非特异性酶对改性几丁质的降解能力及其产物分析

由于天然几丁质具有分子质量高,结晶度高,不易酶解的特点,因此其开发和应用受到极大地限制。为了提高几丁质的利用率,筛选具有高降解能力与良好经济效益的商品化非特异性酶,并评价其对经3种改性方法(超微粉碎、高压均质、超微粉碎-高压均质联用)处理的几丁质的酶解效果,确定最佳改性方式,优化酶解工艺,分析酶解产物。结果表明：7种非特异性酶中,木瓜蛋白酶的几丁质降解能力最高,成本最低廉。超微粉碎-高压均质联用法使几丁质具有更高的可降解性。木瓜蛋白酶对几丁质降解的最佳条件：温度50℃,pH 7.0,酶质量浓度10 mg/mL,时间14 h。薄层层析结果显示,在酶解初期(1 h)生成(GlcNAc)_3-6共4种聚合度的几丁寡糖,初步证明木瓜蛋白酶能够断裂几丁质的β-1,4糖苷键。离子色谱分析结果显示,酶解平衡(14 h)后的酶解产物中只有GlcNAc和(GlcNAc)2,质量浓度分别为22.26 mg/mL和58.75 mg/mL。     

球磨、超声和盐酸处理对几丁质的微观结构和酶促脱乙酰效率的影响

几丁质是地球上第二丰富的天然多糖,可经过脱乙酰生成壳聚糖。但是,其结晶度高、溶解性差,使其酶促脱乙酰效率很低。为研究不同处理对几丁质的微观结构和酶促脱乙酰效率的影响,本实验分别对几丁质进行了球磨、超声和盐酸改性处理。首先确定球磨和超声改性的最佳条件;然后使用傅里叶变换红外光谱、元素分析、X射线衍射、热重-差示扫描量热法和扫描电子显微镜对改性几丁质的微观结构进行表征;最后测定红球菌11-3的几丁质脱乙酰酶对改性几丁质的脱乙酰效率。结果表明,球磨和超声改性的最佳条件分别为1 800 r/min、45 min和400 W、45 min。3种几丁质改性方法中,球磨几丁质改性效果最好,与原几丁质相比,黏均分子质量降低了88.14%;几丁质分子间氢键网络被破坏,部分糖苷键断裂;脱乙酰度有所增加;结晶度由96.30%降低至73.04%;热稳定性被破坏;结构呈现堆叠现象,变得疏松多孔。此外,几丁质脱乙酰酶对球磨几丁质的脱乙酰效率更高,乙酸产量较原几丁质提高了2.40倍。综上,球磨处理可以更有效地改变天然几丁质的理化性质和微观结构,从而提高几丁质的酶促脱乙酰效率。     

酶解辅助高压均质制备纳米纤维素及其性质表征

本研究以微晶纤维素为原料,经过超微粉碎预处理后,通过酶解辅助高压均质的方法制备纳米纤维素,研究纳米纤维素的结构和理化性质,并通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X-射线衍射和热失重分析对纳米纤维素进行表征。结果表明,超微粉碎前处理能使微晶纤维素颗粒大小形状趋于均一化;所制备的纳米纤维素呈束状结构,颗粒直径为15~40 nm;纳米纤维素在制备过程中纤维素结构未遭到破坏;纳米纤维素的结晶度为58.1%,仍属于纤维素Ⅰ型;纳米纤维素的起始热分解温度比微晶纤维素的分解温度低,当温度达到500℃时,纳米纤维素的热失重率为82.9%。因此通过酶解辅助高压均质制备的纳米纤维素有望在可降解复合材料中得到应用。     

微粉碎工艺对赣南脐橙全果原浆粒径及流变特性的影响

为了开发柑橘全果产品,降低全果原浆粒径,改善其流变特性,对柑橘全果粗浆进行微粉碎处理。以新鲜的赣南脐橙为原料,对赣南脐橙全果进行粗粉碎、湿法超微粉碎和高压均质处理,研究粉碎方式对赣南脐橙全果原浆的粒径和流变特性的影响。研究结果表明,微粉碎处理能够有效减小赣南脐橙全果原浆粒径,与粗浆相比,湿法超微粉碎可使浆体平均粒径减小26%,高压均质可减小75%。全果原浆经超微粉碎和高压均质处理后,随粒径的减小,总糖含量分别提高0.54%和2.18%,果胶含量分别提高0.92%和1.30%。经湿法超微粉碎处理的浆体体系凝胶稳定性和黏稠度均有一定程度的提高,高压均质处理的全果原浆凝胶稳定性最好,黏稠度最高。本研究结果可为柑橘全果产品粉碎工艺的选择提供参考。     

