基于亚临界水技术构建大豆蛋白基活性纳米颗粒及其性质研究

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1、基于亚临界水技术构建大豆蛋白基活性纳米颗粒及其性质研究作者姓名王梦萍学科专业食品科学与工程指导教师王金梅副教授所在学院食品科学与工程学院提交日期2018年6月Fabricationandcharacterizationoffunctionalsoyprotein-basednanoparticlesusingsubcriticalwatertechnologyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterinEngineeringThisworkwassupportedbytheNationalScie

2、nceFoundationofChina(21076087)Candidate：WangMengpingSupervisor：WangJinmeiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TS201.2学校代号：10561学号：201520120654华南理工大学硕士学位论文基于亚临界水技术构建大豆蛋白基活性纳米颗粒及其性质研究作者姓名：王梦萍指导教师姓名、职称：王金梅，副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：食品科学与工程研究方向：蛋白质科学与工程论文提交日期：2018年5月2

3、0日论文答辩日期：2018年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：答辩委员会成员：刘国琴教授、李理教授、尹寿伟副教授、王金梅副教授主席：杨晓泉教授摘要许多天然活性成分因溶解性差和生物利用度低等问题而难以被广泛应用。蛋白质可以作为天然、高效的载体用于制备活性纳米颗粒，从而改善活性成分的溶解度和生物利用度。纳米颗粒的胶体及理化性质受蛋白质结构的强烈影响。亚临界水技术（100-374°C）作为一种蛋白质分子结构的修饰手段，同时可以有效改善疏水成分的溶解性。本研究采用亚临界水技术构建了胶体性质良好的蛋白基活性纳米颗粒输送体系，评估了其理化

4、特性、稳定性和消化性质，为大豆蛋白在食品活性成分输送领域的广泛应用提供了理论基础和新思路。主要结论如下：（1）研究了常规热处理（90°C）及亚临界水处理（120°C）对大豆分离蛋白（SPI）聚集行为及汽水界面活性的影响。与SPI90相比，亚临界水蛋白具有更大的聚集体尺度和更低的聚合比例，且其表面疏水性较低。SPI120在气/水界面上的吸附速度和吸附强度均显著高于SPI90，且基本不受聚集程度的影响，这可能与SPI120聚合度更低、分子构像更灵活有关。SPI120的较高界面活性有利于其形成粘弹性的界面膜，显著改善了蛋白质的起泡能力和泡沫稳定性

5、。蛋白分子的高聚集程度明显劣化其泡沫性质。（2）本研究以酪蛋白酸钠（SC）和亚临界水大豆蛋白为稳定剂，采用反溶剂法构建了稳定性强、包埋率高、结晶度低的大豆蛋白-植物甾醇（PS）纳米颗粒，表征其胶体及消化性质。与SC相比（188.5nm），天然SPI纳米颗粒粒径较大（212.2nm）；热处理，特别是亚临界水处理（150.0nm）显著减小了甾醇颗粒的粒径，同时显著增加了甾醇包埋率和荷载量，且其储藏和耐热稳定性显著提高。推测亚临界水SPI具有柔性分子构像和更高的界面活性，在植物甾醇反溶剂的瞬间包载更多的甾醇分子于蛋白聚集体内部，而对于紧密结构的天

6、然SPI而言，甾醇分子与蛋白质发生表面结合。体外消化结果证实，鉴于亚临界水蛋白易被消化的特点，PS纳米颗粒在经过体外消化后，粒径迅速增大，颗粒的消化崩溃导致其生物利用率降低。（3）为了改善SPI-PS纳米颗粒的生物利用度和酸稳定性，研究以阿拉伯胶为稳定剂，通过复合凝聚法构建了阿拉伯胶-蛋白-甾醇核壳纳米颗粒（pH4.5）。I阿拉伯胶能明显降低SPI120-PS在pH4.5时的粒径，提高纳米颗粒的包埋效率和荷载量，且这种改善效果与阿拉伯胶的添加量呈正比。与SPI120-PS相比，阿拉伯胶能够显著提高纳米颗粒的耐热稳定性，延缓甾醇的释放速度和蛋

7、白的消化速度，提高植物甾醇的生物利用度。（4）鉴于疏水多酚在亚临界水条件下的高溶解性，研究假设在加热-冷却过程中，更多的多酚分子可以与变性蛋白结合，采用亚临界水直接加热大豆蛋白-芦丁混合溶液，诱导二者发生共组装，获得大豆蛋白-芦丁纳米颗粒。亚临界水条件下，蛋白质可以有效保护芦丁分子的降解。亚临界水处理显著提高大豆蛋白与芦丁的结合能力，芦丁的存在抑制了蛋白聚集体形成过程中二硫键的形成。在乳状液体系中，蛋白质和芦丁协同吸附于油/水界面，形成具有较高蛋白和芦丁含量的厚实界面层，显著提高乳液的储藏稳定性和氧化稳定性。关键词：大豆蛋白；亚临界水；植物

8、甾醇;芦丁;纳米颗粒IIAbstractToimprovethesolubilityandbioavailabilityofsomeactivesubstances,thisst