研究蛋白质凝胶的技术进展

1、研究蛋白质凝胶的技术进展-DWS 微流变技术介绍凝聚和凝胶过程对起着重要的作用，它们能形成食品所需要的质构，也会带来不需要的沉淀或是分层现象。因此，研究胶体形成的特性对于稳定和形成食品所需结构十分重要，并且通过控制凝胶反应优化过程，提高食品品质。对于食品体系的凝胶和凝聚已经有了深入的研究，但凝聚凝胶现象还鲜有。因为研究凝胶过程有以下：首先，蛋白和多糖是大分子，三维结构描述和定量。其次，凝胶过程是一个复杂的反应体系。例如，球蛋白的凝胶过程，通常分为蛋白分子展开，解聚和聚合，凝聚的步骤。在热变性的过程中，天然蛋白分子伸展，出功能性基团(如巯基和疏水基团)。随后，为了降低体系的能量，蛋白通过形成二硫

2、键或疏水相互作用发生凝聚。当蛋白浓度高于形成凝胶的临界点时，凝聚继续发展形成凝胶结构。在整个反应过程中，最终的凝胶和凝聚体的结构受环境影响(蛋白浓度、pH、离子强度、温度等)很大。食品是个复杂的体系，一些成分会影响蛋白凝聚凝胶的过程如蛋白一蛋白的相互作用，通过改变二硫键形成、疏水相互作用、氢键或是范德华力，改变形成凝胶体的凝胶特性。，DWS于传统的激光散射技术。由于多散射光子叠加，使传统的静态或是动态激光散射技术都不能用于高浓度的 胶体体系，只能分析稀释的悬浊体系，其浓度大约 001。而凝胶化、相分离和絮凝现象发生的浓度，都高于激光散射测量的浓度范围。但 DWS 却可以用于混浊的胶体体系，因此

3、， DWS 可以用于研究剂、胶体、化妆品等领域。DWS 的原理当激光照射到组成胶体的颗粒上时，导致发生和散射而且散射光受颗粒运动状态的影响。DWS 测定的是在颗粒间发生多次散射光子，这时光子的运动途径可以看作随机运动或是散布运动。因此，随时间变化的散射光强度直接与样品中颗粒运动状态有关，测定散射光变化，即可推出颗粒运动状态，进而得出凝聚的状态。DWS 有两种构造类型：同侧型和型，同侧型，收集器和检测器与激光发射源在同一侧；型收集器和检测器与激光发射源在异侧，所以散射激光必须穿过整个悬浊样品，散射激光的强度较高。同侧型的缺点是有时收集的散射光没有发生足够散射，但是它具有激光能量低并且易于安装设备

4、的优点，因此用于食品凝聚凝胶化的研究。DWS 的特点DWS 可以 测定未稀释或是未预处理过样品，得到凝聚颗粒的尺寸、空间相关性的信息。但缺点是：DWS 不能用于已经完全形成的凝胶，因为此时颗粒已经完全，体系中 没有微粒移动，就不能用复杂的相关函数来推导凝胶的信息。文章时没有商业化DWS 设备，只是一些的DWS 设备。因此，当时DWS 的发展受硬件的限制。但是，现在已经有了。法国formulaction 公司推出的第一款商业化的 DWS 微流变仪已与 2012 年正式上市。实际案例：DWS 在蛋白质凝胶凝聚中的应用目前，DWS 主要用于研究初始状态下的食品凝聚凝胶化过程，如通过添加凝乳酶或酸化导

5、致牛奶凝胶化过程，并测定凝胶网络的黏弹性。研究表明，DWS 能够准确测定凝结时间，并且能找到散射光强度变化和形成结构弹性之间的联系。 DWS 通过测定光子运动平均行程(l*)的变化，发现使用凝乳酶和酸凝固的酪蛋白凝胶差异明显。参数l*是性 DWS 特有的表征微观结构发展变化和不同类型凝胶形成机理的指标。凝胶化过程中，l*的变化要早于颗粒凝聚尺寸变化和流变学变化。在酸化和凝乳酶诱导的凝胶体系中，随时间变化，两者的 l*不同，所以证明在两种凝胶化过程中蛋白质问不同的相互作用类型。以上结果表明，牛奶中的酪蛋白胶束在未发牛凝聚时，已经被乳清蛋白和 K酪蛋白形成的微弱的凝胶网络限制了移动，并最终发生凝聚。这一假设通过使用改变牛奶中酪蛋白胶束和乳清蛋白比例，得以验证。结论食品的凝胶研究是一个非常具有