高压均质诱导果胶的分子结构、构象行为和功能性质的变化及其相互关系

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31260386
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    45.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2006.食品加工与制造
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Pectin has been widely used in food, pharmaceutical and cosmetic industries. However, some processing such as heating, acid or enzymatic hydrolysis, and mechanical forces always lead to pectin degradation and decrease of functional properties. Our previous study has pointed out that pectin was significantly degraded by high pressure homogenization and the mechanism of degradation was investigated, but the change of pectin structure, conformation, functional properties and their relationships keep unknown. In this work, pectin is treated by dynamic high pressure microfluidization, which is an emerging high pressure homogenization technology. The factors that influencing the degradation of pectin are evaluated by characterizing the change of functional properties (gelling properties, apparent viscosity, emulsion stabilizing properties and clarity) treated at different conditions. Though seperating and characterizing the degraded pectin, the model of chain scission and the connection of sugar residues are also proposed, and the molecular model of pectin is constructed. The change of functional properties is explained by analyzing the change of structure (methoxyl group, acetyl group, reducing sugar ends, unsaturated bond, molecular weight and particle size and their distribution) and especially by determining the change of conformation (circular dichroism, radius of gyration, hydrodynamic radius, flexibility). Then the relationship between structure, conformation and functional properties can be understand. This project provides theory evidence to explain the change of stucture and functional properties during pectin degradation, and offer an academic reference for analysis the fine structure of pectin.
果胶在食品、医药和化妆品行业应用广泛,然而加热、酸处理、酶解、机械作用等加工手段常引起果胶降解和功能性降低。前期研究发现高压均质对果胶有明显降解作用并探讨了其降解机制,但分子结构、构象行为和功能性质变化关系有待深入探讨。由此,本项目以动态高压微射流为高压均质手段,通过测定不同降解条件下果胶功能性质(凝胶性、表观粘度、乳化稳定性、持水性、澄清度)的变化,分析高压均质降解果胶的影响因素;通过对果胶降解组分的分级和糖链结构鉴定,推导果胶链断裂形式和果胶链的连接关系,构建果胶的分子模型;通过分子结构(甲氧基、乙酰基、还原末端及双键含量、分子量和粒径及其分布等),特别是构象行为(圆二性、回旋半径、水动力学半径、分子柔韧性等)的变化来探讨果胶功能性质改变的原因,揭示果胶分子结构、构象行为和功能性质间的相互关系,为解释果胶降解过程中结构与性质发生改变提供理论依据,为果胶大分子精细结构的解析提供理论参考。