超声和微波辅助果胶酶处理对果胶结构的影响

以柑橘果胶为原料,对采用超声波和微波辅助果胶酶制备改性柑橘果胶的工艺条件进行了研究,并通过液相色谱仪、傅里叶红外光谱、扫描电镜对改性柑橘果胶和原柑橘果胶的理化性质和结构特性进行表征。结果表明,超声波和微波处理改性果胶时均能有效提高果胶酶的降解效率,几种降解方式得到的果胶的重均分子质量均比原果胶(283 kDa)低56.18%以上。超声、微波作用能显著提高半乳糖醛酸(galacturonic acid,GalA)的含量,微波处理酶解底物(MEPⅠ)、微波处理酶解产物(MEPⅡ)、超声波处理酶解底物(UEPⅠ)、超声波处理酶解产物(UEPⅡ)的GalA含量相比酶解果胶(39.57%)分别提高了52.31%、46.88%、66.69%、61.11%。不同的降解方法不改变果胶的单糖类型,但会使单糖的组成有差异,同时发现改性后果胶的主链和侧链发生不同程度的断裂,且酯化度减小。扫描电镜图可以看出果胶酶、微波、超声在不同程度上改变了柑橘果胶的微观结构。     

超微粉碎-酶法改性枣渣膳食纤维工艺优化

采用超微粉碎联合纤维素酶改性红枣果渣膳食纤维,探讨改性对枣渣膳食纤维SDF得率、持水力和吸附胆酸钠能力的影响。在单因素试验的基础上,以SDF得率为响应值,利用响应面法优化改性条件。结果表明:超微粉碎联合纤维素酶改性最佳工艺条件为超微粉碎10s,0.34%纤维素酶在pH 4.86,49℃下酶解1.43h,SDF得率为15.47%±0.37%,与模型预测值15.76%较为一致,将改性枣渣膳食纤维添加于果冻制作的成品呈红棕色,酸甜可口,弹性、咀嚼性与凝聚性适中,感官品质良好。     

超微粉碎处理对木薯淀粉结构及消化特性的影响

为研究超微粉碎改性木薯淀粉及其对消化性的影响,以粒度分析、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外分析(FT-IR)以及Englyst法为分析手段,研究木薯淀粉经过不同时间(0、15、30、45、60 min)超微粉碎处理后的粒度、微观结构及消化特性的变化。结果表明:木薯淀粉经超微粉碎处理60 min后,颗粒结构被严重破坏,淀粉颗粒之间发生团聚,淀粉粒径由13.50 μm增加至36.17 μm;超微粉碎处理对木薯淀粉的晶型没有影响,仍为A型,但其相对结晶度由21.33%下降至1.14%;木薯淀粉在3000~2800 cm-1与1080 cm-1处的吸收峰强度减弱,表明超微粉碎处理使木薯淀粉的结构遭到破坏,氢键相互作用减弱;天然木薯淀粉的快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)、抗性淀粉(RS)的含量分别为3.91%、44.71%、51.38%,经过超微粉碎处理60 min以后,RDS与SDS的含量分别增加至6.87%和45.91%,RS的含量下降至47.21%,说明超微粉碎处理能够在一定程度上改变木薯淀粉的消化性。     

鲟鱼软骨硫酸软骨素降解产物的结构分析

以鲟鱼软骨为原料,采取碱提-酶解-醇沉的方式提取硫酸软骨素后,采用普通粉碎、超微粉碎联合辐照技术分别对硫酸软骨素样品进行降解后,再利用离子色谱法、紫外-可见光光谱扫描法、红外吸收光谱法、核磁共振波谱法研究硫酸软骨素的化学结构。单糖分析表明,粗样中的鼠李糖经超微粉碎加辐照共处理后含量从56.16%增加到59.31%,粗样中的葡萄糖醛酸经超微粉碎加辐照共处理后含量由33.69%降低到31.84%;而纯化样品中葡萄糖醛酸含88.77%。紫外光谱分析表明硫酸软骨素经超微粉碎与辐照的共处理方式使硫酸软骨素的分子结构发生断裂即糖苷键的分裂及产生C=O基团。红外光谱结果表明普通粉碎及经超微和辐照降解共处理的硫酸软骨素均呈现4-硫酸软骨素和6-硫酸软骨素的典型特征。核磁共振分析得出经超微粉碎和辐照的处理使硫酸软骨素上的乙酰半乳糖胺和葡萄糖质子信号增强,且推测鲟鱼硫酸软骨素包含GlcA (β1→3) GalNAc-4SO3和GlcA (β1→3) GalNAc-6SO3重复单元结构。     

