摘要
本研究受国家自然基金青年基金项目（32101993）资助。蛋清蛋白（EWP）由于其优良的起泡性常作为发泡剂应用于烘焙食品领域。而盐离子和糖类作为食品中常用的添加剂，对蛋清蛋白功能特性及其应用的影响机制尚不明晰。而且目前大多对蛋清蛋白发泡性质的研究集中在发泡行为的基本特征上，如泡沫体积、密度和稳定性的测定，忽略了对于发泡食品品质及消化特性的研究，因此，有必要考虑从发泡食品的最终结构纹理和消化稳定性进一步探究。本文以蛋清蛋白为研究对象，探究了离子诱导对卵白蛋白（OVA）起泡性能的影响，从结构特性、表面特性、聚集状态角度分析了蛋白质起泡性提升的分子机制，确定最优起泡性和稳定性的离子浓度。在获得最优起泡性能的离子浓度的基础上，制备了赤藓糖醇（Ery）替代蔗糖（Suc）的低热低糖蛋糕，从感官形貌、烘焙品质、内部结构多角度分析了不同糖醇替代量对蛋糕烘焙性能的影响。最后，根据已制备的蛋糕样品，采用体外模拟消化模型，结合胃消化动力学和肠消化动力学分别探究了蛋白质和糖类的消化速率的变化，阐明了样品的消化特性。本论文旨在提升蛋清蛋白起泡性能，优化蛋糕产品的制备，提升其消化特性，进而为发泡食品的生产加工提供新的思路。主要研究内容及结果如下： （1）探索了不同离子对卵白蛋白起泡性能提升的机制。选取了NaCl和MgCl2两种不同价态的盐离子，离子调控浓度为：0、50、100、150和200mM。通过界面蛋白含量、表面张力、Zeta电位的测定，分析了蛋白界面性质的变化；通过圆二色谱、傅里叶红外光谱、内源荧光光谱对蛋白质的二级、三级结构进行了定性分析；此外，通过粒度分布、表观黏度、游离巯基等指标的测定，分析了蛋清蛋白聚集形态与起泡性能变化的关系。结果表明：随着离子强度增加到200mM，起泡性达到最大136.67±11.55%（NaCl）和117.22±5.36%（MgCl2）；起泡稳定性为89.41±8.61%（NaCl）和91.61±4.66%（MgCl2）。这可能是由于离子通过与蛋白质相互作用，促进蛋白质在气-水界面展开并提升了吸附速率，从而提高发泡性能；二价离子（Mg2+）比单价离子（Na+）能更有效地与带电氨基酸结合，与蛋白的结合作用更强，具有更强的静电屏蔽效应。 （2）基于确定离子强度下，探究了不同离子基质下，Ery替代Suc对制备的低热低糖蛋糕的烘焙性能的影响。Ery替代含量选取：0、20、40、50、60、80、100%。通过对蛋糕样品的烘焙特性、内部结构的表征，与感官形貌结果相印证。结果表明：当Ery替代量≤50%时，面糊比重及蛋糕比容略微降低，烘焙损失率基本不变；水分状态变化也较小；蛋糕色泽，组织质地，感官口感均没有受到大的影响。随着Ery替代量进一步增加，蛋糕品质有所下降。此外，当Ery与Suc比例为1∶1时，从面糊比重、蛋糕比容、质构特性来看，添加MgCl2的样品烘焙性能并没有发生显著的下降，可接受程度较高。 （3）基于上述样品烘焙性能的测定，对该样品进行了后续消化特性的分析。从采用胃消化动力学和肠消化动力学，构建数学模型，对人体两大营养素蛋白质和糖类进行了消化分析。结果表明，Ery替代后，胃消化速率减慢且肽浓度均下降，蛋白的生物利用度下降。同样地，葡萄糖释放量随着Ery含量增加而减少，这可能是Suc含量的降低引起葡萄糖缓释减少；也可能是Ery对α-葡萄糖苷酶的竞争性抑制作用，使样品在消化后达到降糖的效果。此外，在Suc与Ery比例为1∶1时，将添加MgCl2和NaCl的两组样品进行对照，结果表明添加了MgCl2的样品中，胃消化后肽浓度高于对照组，且肠消化后葡萄糖释放量低于对照组；既削弱了蛋白消化后的破坏程度，也更好地发挥了降糖效果，为绿色低卡食品的创制与开发提供了新的理论依据。
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