国家自然科学基金中标申报书

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1、申请代码： C01050402受理部门： 收件日期：受理编号：解 除 保 护国家自然科学基金申 请 书资助类别：面上项目亚类说明：自由申请项目附注说明： 项目名称：超高压牛奶乳清蛋白与甘薯淀粉混合凝胶形成机理及营养活性分析申 请 者：孙艳丽 电话： 62815541 依托单位：中国农业科学院农产品加工研究所 通讯地址：北京市海淀区圆明园西路 2 号 邮政编码：100094 单位电话：62815952 电子邮件： 申报日期： 2007 年 3 月 28 日国家自然科学基金委员会 国家自然科学基金申请书第 2 页 版本 1.006.297基本信息 yoKWT/OQ姓名 孙 艳 丽 性别 女 出生年

2、月 1969 年 12 月 民族 汉族学位 硕士 职称 副研究员 主要研究领域 食品化学与营养 电话 62815541 电子邮件 传真 个人网页 工作单位 中国农业科学院农产品加工研究所 申 请 者 信 息在研项目批准号 名称 中 国 农 业 科 学 院 农 产 品 加 工 研 究 所 代 码 90000197 联系人 董维 电子邮件 依托单位信息电话 62815952 网站地址 单 位 名 称 代 码首 都 医 科 大 学 10005404 合作单位信息在 此 录 入 修 改 项目名称 超 高 压 牛 奶 乳 清 蛋 白 与 甘 薯 淀 粉 混 合 凝 胶 形 成 机 理 及 营 养 活

3、 性 分 析资助类别 面上项目 亚类说明 自由申请项目 附注说明 申请代码 C01050402:生物分子的相互作用 C01040106:天然产物化学基地类别 农业部农业核技术与农产品加工部门重点开放实验室部门开放预计研究年限 2008 年 1 月 2010 年 12 月 研究属性 应用基础研究 项 目 基本 信 息申请经费 27.8000 万元摘 要(限 400 字)：超高压加工是一项崭新的食品加工技术，经高压处理后的食品与热处理的相比，不仅能保持天然的色泽、风味和口感，更能使食品的营养素如维生素不受破坏，并能产生与加热处理不同的新物性，易于被人体消化吸收。本项目将在热凝胶研究的基础上，开展高

4、压加工技术形成乳清蛋白和甘薯淀粉混合凝胶技术的研究，通过分析 pH、盐、糖、有机溶剂和脂肪等条件对混合凝胶形成的影响，以及 SH 基和 S-S 分子间内部交换反应对乳清蛋白和甘薯淀粉混合凝胶的流变学特性、微细构造、交联方式、S-S 键聚聚合物形成的影响，探索乳清蛋白和甘薯蛋白混合凝胶的形成机理；同时以混合凝胶的消化率、促进钙吸收能力、微生物为主要指标，筛选乳清蛋白和甘薯淀粉混合凝胶的最佳形成条件，为拓展乳清蛋白和甘薯淀粉的使用价值，生产新型凝胶食品提供基础理论数据，最终运用食品化学、生物化学、分子生物学和统计学等相关学科知识初步建立乳清蛋白蛋白与甘薯淀粉凝胶形成的技术平台。关 键 词(用分号分

5、开，最多 5 个) 超高压；乳清蛋白；甘薯淀粉；凝胶；机理； 国家自然科学基金申请书第 3 页 版本 1.006.297项目组主要成 员 （注: 项目组主要成员不包括项目申请者，国家杰出青年科学基金类项目不填写此栏。 ）编号 姓 名 出生年月 性别 职 称 学 位 单位名称 电话 电子邮件 项目分工每年工作时间（月）1木 泰 华 1964-3-30 男 研究员 博士 中国农业科学院农产品加工研究所 62815541 高压技术 5 2王 娟 1983-3-29 女 硕士生 学士 中国农业科学院农产品加工研究所 62815541 分子结构及其键合方式 10 3邓 乐 1983-1-10 男 硕

