美拉德反应及其产物在递送生物活性物质方面的应用研究进展

生物活性物质作为许多食品和药品中的功能性成分,具有广泛的应用前景。但是生物活性物质在加工、贮存和胃肠道环境中极容易分解,这大大限制了它们的应用。因此,如何设计食品级的递送体系成为研究的热点问题。美拉德反应无需添加化学试剂即可自然发生,已被广泛应用于改善蛋白质的功能特性,蛋白质和多糖经美拉德反应得到的复合物具有良好的稳定性,是近年来应用最广泛的载体之一。本文综述了美拉德反应对蛋白质功能特性的影响,以及近年来蛋白质-多糖共价复合物在乳状液、纳米粒子、纳米凝胶和微胶囊等生物活性物质递送体系中的应用,讨论了递送体系在消化系统中的变化,并展望了美拉德反应在制备递送体系方面的应用前景和需要解决的问题。     

食源蛋白水解物/多肽与糖类物质美拉德反应产物在食品应用中的研究进展

食源蛋白水解物/多肽和糖类物质是极具开发利用价值的食物资源，两者经美拉德反应得到的共价复合物结构和营养功能优势突出，美拉德反应被广泛用于改善蛋白水解物功能特性，已成为当前食品科学研究领域关注的热点。本文综述了食源蛋白水解物/多肽与糖类物质美拉德反应产物的原料来源、反应机制、制备方法、结构表征、功能性质、营养生物活性以及在食品医药领域应用的最新研究进展和展望，可为推动食源蛋白水解物/多肽与糖类物质美拉德反应产物功能产品开发提供新思路，也为其健康效应的深入研究提供理论参考。     

超高压诱导β-乳球蛋白-壳聚糖共价复合物及其稳定乳状液的制备与表征

目的：探究超高压处理对美拉德反应的影响，通过蛋白质-多糖共价复合物反应，开发更高效的油-水界面膜以提高乳液稳定性。方法：以不同质量比（1∶1、1∶2、1∶4）的β-乳球蛋白和壳聚糖为原料，经不同压力（200、400、600 MPa）处理后，进行干法美拉德反应，以β-乳球蛋白和壳聚糖的物理混合物为对照，研究产物的褐变程度、荧光光谱和圆二色光谱图，以及制备的乳液粒径、Zeta-电位、物理稳定性等。结果：蛋白与多糖质量比为1∶1和1∶2时，随压力增加，褐变程度先升高后降低；蛋白与多糖质量比为1∶4时，褐变程度随压力增加持续升高。超高压诱导的美拉德反应使蛋白质荧光发生猝灭，壳聚糖比例越高，猝灭程度越大。在蛋白与多糖不同质量比（1∶1、1∶2、1∶4）时，共价复合物的α-螺旋相对含量分别由19.5%、21.1%、22.5%（物理混合物）降至18.7%、16.9%、15.9%，共价复合物α-螺旋相对含量均在400 MPa达到最大值，分别为19.6%、19.0%、16.6%。蛋白与多糖共价复合物制备的乳液粒径（399.1、481.5、584.4 nm）以及4 h时稳定性动力学指数（1.60、2.31、0.49）均比其物理混合物要小，而Zeta-电位更高（46～48 mV），乳液更稳定。结论：超高压诱导美拉德反应对其产物乳液的乳化稳定性有积极影响。     

ε-聚赖氨酸与葡聚糖美拉德反应初级阶段产物的乳化性研究

采用美拉德干热反应制备ε-聚赖氨酸-葡聚糖共价复合物并制备乳液,通过浊度、粒径及稳定性分析,研究了反应温度、湿度、时间、反应物混合比和pH对共价复合物乳化性及乳化稳定性的影响。褐变程度及接枝度结果表明,ε-聚赖氨酸和葡聚糖发生了美拉德反应。以乳化性改善为主要指标,ε-聚赖氨酸/葡聚糖质量比1∶15,在pH8.5,相对湿度为65%,60℃条件下,干热反应1～3d产物的乳化性及乳化稳定明显改善,反应1d复合物乳化性较好且褐变程度较小,接枝度约26.4%。以乳化稳定性改善为指标,ε-聚赖氨酸/葡聚糖质量比1∶10,反应1d最佳。     

美拉德反应条件对ε-聚赖氨酸-壳聚糖复合物乳化性及抑菌性的影响

采用干热美拉德反应制备了ε-聚赖氨酸-壳聚糖共价复合物,研究了反应时间及反应温度对共价复合物乳化性和抑菌性的影响。褐变检测、凝胶渗透色谱分析以及红外分析表明:ε-聚赖氨酸和壳聚糖在干热反应后发生共价交联并且结构发生了变化。当ε-聚赖氨酸与壳聚糖质量比1:5时,在70℃下反应6h的共价复合物不仅提高了乳化稳定性和乳化活性,而且保留了其抑菌活性。     

