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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型天然乳化劑甜菜果膠的乳化穩(wěn)定性研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 作品通過(guò)在甜菜渣中提取甜菜果膠，然后利用甜菜果膠與蛋白質(zhì)的復(fù)合凝聚來(lái)實(shí)現(xiàn)甜菜果膠乳液穩(wěn)定性的提高，解決了甜菜果膠乳液長(zhǎng)期穩(wěn)定性差的應(yīng)用瓶頸。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品首先進(jìn)行甜菜果膠和牛血清蛋白兩個(gè)單因素實(shí)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)定它們?cè)诓煌琾H、不同濃度下乳液粒徑的大小，觀察它們的乳液穩(wěn)定性隨時(shí)間的變化。然后通過(guò)電位分析，從電位配合角度初步確定實(shí)驗(yàn)比較適宜的pH。再根據(jù)混合物相互作用分析和混合比例的影響，觀察不同BSA和SBP混合比例下乳液粒徑的變化并初步確定它們適宜的比例和合適pH條件。最后通過(guò)對(duì)BSA和SBP復(fù)合凝聚后乳液的短期和長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究，可以確定在pH4條件下，向SBP溶液中加入少量的BSA能很好地提高SBP的乳化活性，并且能保證乳液長(zhǎng)期穩(wěn)定。因此，甜菜果膠與蛋白質(zhì)形成的可溶性復(fù)合物及納米復(fù)合物作為提高甜菜果膠的乳化活性和乳液穩(wěn)定性可行、科學(xué)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 撰寫(xiě)目的：希望通過(guò)甜菜果膠與蛋白質(zhì)的復(fù)合凝聚來(lái)實(shí)現(xiàn)甜菜果膠乳液穩(wěn)定性的提高，解決甜菜果膠乳液長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差這一應(yīng)用瓶頸。 基本思路：通過(guò)甜菜果膠與具有典型代表的牛血清蛋白之間相互作用的測(cè)定、單因素實(shí)驗(yàn)以及混合凝聚后的乳化作用，得到適宜pH和BSA/SBP比例條件下兩者共同具有的良好的乳化活性。該條件保證了乳液的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：甜菜果膠結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)具有親油性，而多糖分子上的羥基結(jié)構(gòu)與水分子產(chǎn)生氫鍵相互作用具有親水性，這使它具有兩親性，有表面活性劑功能及一定的乳化能力。 先進(jìn)性及獨(dú)特之處：復(fù)合凝聚為綠色技術(shù)，最大限度保留了甜菜果膠的天然性，對(duì)其在食品、化妝品等工業(yè)中的應(yīng)用無(wú)負(fù)面影響。而且利用甜菜果膠與蛋白質(zhì)形成的可溶性復(fù)合物及納米復(fù)合物來(lái)提高甜菜果膠乳液穩(wěn)定性的方法尚無(wú)報(bào)道和應(yīng)用。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 實(shí)際應(yīng)用價(jià)值：目前甜菜渣的主要用途是加工成顆粒飼料后作畜禽養(yǎng)殖，附加值很低。該研究成果可為甜菜渣的增值利用提供技術(shù)基礎(chǔ)，帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益。 現(xiàn)實(shí)意義：與傳統(tǒng)的柑橘皮和蘋果渣提取的果膠相比，甜菜果膠幾乎不具備凝膠性質(zhì)，但其擁有良好的乳化香料乳液、穩(wěn)定奶酪制品、微膠囊包裹性能等優(yōu)點(diǎn)。甜菜果膠乳液長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差這一技術(shù)瓶頸的解決，一定會(huì)使其在食品、化妝品和制藥等工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 作品通過(guò)在甜菜渣中提取甜菜果膠，然后利用甜菜果膠與蛋白質(zhì)的復(fù)合凝聚來(lái)實(shí)現(xiàn)甜菜果膠乳液穩(wěn)定性的提高，擬解決甜菜果膠乳液長(zhǎng)期穩(wěn)定性差的應(yīng)用瓶頸。該技術(shù)綠色、環(huán)保，不涉及化學(xué)反應(yīng)。甜菜果膠的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)沒(méi)有改變，最大限度地保留了甜菜果膠的天然性，而且此方法尚無(wú)報(bào)道和應(yīng)用。而目前甜菜渣主要由制糖工業(yè)產(chǎn)生，加工后被用作畜禽養(yǎng)殖的飼料，附加值很低，但果膠市場(chǎng)的價(jià)格卻十分可觀。