高压均质和胶体磨改性对油橄榄果渣水不溶性膳食纤维性能的影响

采用高压均质和胶体磨改性处理油橄榄果渣水不溶性膳食纤维(IDF),比较改性前后IDF的微观形态、粒径分布、官能团组成及结晶结构,并测定分析其理化性质。结果表明:高压均质IDF的结构疏松,有较多的裂缝和空腔,平均粒径为66.97μm。胶体磨IDF的结构疏松,且部分出现断裂和破碎,平均粒径为79.52μm。高压均质和胶体磨改性处理均对IDF的官能团无影响,都具有糖类的特征吸收峰;对IDF的结晶结构和结晶度无影响,仍表现出纤维素I型的特征衍射峰。与未处理的IDF相比,高压均质IDF的持水力、膨胀力和持油力分别提高31.70%,78.87%,38.92%,对NO_2~-的吸附能力并无明显增加,对Cd~(2+)的吸附能力提高7.53%。胶体磨IDF的持水力、膨胀力和持油力分别提高19.93%,47.94%,32.97%,对NO_2~-的吸附能力增加8.20%,对Cd~(2+)的吸附能力并无明显增加。     

洋蓟膳食纤维中可溶性膳食纤维提取工艺优化

研究洋蓟膳食纤维经超微粉碎（高能纳米冲击磨）和高压均质改性预处理后,提取洋蓟可溶性膳食纤维（Soluble Dietary Fiber,SDF）,采用单因素和响应面试验设计,优化高压均质改性工艺,以得到更高的得率。单因素实验考察均质温度、均质压力和物料浓度对洋蓟SDF得率的影响。用响应面法以三因素三水平对洋蓟SDF提取工艺进行优化,建立洋蓟SDF提取条件与得率之间的模型并进行分析,以得到最优的工艺参数,提高洋蓟SDF的得率。结果表明：经超微粉碎-高压均质复合改性后,洋蓟SDF的得率受复合改性的影响显著,其提取洋蓟SDF的最佳工艺为均质温度41℃、均质压力97 MPa、物料浓度2.5%,洋蓟SDF理论最高得率为20.70%。采用该工艺,实际洋蓟SDF得率的均值为20.13%。傅里叶变化红外光谱图显示经复合改性后,洋蓟膳食纤维的化学成分没有发生变化。     

改性豆渣膳食纤维的理化性质、结构及其益生活性研究

以豆渣膳食纤维为对象,分别采用高速剪切、复合酶解、高速剪切协同酶解改性豆渣膳食纤维,分析其理化性质、结构以及益生活性的变化。结果表明,3种改性方法均能显著改善豆渣膳食纤维的持水性、膨胀力和持油力(P<0.05)。改性后的豆渣膳食纤维可溶性组分增多,粒径减小,微观结构变得疏松多孔;傅里叶变换红外光谱分析结果表明,改性后的豆渣膳食纤维特征吸收峰的分布未发生明显变化,部分峰强度减弱;X射线衍射结果表明,改性处理并未改变豆渣膳食纤维晶体构型。体外发酵实验表明,改性豆渣膳食纤维对嗜酸乳杆菌和乳双歧杆菌均有一定的促进增殖作用,其中对嗜酸乳杆菌的增殖作用更显著;3种改性方式中,高速剪切协同酶解改性制备的豆渣膳食纤维的益生活性最高,主要体现在提高益生菌活菌数和降低培养基pH。因此,高速剪切协同酶解可作为一种改性豆渣膳食纤维的优良方法,提升膳食纤维的理化性质和益生活性,为其在功能食品中应用提供参考。     

Effects of combined high-pressure homogenization and enzymatic treatment on extraction yield,hydrolysis and function properties of peanut proteins

Peanut protein isolate (PPI) was extracted by high-pressure homogenization (HPH) under 0.1 MPa (atmospheric pressure) and 40 or 80 MPa (high pressure). Effects of Alcalase (a proteolytic enzyme) on the enzymatic hydrolysis of PPI and the antioxidant activity of the PPI hydrolysates were investigated. The molecular weight distributions of the PPI hydrolysates were analyzed using Sephadex G-25 gel filtration chromatography while the antioxidant activities, including reducing power, 1,1-dipheny-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical-scavenging activity and hydroxyl free radical-scavenging activity of the PPI hydrolysates were evaluated. The extraction yields of PPI by HPH under 0.1, 40 and 80 MPa were 16.84, 30.65 and 39.86%, respectively, which showed that HPH treatment improved the PPI extraction. The HPH treatment increased the degree of hydrolysis of PPI and significantly increased the reducing power and hydroxyl radical­scavenging activity. Furthermore, the molecular weight distributions of the PPI hydrolysates appeared principally over the range of 1000–5000 Da, while the HPH treatment enhanced the production of small peptides, which was in agreement with the high PPI hydrolysis degree. These results suggest that HPH treatment in combination with enzymatic hydrolysis could modify PPI properties and increase the antioxidant activities of the PPI hydrolysates.Industrial relevanceThis study was focused to evaluate the effects of high-pressure homogenization (HPH) in combination with enzymatic hydrolysis on extraction yield and enzymatic hydrolysis of PPI and antioxidant activity of the PPI hydrolysates. This study indicated the possibility of improving the availability of PPI by HPH treatment via increasing extraction yield and enzymatic hydrolysis of the PPI, which can provide a better utilization of the peanut by-product.     