葡聚糖糖基化处理对绿豆蛋白抗氧化性影响研究

以绿豆分离蛋白(MBPI)和葡聚糖为原料,通过湿热法制备MBPI-Dextran共价复合物。本研究通过测定产物的还原力、DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基、羟自由基清除能力共同评价糖基化反应对MBPI抗氧化能力的影响。结果表明:MBPI-Dextran共价复合物具有一定的抗氧化能力,特别是90℃条件下反应得到的产物,抗氧化能力较80℃产物显著提升,这与美拉德反应程度有关,较高温度下美拉德反应进程加快,促使更多具有抗氧化能力的物质生成。因此,糖基化改性后的绿豆蛋白在抗氧化能力研究上具有一定的应用价值。     

蛋白质糖基化接枝改性研究进展

食品蛋白质的糖基化改性可通过美拉德反应使蛋白质分子的ε-氨基与糖分子的还原性羰基进行共价结合而实现,该过程不需任何化学催化剂参与,是一种绿色有效的化学改性方法。文章系统介绍了蛋白质糖基化的反应机理、反应标志物、改性方法以及功能特性,并对糖基化的研究方向进行了探讨。     

美拉德反应改性植物蛋白研究进展

美拉德反应是一种自发的蛋白质修饰反应,不需要额外添加化学试剂来引发反应,已经成为食品工业中最具潜力的蛋白质修饰方法之一。通过美拉德反应修饰植物蛋白可以改善其功能特性,然而植物蛋白自身紧密的蛋白质结构会阻碍美拉德反应效率。为了使其更高效的改性植物蛋白,一些美拉德反应辅助技术受到关注。该文综述了美拉德反应的原理、辅助技术进展以及利用美拉德反应改性技术修饰植物源蛋白的研究,并对美拉德反应改性植物蛋白的未来研究趋势及应用方向进行展望。     

ε-聚赖氨酸-葡聚糖复合物的功能性研究

通过美拉德干热反应,利用羰基对蛋白质氨基进行改性,制备ε-聚赖氨酸-葡聚糖(ε-PL-DE)复合物,在提高其乳化性的同时,通过最小抑菌质量浓度法和牛津杯法对其抑菌性进行研究。结果表明:ε-PL-DE复合物在温度60℃时可较好保留ε-聚赖氨酸的抑菌性,随着反应温度提高,其抑菌性降低;且ε-PL-DE复合物抑菌性在中性和微碱性条件下较强,pH4、9的条件下较弱。通过SDS-PAGE、糠醛和色差的测定,证实ε-聚赖氨酸(ε-PL)和葡聚搪(DE)的美拉德反应不仅逐渐生成大分子物质,向终反应阶段过渡,褐变程度加深且不同温度下的美拉德反应程度也不同,高温反应会快于低温反应。     

乳清蛋白-β-葡聚糖美拉德产物热凝胶流变性的研究

蛋白质与多糖通过美拉德反应形成的复合物具有很好的乳化性,然而关于蛋白质/多糖美拉德产物在凝胶体系中应用的研究很少。本研究采用干热法将乳清分离蛋白(WPI)与不同分子量(20~210 ku)的大麦β-葡聚糖(BGL)制备成WPI-BGL美拉德产物,通过分光光度计测定褐变强度,利用荧光光谱分析结构,并探讨美拉德反应对WPI-BGL热凝胶流变性的影响。结果表明:WPI-BGL20的褐变强度最大,WPI-BGL的荧光强度都低于WPI,WPI与BGL发生美拉德反应使体系的结构发生很大改变。离子强度对WPI-BGL凝胶流变性有一定影响,WPI与BGL发生美拉德反应会降低WPI的凝胶G′,原因可能是在WPI-BGL体系中蛋白质分子间二硫键的形成和疏水相互作用受到了抑制,导致WPI-BGL凝胶的弱化。随着BGL分子量的减小,WPI-BGL的凝胶G′逐渐降低,这表明美拉德反应进程越大,形成的凝胶越弱。     

壳寡糖-乳酸链球菌素复合物的制备、表征及其抑菌活性研究

采用湿热法美拉德反应制备壳寡糖（COS）-乳酸链球菌素（NISIN）复合物（COS-N复合物）,通过扫描电镜与红外光谱分析表明,COS和NISIN反应后发生共价交联,微观结构发生变化。在大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性试验中,本研究制备的COS-N复合物在相同条件下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的半致死浓度（LD50）比COS与NISIN的混合物（COS-N混合物）分别降低22%和55%。抗菌机理研究显示,相比COS-N混合物,COS-N复合物在更大程度上破坏细菌细胞壁的完整性,增加离子通透性以及促进细菌体内ATP酶的泄露,说明通过美拉德反应能有效提高COS-N复合物的抗菌活性,为新型食品添加剂的开发奠定基础。     

