[发明专利]一种自组装多层次动物源蛋白水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种自组装多层次动物源蛋白水凝胶及其制备方法和应用，属于蛋白水凝胶技术领域。本发明通过控制pH值，改变静电斥力，使肌球蛋白发生不同程度的聚集，形成肌球蛋白聚集体，在加热过程中肌球蛋白聚集体进行自组装，聚集体的形态、粒径和电位均发生变化，蛋白质二级结构发生转变，形成多层次(二维和三维网状结构)水凝胶，该水凝胶的平均粒径较小(纳米水平)，稳定性高；α‑螺旋含量较高，β‑折叠含量较低，α‑螺旋转换到β‑折叠程度较低，在此二级结构下，水凝胶形成一定规则排布的特征形态，并能使体系形成稳定的乳化凝胶体系，增加体系黏弹特性，进而能够较好的吸附油脂以及递送活性成分，拓宽水凝胶在食品中的应用领域。

技术领域

本发明涉及蛋白水凝胶技术领域，尤其涉及一种自组装多层次动物源蛋白水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

天然蛋白水凝胶无毒、可降解、具有三维网状结构，可作为生物活性成分载体和保护体等功能材料，因此具有很强的吸引力，可通过静电相互作用和热凝胶作用进行制备。肌球蛋白是一种主要的肉类蛋白，在保水、乳化和凝胶特性中起着重要作用。肌球蛋白具有双头结构的Y形特征，具有柔韧的颈部区域，包含肌球蛋白轻链和较长的盘卷尾域，由两条约220kDa的重链和四条约16～25kDa的轻链组成。在乳化肉制品中，肌球蛋白发生凝胶化，形成三维网络，凝胶网络由于肌球蛋白的聚集行为而具有特殊的结构，并且通过化学键的相互作用而受到肌球蛋白聚集体形态的严重影响。蛋白质聚合的过程是由于自组装行为主要取决于内部相互作用的综合效应，包括静电相互作用、疏水相互作用、氢键、范德华力和外部环境因素，如变性温度、离子强度和pH。其中，pH和离子强度对热聚集行为具有显著影响。已有研究表明：在低温(4℃)条件下，NaCl浓度对自组装肌球蛋白团聚体的微观结构和尺寸分布有明显影响。水凝胶是pH与热诱导聚集行为的最终产物，其形成也受特征形貌的影响。

自组装蛋白的来源包括动物蛋白、植物蛋白和微生物蛋白，其中动物蛋白包括牛奶中酪蛋白和乳清蛋白、鸡蛋蛋清蛋白、胶原和明胶以及肉蛋白中肌球蛋白。在动物蛋白中，乳蛋白是研究最多的自组装结构之一，例如：自组装的乳清分离蛋白水凝胶在pH值为5.8的水溶液中加热时可以形成球形颗粒聚集体。这些粒子直径在100nm～1μm，形成高度稳定的微凝胶。此外，NaCl和CaCl₂浓度增加了乳清分离蛋白的自组装，提高了水凝胶的硬度，这种行为与蛋白质的净负电荷减少有关。并且自组装的乳清分离蛋白水凝胶可以抵抗胃消化，因此可以作为游离脂肪酸的载体，以改善食物消化。

目前，肌肉中肌球蛋白自组装的研究主要集中在离子强度和pH对其形态、表面电荷以及结构的影响，而对递送活性成分、脂类物质的研究较少。因此，开发高营养多层次肌球蛋白水凝胶传递体系，提高肌球蛋白的应用价值，拓展肌球蛋白在食品材料方面的研究领域，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自组装多层次动物源蛋白水凝胶及其制备方法和应用，所制备的自组装多层次动物源蛋白水凝胶具有高黏弹特性，能够较好的吸附油脂并递送活性成分。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种自组装多层次动物源蛋白水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将肌球蛋白分散于磷酸盐缓冲液中，得到肌球蛋白分散体，调节pH值至5.0～9.0，加热后，得到自组装多层次动物源蛋白水凝胶；

所述加热的温度为75～95℃，时间为30～45min。

优选的，所述肌球蛋白来源于猪。

优选的，所述磷酸盐缓冲液的pH值为7.0，浓度为20mmol，所述磷酸盐缓冲液的成分包括氯化钠，所述氯化钠的浓度为0.2～0.6mol/L。

优选的，所述肌球蛋白分散体的浓度为10～40mg/mL。

优选的，调节pH值至5.0～9.0前，将所述肌球蛋白分散体进行搅拌。