食品天然高分子中相分离与凝胶化的耦合研究

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基本信息

  • 批准号：
    31171751
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    50.0万
  • 负责人：
    方亚鹏
  • 依托单位：
    湖北工业大学
  • 学科分类：
    C2002.食品生物化学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

本项目研究异种电荷食品天然高分子混合溶液中不同相分离的转化、共存及其与凝胶化的耦合。改变温度、pH、离子强度、浓度、混合比率、分子量、电荷密度等参数，研究混合溶液的相分离行为，建立包含结合型与隔离型相分离的完整相图。探索相分离行为与分子构象有序化、凝胶化之间的关系，分析热力学和动力学因素。研究不同分子参数和实验条件下相分离与凝胶化的耦合，认识耦合过程对体系微相结构、力学特性的影响。建立实验参数-相分离/凝胶化耦合-微结构-力学性质四者之间的关系，为天然高分子混合体系在轻工产品特别是食品中的物性设计应用提供必要的理论基础。

结项摘要

利用食品天然高分子的相分离，结合多样的分子构象转变和凝胶化，可灵活设计食品的微结构、力学性质和功能性，具有重要的理论和应用价值。本项目选取明胶/卡拉胶、beta-乳球蛋白/卡拉胶、牛血清蛋白/甜菜果胶等典型多糖/蛋白质混合体系为研究对象，建立了不同实验条件下混合体系的复杂相图，分析了不同相分离（结合型、隔离型）转化、共存的行为和规律。研究了相分离与分子构象转变/凝胶化之间的耦合关系及其对混合体系微相结构和力学性质的影响，初步阐明了调控机理。针对静电复合凝聚，从分子水平上研究了静电复合物的结构演化过程，建立了实验参数-分子结构-相图-乳化功能性四者间的关系，阐明了界面吸附和稳定机理。重要研究结果和科学意义如下：.（1）详细绘制了明胶/卡拉胶混合体系的复杂相图，确立了七种截然不同的相行为。首次提出了氢键诱导的复合凝聚，对完善和丰富食品天然高分子的相分离理论具有重要意义。.（2）从实验和理论两个层面，阐明了结合型相分离与分子构象转变的耦合关系。发现分子构象有序化对静电复合凝聚的影响主要体现在特异性离子络合和分子结构硬化。特异性离子络合可抑制或增强静电复合凝聚，而分子结构硬化则倾向于解离复合凝聚。该结果对理解生命过程中的蛋白/电解质相互作用具有参考价值，对指导静电复合凝聚在食品中的应用具有指导意义。.（3）实验结果表明静电复合凝聚对食品天然高分子构象转变和凝胶化也具有重要影响。静电复合凝聚既可促进也可抑制分子构象转变，这主要由蛋白质的分子量决定。该结果为调控食品天然高分子的构象转变、凝胶化和凝胶性质提供了新的技术途径。.（4）在pH-混合比率坐标系下，建立了结合型相分离的完整相图，提出了分子内复合物的新相区，修正了人们对多糖/蛋白质静电复合物形成临界区间的传统认识。可溶性分子内复合物具备优越的乳化活性和乳液稳定性，对稳定食品油水乳液具有重要的指导意义。.围绕上述结果，在Langmuir、 J. Colloid Interface Sci.、 J. Phys. Chem. B等权威杂志上已发表论文14篇，SCI/EI收录论文10篇，尚有3篇SCI论文处于投稿或撰写中。申请/授权专利2项，培养硕士生4名，联合培养博士生2名。项目负责人方亚鹏获得国家优秀青年科学基金资助，并荣获2012年国际食品科技联合会优秀青年科学家奖。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Hydrogen bonding enhances the electrostatic complex coacervation between kappa-carrageenan and gelatin
氢键增强了κ-卡拉胶和明胶之间的静电复合凝聚
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Colloids and Surfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Zhang, Ke;Fang, Yapeng;Nishinari, Katsuyoshi;Phillips, Glyn O.
  • 通讯作者：
    Phillips, Glyn O.
Synthesis and antioxidant properties of gum arabic-stabilized selenium nanoparticles
阿拉伯树胶稳定硒纳米粒子的合成及其抗氧化性能
  • DOI：
    10.1016/j.ijbiomac.2014.01.011
  • 发表时间：
    2014-04-01
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES
  • 影响因子：
    8.2
  • 作者：
    Kong, Huiling;Yang, Jixin;Phillips, Glyn O.
  • 通讯作者：
    Phillips, Glyn O.
Critical Behaviour of Gelation of Alginate/Xanthan Mixtures Induced by Ca2+ Ions
Ca2 离子诱导海藻酸盐/黄原胶混合物凝胶化的关键行为
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Acta Polymerica Sinica
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Meng Zhao;Ya-peng Fang;Katsuyoshi Nishinari;Glyn O.Phillips
  • 通讯作者：
    Glyn O.Phillips
大豆分离蛋白与甜菜果胶静电复合过程的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    食品工业科技
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    章轶锋;李玉辉;孔慧玲;方亚鹏
  • 通讯作者：
    方亚鹏
Sucrose release from polysaccharide gels-a review
多糖凝胶中蔗糖的释放——综述
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Food & Function, 2016, DOI:10.1039/C5FO01400J
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Nishinari, Katsuyoshi;Fang, Yapeng
  • 通讯作者：
    Fang, Yapeng

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  • 通讯作者：
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  • 通讯作者：
    方亚鹏

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蛋白质聚集状态影响蛋白质/多糖静电复合及界面/乳化特性的机制研究
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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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