基于电镜与红外光谱技术研究不同处理方式对小龙虾虾壳粉表观结构的影响

目的 探究不同处理方法对小龙虾虾壳粉的主要成分和表观结构的影响。方法 样品经清洗干燥、粉碎、筛分后采用不同方式(脱钙质、脱蛋白、均质等)进行处理, 采用常规方法对样品中组分进行分析, 采用扫描电镜对样品表观结构进行表征, 采用红外光谱仪对样品内部红外吸收特征进行测定。结果 粗制小龙虾虾壳粉中蛋白质、钙质及甲壳素含量分别达15.02%~35.46%、13.30~18.70 g/100 g和10.88%~12.80%, 不同筛分中成分存在显著差异(P＜0.05); 电镜扫描结果显示单一蛋白酶仅可脱除小龙虾虾壳粉表层蛋白质, 单一的乳酸处理可有效脱离小龙虾虾壳粉表面的钙质并可渗透至内部, 乳酸和蛋白酶联合处理可脱除小龙虾虾壳中甲壳素核表层的蛋白质, 联合处理基础上的均质可增加样品的松散程度; 红外光谱检测显示经先后经脱钙质与脱蛋白处理的小龙虾虾壳粉显现出甲壳素红外吸收特征, 表明经脱钙质与脱蛋白处理的样品主要成分为甲壳素。结论 小龙虾虾壳是优质的可食用资源, 具有非常大的开发价值, 经乳酸和蛋白酶联合处理可脱除甲壳素表面的钙质和蛋白质, 本研究可为制备高纯度甲壳素及虾壳的高值化综合利用提供借鉴。     

Effects of limited enzymatic hydrolysis with pepsin and high-pressure homogenization on the functional properties of soybean protein isolate

Effects of limited enzymatic hydrolysis with pepsin and/or high-pressure homogenization in acid condition on the functional properties and structure characteristic of soybean protein isolate (SPI) were investigated. Functional properties, including protein solubility, surface hydrophobicity, particle size distribution, the ability of resisting freezing/thawing, foaming properties and dynamic surface properties were evaluated. Result showed that, single acid treatment could improve functional properties of SPI, but was not as effective as single or combined pepsin hydrolysis and high-pressure homogenization in acid condition. Emulsibility, the ability of resisting freezing/thawing and foaming capacity of soybean proteins were remarkably improved by the combination treatment, but no improvement of foaming stability was detected. Changes of structures were detected by surface hydrophobicity, and hydrodynamic diameter. It was found that aggregates existed in all treated samples. Besides, more flexible and soluble aggregates were observed in samples treated by limited pepsin proteolysis, high-pressure homogenization and the combination treatments, which might contribute to their functional properties.     

均质工艺对制备鱼油微胶囊结构和理化性质的影响

本实验分别利用高压均质、空化射流和超声破碎3 种均质方式制备以大豆分离蛋白和磷脂酰胆碱包裹的鱼油纳米乳液和微胶囊,并对纳米乳液粒径、Zeta-电位、稳定性、黏度、乳化产率及微胶囊形貌、理化性质、稳定性进行比较分析,研究均质工艺对鱼油纳米乳液和微胶囊理化性质的影响。结果发现,空化射流工艺制备的纳米乳液平均粒径小,乳化产率和乳液稳定性较高,经过空化射流10 min制备的微胶囊包埋率达87.44%,溶解度较高,微胶囊颗粒表面形态饱满、致密、无裂纹和空隙,氧化稳定性和热稳定性较好。高压均质和超声破碎制得的纳米乳液平均粒径大,乳化产率和乳液稳定性较低,经过100 MPa高压均质和400 W超声破碎制得的微胶囊包埋率分别为80.36%和78.64%,溶解度相较于空化射流差,微胶囊颗粒表面分别出现微孔和较大的孔洞,氧化稳定性和热稳定性较差。傅里叶变换红外光谱分析结果表明3 种均质工艺均有较好的包埋效果。通过实验可以得出空化射流均质工艺制备的鱼油纳米乳液及微胶囊在产品性能上要优于其他两种均质工艺。本研究可为鱼油纳米乳液和微胶囊产品的均质工艺选择以及应用评价体系的构建提供理论依据。     