基于美拉德反应制备酪蛋白-果胶复合物及其在微胶囊中的应用

通过美拉德反应制备酪蛋白-果胶复合物,研究果胶对酪蛋白的结构和功能特性的影响。以接枝度和褐变指数为响应值,通过单因素实验结合响应面分析确定了制备酪蛋白-果胶复合物的优化工艺条件,以酪蛋白-果胶复合物为壁材制备亚麻籽油微胶囊。研究结果表明,酪蛋白与果胶质量比为3∶1、加热时间为1.5h、加热温度为90℃时,酪蛋白-果胶复合物具有较佳的接枝度,为37.06%±0.80%,褐变指数为1.05±0.014。蛋白质二级结构测定结果显示,与酪蛋白相比,美拉德反应制备的酪蛋白-果胶复合物的α-螺旋、β-折叠和β-转角含量分别下降26.39%、9.21%和2.23%,无规则卷曲含量提高12.43%。酪蛋白-果胶复合物较酪蛋白的功能特性(溶解性、乳化性、热稳定性和抗氧化活性)显著提高。以美拉德反应制备的酪蛋白-果胶复合物为壁材,经喷雾干燥制得亚麻籽油为芯材的微胶囊。研究结果表明,酪蛋白-果胶复合物与亚麻籽油的质量比为 1∶1 时,亚麻籽油包埋率达到最大(77.06%±0.98%),且微胶囊具有完整的球形结构、无破碎现象。相较于游离态亚麻籽油过氧化值[(14.7±0.51)meq/kg],微胶囊化后亚麻籽油经过25℃储存28d的过氧化值仅为(3.82±0.07) meq/kg。研究结果表明,美拉德反应制备的酪蛋白-果胶复合物显著提高了亚麻籽油的抗氧化性。研究结果旨在为基于美拉德反应改性的酪蛋白在食品微胶囊中的应用提供科学依据。     

天然防腐剂美拉德反应改性研究进展

天然防腐剂无毒、无害,是食品防腐剂开发的主要方向之一。与化学和酶法等改性方法相比,美拉德(Maillard)反应改性具有很好的安全性。天然防腐剂(蛋白质或多糖)经过美拉德反应制得的复合物具有优良的乳化性、热稳定性和抑菌性。壳聚糖-单糖美拉德反应产物不仅具有良好的抗氧化性和抑菌性,而且水溶性好,在替代酸溶性壳聚糖方面有巨大潜力。利用美拉德反应对天然防腐剂进行改性,制备多功能食品添加剂,对加深和推广天然防腐剂研究与应用具有一定意义。     

谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质糖基化的研究进展

谷氨酰胺转氨酶(TGase)作为生物催化剂,催化蛋白质中γ-谷氨酰胺残基与带有伯氨的糖共价结合,从而改善蛋白的功能特性,减少美拉德反应中副产物的形成。综述了谷氨酰胺转氨酶酶促糖基化的反应机理、作用形式及其产物在食品中的应用,并对谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质糖基化的发展前景进行了展望。     

大豆分离蛋白-单宁酸-多糖三元复合物的功能特性及结构表征

为了探究单宁酸(tannin acid, TA)、麦芽糊精(maltodextrin, MD)、聚葡萄糖(polydextrose, PD)共价修饰对大豆分离蛋白(soybean protein isolate, SPI)功能特性和结构的影响,采用碱处理法和湿法美拉德反应将TA、MD、PD共价接枝到SPI上,分别得到二元共价复合物(SPI-TA)和2种三元共价复合物(SPI-TA-MD、SPI-TA-PD)。通过十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳和反应基团的测定研究SPI-TA、SPI-TA-MD、SPI-TA-PD复合物中共价键的形成以及共价接枝程度。采用紫外吸收光谱和傅里叶变换红外光谱法研究二元、三元共价复合物中SPI结构的变化。通过溶解性、乳化性、起泡性、抗氧化活性、热稳定性和表面疏水性等指标,研究TA、MD、PD的共价接枝对SPI功能性质的影响。结果表明：TA、MD、PD与SPI共价结合改变了SPI的结构,降低SPI二级结构中β-折叠含量;TA接枝当量为(35.56±1.32)μmol/g, MD的接枝度为46.54%,PD的接枝度为32.26%;相比于SPI,SPI-TA-M...     

