研究蛋白質(zhì)凝膠的技術(shù)進(jìn)展

1、研究蛋白質(zhì)凝膠的技術(shù)進(jìn)展-DWS 微流變技術(shù)介紹凝聚和凝膠過程對起著重要的作用，它們能形成食品所需要的質(zhì)構(gòu)，也會帶來不需要的沉淀或是分層現(xiàn)象。因此，研究膠體形成的特性對于穩(wěn)定和形成食品所需結(jié)構(gòu)十分重要，并且通過控制凝膠反應(yīng)優(yōu)化過程，提高食品品質(zhì)。對于食品體系的凝膠和凝聚已經(jīng)有了深入的研究，但凝聚凝膠現(xiàn)象還鮮有。因為研究凝膠過程有以下：首先，蛋白和多糖是大分子，三維結(jié)構(gòu)描述和定量。其次，凝膠過程是一個復(fù)雜的反應(yīng)體系。例如，球蛋白的凝膠過程，通常分為蛋白分子展開，解聚和聚合，凝聚的步驟。在熱變性的過程中，天然蛋白分子伸展，出功能性基團(tuán)(如巰基和疏水基團(tuán))。隨后，為了降低體系的能量，蛋白通過形成二硫

2、鍵或疏水相互作用發(fā)生凝聚。當(dāng)?shù)鞍诐舛雀哂谛纬赡z的臨界點時，凝聚繼續(xù)發(fā)展形成凝膠結(jié)構(gòu)。在整個反應(yīng)過程中，最終的凝膠和凝聚體的結(jié)構(gòu)受環(huán)境影響(蛋白濃度、pH、離子強(qiáng)度、溫度等)很大。食品是個復(fù)雜的體系，一些成分會影響蛋白凝聚凝膠的過程如蛋白一蛋白的相互作用，通過改變二硫鍵形成、疏水相互作用、氫鍵或是范德華力，改變形成凝膠體的凝膠特性。，DWS于傳統(tǒng)的激光散射技術(shù)。由于多散射光子疊加，使傳統(tǒng)的靜態(tài)或是動態(tài)激光散射技術(shù)都不能用于高濃度的 膠體體系，只能分析稀釋的懸濁體系，其濃度大約 001。而凝膠化、相分離和絮凝現(xiàn)象發(fā)生的濃度，都高于激光散射測量的濃度范圍。但 DWS 卻可以用于混濁的膠體體系，因此

3、， DWS 可以用于研究劑、膠體、化妝品等領(lǐng)域。DWS 的原理當(dāng)激光照射到組成膠體的顆粒上時，導(dǎo)致發(fā)生和散射而且散射光受顆粒運動狀態(tài)的影響。DWS 測定的是在顆粒間發(fā)生多次散射光子，這時光子的運動途徑可以看作隨機(jī)運動或是散布運動。因此，隨時間變化的散射光強(qiáng)度直接與樣品中顆粒運動狀態(tài)有關(guān)，測定散射光變化，即可推出顆粒運動狀態(tài)，進(jìn)而得出凝聚的狀態(tài)。DWS 有兩種構(gòu)造類型：同側(cè)型和型，同側(cè)型，收集器和檢測器與激光發(fā)射源在同一側(cè)；型收集器和檢測器與激光發(fā)射源在異側(cè)，所以散射激光必須穿過整個懸濁樣品，散射激光的強(qiáng)度較高。同側(cè)型的缺點是有時收集的散射光沒有發(fā)生足夠散射，但是它具有激光能量低并且易于安裝設(shè)備

4、的優(yōu)點，因此用于食品凝聚凝膠化的研究。DWS 的特點DWS 可以 測定未稀釋或是未預(yù)處理過樣品，得到凝聚顆粒的尺寸、空間相關(guān)性的信息。但缺點是：DWS 不能用于已經(jīng)完全形成的凝膠，因為此時顆粒已經(jīng)完全，體系中 沒有微粒移動，就不能用復(fù)雜的相關(guān)函數(shù)來推導(dǎo)凝膠的信息。文章時沒有商業(yè)化DWS 設(shè)備，只是一些的DWS 設(shè)備。因此，當(dāng)時DWS 的發(fā)展受硬件的限制。但是，現(xiàn)在已經(jīng)有了。法國formulaction 公司推出的第一款商業(yè)化的 DWS 微流變儀已與 2012 年正式上市。實際案例：DWS 在蛋白質(zhì)凝膠凝聚中的應(yīng)用目前，DWS 主要用于研究初始狀態(tài)下的食品凝聚凝膠化過程，如通過添加凝乳酶或酸化導(dǎo)

5、致牛奶凝膠化過程，并測定凝膠網(wǎng)絡(luò)的黏彈性。研究表明，DWS 能夠準(zhǔn)確測定凝結(jié)時間，并且能找到散射光強(qiáng)度變化和形成結(jié)構(gòu)彈性之間的聯(lián)系。 DWS 通過測定光子運動平均行程(l*)的變化，發(fā)現(xiàn)使用凝乳酶和酸凝固的酪蛋白凝膠差異明顯。參數(shù)l*是性 DWS 特有的表征微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展變化和不同類型凝膠形成機(jī)理的指標(biāo)。凝膠化過程中，l*的變化要早于顆粒凝聚尺寸變化和流變學(xué)變化。在酸化和凝乳酶誘導(dǎo)的凝膠體系中，隨時間變化，兩者的 l*不同，所以證明在兩種凝膠化過程中蛋白質(zhì)問不同的相互作用類型。以上結(jié)果表明，牛奶中的酪蛋白膠束在未發(fā)牛凝聚時，已經(jīng)被乳清蛋白和 K酪蛋白形成的微弱的凝膠網(wǎng)絡(luò)限制了移動，并最終發(fā)生凝聚。這一假設(shè)通過使用改變牛奶中酪蛋白膠束和乳清蛋白比例，得以驗證。結(jié)論食品的凝膠研究是一個非常具有