高压均质对菜籽蛋白功能性质和酶解效果的影响

为了了解高压均质技术对菜籽蛋白的影响,采用不同压力(306、0、901、201、50 MPa)对菜籽蛋白溶液进行均质处理,并分析了处理前后菜籽蛋白功能性质和水解度的变化。结果表明:高压均质可提高菜籽蛋白的溶解度、乳化性、起泡性和泡沫稳定性等功能性质,且随着均质压力的升高其乳化性、起泡性和泡沫稳定性均增强;同时高压均质对蛋白质的氮溶指数、乳化稳定性也有显著的影响;此外,高压均质对菜籽蛋白的酶解也起到了促进作用,且随着压力的增大作用效果越明显。     

龙眼果肉多糖超微粉碎-酶解提取工艺优化及其免疫活性

依据Box-Benhnken中心组合原则,分别选取超声时间、酶添加量和提取时间3个因素对超微粉碎纤维素酶辅助提取工艺进行优化。通过分析多糖基本成分、分子质量、黏度、溶解度等比较热水浸提法、超微粉碎辅助法和超微粉碎纤维素酶辅助法3种方法制得的龙眼果肉多糖(LP、LP-S、LP-SE)的理化特性。通过分析对巨噬细胞分泌细胞因子的刺激作用,比较3种龙眼果肉多糖的免疫活性。结果表明:①最佳的提取工艺参数为:超微时长2 min,酶添加量140 U/g,pH值5,料液比1∶40,提取温度50℃,提取时长90 min,在此条件下,多糖提取率为38.49%;②LP-SE与LP和LP-S相比,具有得率高,分子质量小,糖醛酸含量低,鼠李糖和阿拉伯糖含量高,低黏度和高溶解性的特性;③LP-SE激活巨噬细胞分泌NO、TNF-α、IL-6、IL-1β的能力显著高于LP和LP-S。不同提取工艺制备的龙眼果肉多糖的理化性质和免疫活性存在显著性差异,超微粉碎-纤维素酶辅助提取法制备的龙眼果肉多糖表现出较好的免疫调节活性。     

非晶化甲壳素脱乙酰制备高脱乙酰度壳聚糖

对甲壳素进行超微粉碎处理,通过控制碾磨时间,得到结晶度为80.91%、58.06%、31.94%和8.09%等4种甲壳素细粉,再对其和普通粉碎甲壳素的非均相脱乙酰制备壳聚糖的反应进行对比研究。结果表明,随着甲壳素样品结晶度的降低,在相同的脱乙酰反应条件下制备的壳聚糖的脱乙酰度更高。采用单次碱处理的方式,使用普通粉碎甲壳素得到的壳聚糖脱乙酰度为84%,使用结晶度为31.94%和8.09%的甲壳素细粉,壳聚糖脱乙酰度可达90%以上。动力学研究分析,普通粉碎甲壳素和超微粉碎处理得到的4种甲壳素细粉非均相脱乙酰反应的活化能分别为58.71、47.23、42.30、35.44和31.73 kJ/mol,即反应的活化能随结晶度的降低而降低,表明非晶化处理能增强甲壳素非均相脱乙酰反应活性。     

高压微射流处理对大豆分离蛋白结构功能特性及其乳液性质的影响

采用高压微射流技术在不同压力条件下对大豆分离蛋白(SPI)进行处理,分析处理前后SPI结构、功能特性以及乳液性质的变化。结果表明:低压均质处理可使SPI的粒径降低,当均质压力增加至一定程度时,蛋白间的相互作用增加,颗粒粒径增加;均质压力在0～95 MPa范围内随着压力逐渐升高,SPI的溶解性得到了显著改善,而当均质压力增加到125 MPa和155 MPa时,溶解性反而降低;高压均质处理对乳化性的影响与溶解性变化趋势基本吻合;表面疏水性随着压力的增大而增大;内源荧光光谱结果表明,随着均质压力的增大,最大吸收波长红移,荧光强度降低,色氨酸残基暴露于极性环境中; SPI乳液粒径随着均质压力的增大(95 MPa除外)整体依次变小,SPI乳液在压力65 MPa处理时油脂氧化速率最快,SPI乳液在压力125、155 MPa处理时的初级氧化速率要低于未处理的乳液。