乳清分离蛋白-甜菜果胶共价复合物理化特性分析

蛋白质-多糖通过Maillard反应生成共价复合物,其乳化稳定性等功能特性得到提高,为研究与开发新型食品添加剂提供了一条新的途径,但共价复合物的乳化稳定性提高机理尚不明确。本研究通过界面张力仪测定界面张力、红外光谱分析二级结构,并结合GPC-动态光散射法考察其分子量分布,初步探讨乳清分离蛋白(WPI)-甜菜果胶(BP)共价复合物乳化稳定提高原因。研究结果表明:WPI-BP共价复合物与混合物相比,界面张力降低;WPI-BP共价复合作用使得蛋白质分子中的羟基含量增加,亲水性增强;共价复合物的分子量增大,dn/dc降低,分子量分布更集中,提高其在乳状液界面上的空间位阻作用,从而提高其乳化稳定性。因此,界面张力降低、亲水性增强与空间位阻增大是WPI-BP共价复合物乳化稳定性提高的主要原因。     

添加顺序对β-乳球蛋白与EGCG及葡萄糖三元复合物结构和功能的影响

采用碱法和美拉德反应将β-乳球蛋白（β-lactoglobul in,β-LG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate,EGCG）及葡萄糖（glucose,Glc）通过不同添加顺序获得2 种共价复合物β-LG-EGCGGlc con和β-LG-Glc-EGCG con,与直接混合形成的非共价复合物β-LG-EGCG-Glc mix和β-LG-Glc-EGCG mix进行对比,研究添加顺序对三元复合物的结构和功能性质的影响。结果表明：不同添加顺序对共价复合物的影响大于非共价复合物。β-LG-EGCG-Glc con与β-LG-Glc-EGCG con在结构和功能性质上有较大差异,而β-LG-EGCGGlc mix和β-LG-Glc-EGCG mix在结构和功能上差别不大。聚丙烯酰氨凝胶电泳和紫外吸收光谱结果显示不同添加顺序对三元复合物的共价结合过程具有较大影响。结构表征发现,共价复合物的荧光猝灭和疏水性都高于非共价复合物。相较于β-LG-EGCG-Glc con,β-LG-Glc-EGCG con有更强的猝灭程度以及更高的疏水性,而β-LG-EGCG-Glc mix与β-LG-Glc-EGCG mix两者差距不明显。此外,2 种共价复合物的功能性质都优于非共价复合物。β-LG-Glc-EGCG con的乳化性、乳化稳定性和起泡性、起泡稳定性都优于β-LG-EGCG-Glc con,而非共价复合物之间差距不大。     

蛋白-多糖共价复合物及其应用研究进展

蛋白质和多糖是食品中两类重要的生物大分子,是影响食品质构的主要因素,蛋白质具有乳化且稳定的能力,多糖主要是增稠和持水能力,但是做为添加剂使用时,在某些性能方面无法满足实际需要.蛋白质和多糖在控制条件下通过Maillard反应可发生一定程度的共价复合,而蛋白-多糖的共价复合物显示出比各自独立存在时更优越的性能.因此,蛋白质和多糖共价复合物成为近年来国内外食品科学界研究的一个焦点.本文综述了近年来国内外关于蛋白-多糖共价复合物的研究工作,简要介绍了蛋白-多糖共价复合物的制备方法、反应机理和组成结构,探讨了蛋白-多糖共价复合物的溶解性、乳化性、乳化稳定性、热稳定性、抗氧化性和抗菌性等功能性质,概括了蛋白-多糖共价复合物在众多领域的应用研究进展.     

乳清分离蛋白与壳聚糖美拉德反应初级阶段产物乳化性研究

采用干热美拉德反应制备乳清分离蛋白(WPI)-壳聚糖复合物,通过对复合物的乳液粒径及稳定性分析,研究反应温度、WPI与壳聚糖质量比及反应时间对复合物乳化性的影响。荧光光谱分析表明：WPI和壳聚糖在干热反应后发生共价交联并且结构发生了变化。WPI与壳聚糖在50℃、相对湿度79%干热条件下,反应1～4d的产物为Maillard反应初级阶段产物,该产物的乳化性质得到改善。其中,WPI与壳聚糖以质量比1:4混合,50℃反应1d的产物乳化稳定性是反应前的10倍。     

美拉德反应合成蛋白质-多糖复合物及其应用

该文综述利用美拉德(Maillard)反应制得蛋白—多糖复合物性能,该复合物主要是在干燥状态下利用自发进行美拉德反应所制得,与传统商业使用乳化剂相比,该复合物具有优良乳化性、热稳定性和抑菌性。因此,该复合物在工业上可用作天然乳化剂、无毒抑菌剂;同时如为多糖与过敏原蛋白复合还具减轻蛋白致敏性效果。