6、士生 学士 中国农业科学院农产品加工研究所 62815541 营养及钙吸收能力 10 4唐 玉 平 1963-2-11 女 讲师 学士 首都医科大学 87131114 凝胶促钙吸收能力测定 8 5程 鹏 1982-8-19 女 硕士生 学士 中国农业科学院农产品加工研究所 62815541 物化特性 10 6在 此 录 入 修 改 7在 此 录 入 修 改 8在 此 录 入 修 改 9 在 此 录 入 修 改 总人数 高级 中级 初级 博士后 博士生 硕士生6 2 1 3说明: 高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请者负责填报（含申请者） ，总人数自动生成。 国家自然科学基

7、金申请书第 4 页 版本 1.006.297经费申请表 （金额单位：万元）科目 申请经费 备注（计算依据与说明）一.研究经费 22.5000 1.科研业务费 11.5000 （1）测试/计算/分析费 7.0000 测试样品的设备使用费（2）能源/动力费 1.0000 水、电、暖费用（3）会议费/差旅费 2.0000 参加国内举办的学术会议（4）出版物/文献/信息传播费 1.5000 查阅文献费用、资料复印费等（5）其它 0.0 2.实验材料费 6.0000 （1）原材料/试剂/药品购置费 6.0000 购买乳清蛋白、淀粉等试验材料；购买化学试剂、药品等。（2）其它 0 3.仪器设备费 2.00

8、00 （1）购置 2.0000 购置磁力搅拌器、恒温器等小型设备。（2）试制 4.实验室改装费 5.协作费 3.0000 分析凝胶的消化吸收率和促进钙吸收能力二.国际合作与交流费 2.0000 1.项目组成员出国合作交流 2.0000 参加国际高压学术会议2.境外专家来华合作交流 三.劳务费 2.0000 参加项目研究生的劳务费用四.管理费 1.3000合 计 27.8000 国家其他计划资助经费 其他经费资助（含部门匹配） 与本项目相关的 其他经费来源其他经费来源合计 0.0000 国家自然科学基金申请书第 5 页 版本 1.006.297报告正文查 看 报 告 正 文 撰 写 提 纲一一一

9、 立项依据与研究内容（4000-8000 字）：1、项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及分析，附主要参考文献目录。 ）（基础研究需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；应用研究需结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。 ）（1）研究意义在许多食品中，一些高聚物分子（蛋白质和多糖）通过氢键、疏水相互作用、范德华引力、离子桥联、缠结或共价键形成连接区，能够形成海绵状的三维网状凝胶结构，网孔中充满液相。很多食品的加工需要应用蛋白质的胶凝作用来完成，如蛋类加工中水煮蛋、咸蛋、皮蛋，乳制品中的干酪，豆类产品中的豆腐、豆皮等，水产品中的鱼丸、鱼糕等，肉类中的肉皮冻、水晶肉、

10、芙蓉菜等等，也有以多糖为主的凝胶食品，如甜食凝胶、果冻、仿水果块等。这些产品大多是利用蛋白或淀粉各自的特性，近几年，研究人员也开始注重探索蛋白和淀粉的相互作用，以期利用蛋白与淀粉的相互作用改进凝胶形成方式，开发新型的凝胶食品。乳清蛋白是当今最常见的蛋白质补充产品，它浓缩了牛奶中多数的营养成分，具有高吸收性、完整的氨基酸成分、低脂肪和低胆固醇特点，它不仅具有高营养性，而且还具有抗衰老、抗癌、提高免疫力、促进钙吸收、提高骨质和控制体重的功效。乳清蛋白的一个重要功能特性是可以形成热诱导凝胶和加压凝胶，稳定大量的水分和其它食品成分。在不同环境条件下，乳清蛋白可获得四种不同的凝胶结构：透明凝胶、富有弹性