结项摘要

果胶在食品、医药和化妆品行业应用广泛,然而加热、酸处理、酶解、机械作用等加工手段常引起果胶降解和功能性降低。关于动态高压微射流处理对果胶分子结构、构象行为和功能性质变化关系有待深入探讨。由此,本项目以动态高压微射流(DHPM)为高压均质手段,通过测定不同降解条件下果胶功能性质的变化,分析高压均质降解果胶的影响因素,表明随着DHPM处理压力和次数的增加,果胶浊度、凝胶强度、硬度、咀嚼性、胶着性逐渐降低,粘着性则逐渐增加;流变性研究表明处理后果胶呈典型凝胶状(G’>G’’),且随着处理强度的增加果胶的储藏模量和损失模量降低,果胶形成凝胶需要更低的温度。通过超滤对果胶降解组分进行分级和糖链结构鉴定,推导果胶链断裂形式和果胶链的连接关系,构建了果胶的分子模型和微射流降解模型,在天然的状态下,果胶可被机械力作用和氢离子攻击的位点是有限的,而在微射流处理过程中,果胶链可能被机械力打开和伸展,伸展的果胶链不仅更加容易受到机械力的作用,也更容易受到H+的攻击造成表观粘度,分子量以及粒径降低,还原糖含量升高,表观形貌从片状向多孔碎片转变。分子量的降低和还原糖含量升高间存在线性关系,表明果胶的降解发生在糖苷键。动态高压微射流处理过程中,酸水解扮演了重要的角色,使得微射流降解果胶行为类似于酸降解,中性糖间的糖苷键比半乳糖醛酸间的糖苷键更加容易断裂;通过分子结构,特别是构象行为的变化来探讨果胶功能性质改变的原因,揭示果胶分子结构、构象行为和功能性质间的相互关系,表明动态高压微射流处理过程中分子量、粒径的降低,表观形貌从片状向多孔碎片转变,还原糖含量升高,从而造成果胶功能特性诸如浊度、凝胶强度、硬度、粘度的改变等,而果胶分子构象的聚集或卷曲,减弱DHPM对果胶的降解,本项目为解释果胶降解过程中结构与性质发生改变提供理论依据,为果胶大分子精细结构的解析提供理论参考。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
南酸枣果胶性质研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈军;刘伟;刘成梅;刘继延
  • 通讯作者:
    刘继延
Effect of dynamic high pressure microfluidization modified insoluble dietary fiber on gelatinization and rheology of rice starch
动态高压微流化改性不溶性膳食纤维对大米淀粉糊化和流变的影响
  • DOI:
    10.1016/j.foodhyd.2016.01.015
  • 发表时间:
    2016-06-01
  • 期刊:
    FOOD HYDROCOLLOIDS
  • 影响因子:
    10.7
  • 作者:
    Liu, Cheng-mei;Liang, Rui-hong;Chen, Jun
  • 通讯作者:
    Chen, Jun
Issues deserve attention in encapsulating probiotics: Critical review of existing literature
益生菌封装中值得关注的问题:现有文献的批判性回顾
  • DOI:
    10.1080/10408398.2014.977991
  • 发表时间:
    2017-01-01
  • 期刊:
    CRITICAL REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND NUTRITION
  • 影响因子:
    10.2
  • 作者:
    Chen, Jun;Wang, Qi;Gong, Joshua
  • 通讯作者:
    Gong, Joshua
果胶酶澄清南酸枣汁的工艺优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘继延;刘成梅;刘伟;陈军
  • 通讯作者:
    陈军
Pectic-oligosaccharides Prepared by Dynamic High-pressure Microfluidization and Their in vitro Fermentation Properties
动态高压微流化制备果胶低聚糖及其体外发酵性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Carbohydrate Polymers
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Ti Li;Chengmei Liu;Shuangshuang Wu;Zhaojun Wang
  • 通讯作者:
    Zhaojun Wang

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其他文献

Relating physicochemical properties of alginate-HMP complexes to their performance as drug delivery systems
将藻酸盐-HMP 复合物的理化性质与其作为药物输送系统的性能联系起来
  • DOI:
    10.1080/09205063.2017.1393176
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Journal of Biomaterials Science: Polymer Edition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘成梅;贺小红;梁瑞红;刘伟;郭文丽;陈军
  • 通讯作者:
    陈军
不同酯化度的柑橘果胶对Pb2+的吸附作用影响及其机理研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    食品工业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁瑞红;李鹏琳;贺小红;况苗苗;陈军;刘成梅
  • 通讯作者:
    刘成梅
淀粉直/支比对高酯果胶凝胶性质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国食品学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡小雪;刘成梅;梁瑞红;陈军;陈瑞云;贺小红
  • 通讯作者:
    贺小红
微波降解果胶对其流变性质的影响及动力学
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁瑞红;王淑洁;贺小红;陈军;李鹏林;郭小娟
  • 通讯作者:
    郭小娟
动态高压微射流处理顺序对果胶-乳铁蛋白复合物结构及性质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁瑞红;华慧;王学栋;李娅;刘成梅;陈军
  • 通讯作者:
    陈军

其他文献

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梁瑞红的其他基金

基于无蛋白假酸浆籽果胶的新型果胶乳化模型构建
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于无蛋白假酸浆籽果胶的新型果胶乳化模型构建
  • 批准号:
    32260559
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33.00 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
果胶吸附重金属的作用机理及与分子结构间的关系研究
  • 批准号:
    31660488
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    39.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 资助金额:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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