性的效果更好。经过贮藏实验表明，贮藏7天后虾青素DHA单酯保留率为56%；羟丙基-β-环糊精为乳液中虾青素酯高保留率的主要因素；复合壁材构建的虾青素酯乳液稳定性更强；乳清蛋白对乳液稳定性有较好的保护作用。 本文初步阐明不同分子结构虾青素酯与β-乳球蛋白、羟丙基-β-环糊精的结合机理，分析两者结合位点及相互作用力。通过对不同食品壁材构建的虾青素酯复合乳液稳定性考察，可知乳清蛋白与羟丙基-β-环糊精协同作用，提高乳液的稳定性、保留率和体外生物利用率，为构建虾青素酯复合食品体系奠定理论基础。
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