大豆蛋白酶解-接枝复合改性产物作为微胶囊壁材的应用研究文献综述
2020-05-11 23:30:35
文 献 综 述
微胶囊是指由天然或人工合成的高分子材料研制而成的具有聚合物壁壳的微型容器包装物。其大小在几微米至几百微米范围内(直径一般在5-200μm),需要通过显微镜才能观察到[1]。微胶囊制备的过程中,壁材的组成与选择对微胶囊的性质至关重要,而这也是获得高微胶囊化效率、性能优越的微胶囊产品的重要条件之一。
常见的微胶囊主要是碳水化合物、蛋白质和复配壁材[2],复配壁材常常能满足理想的微胶囊壁材所需的条件。蛋白质酶解改性后与多糖接枝复合改性产物具有良好的溶解性、乳化性和抗氧化能力[3],是较好的微胶囊壁材,能够有效的保护芯材,提高微胶囊的稳定性。
1.1蛋白质酶解
蛋白质酶解是一种常用的蛋白质改性技术,是利用蛋白酶的内切作用及外切作用,将蛋白分子降解成肽类以及更小的氨基酸分子的过程,其产物的理化特性较原始蛋白有所改变[4]。因为限制性水解可实现DH和酶解产物多样性的调控,可生产具有优良加工特性的功能性蛋白或具有特殊生理活性的肽,所以通常采用蛋白酶的有限水解[5]。
一般说来, 蛋白酶的限制性水解可提高蛋白质的溶解性、乳化性和发泡性。合理地控制蛋白水解反应,生产生物活性肽,尤其是磷酰肽,具有促进钙、铁及其他微量元素吸收,防止骨中钙流失的作用[6]。韦慧娟等[7]采用胰蛋白酶酶解乳清浓缩蛋白,发现乳清蛋白酶解物对干酪乳杆菌具有促生长作用,其中低分子肽是促进干酪乳杆菌生长的主要成分。银波采用[8]碱性蛋白酶Alcalase水解大米蛋白的产物溶解度、乳化性和起泡性均有改善。饶胜其等[9]分别采用胃蛋白酶和碱性蛋白酶对鸡蛋清蛋白和大豆蛋白进行单酶和双酶酶解,筛选得到抗氧化活性较高的鸡蛋清蛋白酶解液Ⅰ(A-P)H和大豆蛋白酶解液ⅡPH,研究发现酶解液Ⅰ(A-P)H与ⅡPH具有显著的协同作用,抗氧化能力较强。蛋白质经可控酶解能显著提高其原有功能性,同时赋予其新的加工特性。
1.2接枝改性
接枝改性是指大分子链上通过化学键结合适当的支链或功能性侧基从而改变性质,反应所形成的产物称作接枝共聚物。接枝共聚物的性能决定于主链和支链的组成,结构,长度以及支链数。长支链的接枝物类似共混物,支链短而多,大接枝物则类似无规共聚物。通过共聚,可将两种性质不同的聚合物接枝在一起,形成性能特殊的接枝物。因此,聚合物的接枝改性,已成为扩大聚合物应用领域,改善高分子材料性能的一种简单又行之有效的方法。目前,接枝改性已被应用于生物、材料等行业。
1.3蛋白质-多糖接枝改性
蛋白质糖基化改性是蛋白质化学改性的一种,通过美拉德反应完成的。反应分为三个阶段,第一阶段:还原糖的羰基与具有自由氨基的化合物之间进行加成反应生成N-糖基胺,经Amadori重排形成1-氨基-1-脱氧-2-酮糖。第二阶段:pH≤7,Amiadori产物在1,2位置上烯醇化产生糠醛或经甲基糠醛;pH≥7,Amiadori产物在2,3位置上烯醇化产生还原酮类和一类裂解产物。所有这些产物都具有较高的活性,进一步参与反应:碳基与自由氨基加成,二羰基化合物与不同的特殊醛类及氨基酮进行Strecker降解。第三阶段:成环、脱水、重排、异构等一系列反应均在进行,高级美拉德反应阶段形成的众多活性中间体,又可继续与氨基酸反应,最终都生成类色素-褐色含氮色素,此过程包括醇醛缩合、醛氨聚合、环化合反应等。影响美拉德反应的因素pH值、湿度、反应时间、离子强度等。