11、的透明凝胶、凝块和乳白色不透明凝胶。研究表明，在强的静电斥力时它形成富有弹性的透明凝胶，而在较弱的静电斥力下形成的凝胶较粗糙，因此利用乳清蛋白的这一特点可以利用不同的加工条件赋予食品多变的感官品质。甘薯（Ipomoea batatas）是旋花科甘薯属植物，因其具有产量高、抗干旱、耐瘠薄、适应性广、操作简单等特点，极易在我国大面积、快速、示范推广。众所周知，中国是甘薯生产大国，也是淀粉加工大国，我国生产的甘薯近一半被用于生产甘薯淀粉，因此以甘薯淀粉为原料加工业的发展成为引导我国甘薯产业健康发展的关键因素，如何提高甘薯淀粉的应用价值也是甘薯研究人员亟待思考的问题。在食品方面，尽管利用甘薯为原料生产

12、的粉丝、粉条、粉皮等产品已经收到广大消费者的欢迎，但对品种繁多的食品加工业来说，甘薯淀粉的应用价值还有很大的可开发空间。食品高压加工技术是一项崭新的食品加工技术，与热处理的相比，不仅能产生与加热处理不同的新物性，而且还能在色泽上保持了食品的原色，更具有使食品的营养素如维生素不受破坏的特点，因而被誉为最具潜力和最有希望的食品加工技术。本项目针对乳清蛋白和甘薯淀粉的凝胶形成特点，在热加工研究的基础上，利用高压加工技术研究乳清蛋白和甘薯淀粉混合凝胶的形成 国家自然科学基金申请书第 6 页 版本 1.006.297特点，分析 pH 值、盐、糖、有机溶剂和脂肪等物质的变化对混合凝胶形成的影响，观察混合凝

13、胶的流变学特性、微细构造、交联方式、S-S 键聚合物形成方式以及物理化学特性的变化，探索乳清蛋白和甘薯淀粉混和凝胶形成的作用机理，最终以混合凝胶的营养价值、微生物为主要指标、促进钙吸收的能力，筛选乳清蛋白和甘薯淀粉混合凝胶的最佳形成条件，为拓展乳清蛋白和甘薯淀粉的使用价值，生产新型凝胶食品提供基础理论数据，同时也为进一步创立乳清蛋白与甘薯淀粉混合凝胶形成的技术平台打下基础。（2）国内外研究现状及分析食品高压加工技术是一项崭新的食品加工技术，被国际科技界列为二十一世纪的七大技术热点和十大尖端科技之一，并被誉为本世纪最具潜力和最有希望的食品加工技术。经高压处理后的食品与热处理的相比，不仅能保持天然

14、的色泽和风味，表面光泽平滑，皱缩很少，质地较软，有较大的伸展性，更能使食品的营养素如维生素不受破坏，并产生与加热处理不同的新物性。此外，食品高压加工比热加工更能节省能源，这些优点使食品高压加工技术成为国际食品加工研究的新热点 1,2，3 。乳清蛋白是牛乳中酪蛋白经凝乳酶和酸沉(pH=4.6)后得到的可溶性蛋白质 4，约占乳总蛋白质的 18%-20%,它在很多方面与酪蛋白不同，它们是一些更小的、紧密的球状蛋白质，并且热稳定性不如酪蛋白。目前，乳清蛋白产品除有乳清浓缩蛋白和乳清分离蛋白外，还有一些具有功能特性的蛋白组分，如 -乳清蛋白（-lactabuinin，-La） 、-乳球蛋白 （-lactoglobulin） 、牛血清清蛋白（bovine serum albumin，BSA） 、免疫球蛋白 (Immunoglobulin，Ig) 和乳铁蛋白（lactoferritin,Lf） 5。乳清蛋白有许多功能特性，被用于食品中以改善食品的质构、风味、颜色和营养价值，其中最重要的功能就是乳清蛋白的凝胶形成性。国际上已有许多关于乳清蛋白热凝胶方面的研究报告 6，而对于乳清蛋白加压凝胶的研究还不多。在高压条件下，蛋白质的非共价键如疏水键、离子键、氢键