該應(yīng)用瓶頸的突破，一定會(huì)大大提高甜菜渣的附加值。湖北省是糖用甜菜的種植地之一，其中恩施地區(qū)尤為出名。該作品的研究成果可為湖北省甜菜渣的增值利用提供技術(shù)基礎(chǔ)，帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益。本作品旨在為解決這一技術(shù)瓶頸提供參考和依據(jù)，一旦成功，這必將成為甜菜渣高附加值利用的最重要途徑，也是新時(shí)代生物技術(shù)發(fā)展的重要方向。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 現(xiàn)有技術(shù)參考： 多糖蛋白質(zhì)復(fù)合凝聚技術(shù)可作為本作品有價(jià)值的技術(shù)參考。 參考文獻(xiàn)： [1]血清白蛋白從不同果膠凝膠微丸中的釋放，《中國(guó)藥學(xué)雜志》，2008年18期 。 [2]李兆龍，甜菜果膠[J]. 食品工業(yè),浙江省科技情報(bào)研究所,1991年第三期。 [3] Andrew R. Kirby & Alistair J. MacDougall & Victor J，MorrisSugar Beet Pect- in-Protein Complexes. 18 February 2006. [4] Chee Kiong Siew & Peter A. Williams，Role of Protein and Fer- ulic .Acid in the Emulsification Properties of Sug-ar Beet Pectin . [J]. Agric. Food Chem. 2008, 56, 4164–4171. [5] Christophe Schmitt, Christian Sanch-ez,* Sylvie Desobry-Banon, and Jo?l Har-dy，Structure and Technofunctional Prop-erties of prot- in-Polysaccharide. Food Science and Nutrition.6 August 2009. [6] Chee Kiong Siew & Peter A. Williams，Characterization of the Surface-Acti-ve Components of Sugar Beet Pectin and the Hydrody- namic Thickness of the Ads-orbed Pectin Layer.[ J]. Agric. 2008, 56, 8111–8120.
同類課題研究水平概述
- 國(guó)際上有關(guān)甜菜果膠的研究主要集中在優(yōu)化提取條件和確立分子結(jié)構(gòu)特性與乳化性質(zhì)的關(guān)系。甜菜果膠的提取方法已較為成熟，主要以酸法萃取為主。Mesbahi（Food Hydrocolloids，2005， 19,731）和Yapo（Food Chemistry，2007,100,1356）等詳細(xì)研究了提取條件與甜菜果膠化學(xué)組成、分子量以及最終凝膠和乳化性質(zhì)之間的關(guān)系。有關(guān)結(jié)構(gòu)研究表明，與傳統(tǒng)的果膠相比，甜菜果膠含有較多的中性支鏈，較高的乙?；群头又浚‵unami，F(xiàn)ood Hydrocolloids，2010，ASA-P）。 很重要的特點(diǎn)是甜菜果膠含有較高的蛋白質(zhì)成分，有相當(dāng)?shù)墓z-蛋白質(zhì)復(fù)合物（Kirby，F(xiàn)OBI， 2006,1， 51）。Funami 等人的研究表明這些蛋白質(zhì)復(fù)合物以及中性支鏈對(duì)甜菜果膠的乳液穩(wěn)定性至關(guān)重要。Williams等人（ Journal of Agric-ultural and Food Chemistry，2005,53, 3592；2008,56,4164；2008,56,8111）詳細(xì)闡明了甜菜果膠的乳化機(jī)理，發(fā)現(xiàn)乳化活性和乳液穩(wěn)定性與蛋白質(zhì)含量、中性支鏈以及酚酯含量有關(guān)。此外，多分子層吸附在甜菜果膠穩(wěn)定乳液中發(fā)揮重要的作用。甜菜果膠不具備凝膠特性，但是Thiba-ult等人（Carbohydrate Polymers。1999， 33,265）報(bào)道通過(guò)漆酶氧化交聯(lián)阿魏酸基可實(shí)現(xiàn)甜菜果膠的凝膠。國(guó)際研究基本已闡明了甜菜果膠的乳化機(jī)理，其作為新型天然乳化劑必將具有巨大潛力。如何解決其乳液穩(wěn)定性較差將是今后推廣應(yīng)用面臨的一重要課題。Funami等人報(bào)道了通過(guò)加熱改性甜菜果膠的方法來(lái)提高其乳液穩(wěn)定性，但是其效果并非明顯。 國(guó)內(nèi)有關(guān)甜菜果膠的研究主要以提取工藝為主（中國(guó)甜菜糖業(yè)，2004,3,16）以及轉(zhuǎn)化為膳食纖維。有關(guān)優(yōu)化其功能性，特別是提高乳化活性和解決乳液穩(wěn)定性的研究還不多。甜菜果膠乳化功能性的精細(xì)開(kāi)發(fā)是決定其能否得到大范圍推廣應(yīng)用的重要因素。
