课题基金 / 基金详情

多孔淀粉多尺度空间架构定向设计机制及行为评价

批准号:
32072140
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈正行
依托单位:
学科分类:
食品原料学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈正行

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
多孔淀粉(PSGs)通常是经多种酶协同解构淀粉颗粒而获得的安全绿色多孔材料。但因PSGs结晶程度及晶化取向遭非均一性破坏,导致其拓扑微结构的强度及结构韧性下降,限制了其在多体系产品化的应用性能。本项目利用淀粉蔗糖酶特异的转糖基定向修饰作用,研究对不同微结构PSGs糖链大分子多尺度空间架构的调控机制,探究表观固化PSGs(即mPSGs)对典型功能物的内吞包载效果及可控释放规律。研究内容:1)研究底物-产物定向转化途径,明确动态催化过程中mPSGs的构建机制;2)研究mPSGs微纳米结构特性,阐明靶向转糖基表观固化的分子机理;3)研究mPSGs纳米力学特性,揭示多尺度结构与理化稳定性的构效关系;4)应用mPSGs体系内吞包载风味物质,考察其多场力协迫适应性和多维度可控释放规律。最终,建立PSGs多尺度空间架构定向调控机制,为淀粉糖链大分子精准修饰及功能物可控载释提供理论依据和实践例证。
英文摘要
Porous starch granules (PSGs), derived from natural starch, are normally obtained by enzymatic hydrolysis using the synergistic action of the amylases. PSGs exhibit various advantages in foods , e.g., non-toxic and environmentally friendly, etc. However, this type of starch lacks the structural stability, which attributes to the heterogeneous degradation of crystallites and the loss of granular integrity. This drawback limits the application of PSGs in various systems. In this project, directional modification of specific transglycosyl from amylosucrase on multi-scale spatial structure of PSGs sugar chain with controllable microstructure will be researched. Then, the modified PSGs (mPSGs) will be applied to encapsulate the functional ingredients and the control-release of encapsulated components will be evaluated. Based on the study of catalytic pathway of amylosucrase, the formation mechanism of mPSGs will be revealed. In addition, the project will explore the multi-scale structures of mPSGs, clarifying the molecular mechanism for the stabilization of mPSGs. The nanomechanics properties of PSGs under multi-scale structures, as well as the granular stability, will be investigated, providing a new insight of structure-function relationship. The mPSGS will be utilized to encapsulate selected flavors, followed by the assessment of the stability of encapsulated flavors under various conditions as well as their releasing patterns. The present study tends to set up a mechanism that can be utilized to regulate the multi-scale structures of PSGs with desired purpose. The results also provide theoretical basis and practical evidence for the precise modification of starch-based materials and for the encapsulation and controllable release of functional ingredients.
多孔淀粉的微孔化结构特征导致其结构强度及结构韧性下降,限制了其不同领域中的广泛应用。本项目以多孔淀粉(PSGs)为考察对象,利用淀粉蔗糖酶的糖基转接作用对PSGs进行表观固化(mPSGs),开展了以下研究内容:(1)研究了淀粉蔗糖酶动态催化反应过程中mPSGs的构建机制,明确淀粉蔗糖酶改性修饰PSGs的反应模式是以支链延长修饰为主,同时在反应过程中伴随蔗糖异构化以及直链合成副反应;(2)研究了靶向糖基转接作用表观固化PSGs的分子机理,发现了糖链在疏水作用下经过链-链聚集对PSGs进行表观固化。其中,在短期反应时间内(t<36h),较短的分子链长是以无定形结构特征对PSGs表面进行表观固化;在长期反应过程中(t≥36h),较长的分子链通过有序折叠形成双螺旋结构,并通过进一步堆积形成B型结晶对PSGs进行表观固化;(3)研究了mPSGs的多尺度结构与其理化稳定性的构效关系,阐明了较短的分子链具有较高的结构刚性,其无定形结构特征对mPSGs理化稳定性无显著性影响;较长的分子链具有较好的柔顺性,因此可形成双螺旋结构以及B型结晶,在此基础上,mPSGs的热稳定性以及酶消化抗性显著提高。本项目的研究成果为多孔淀粉多尺度架构定向调控以及淀粉糖链大分子的精准修饰提供了理论依据和实践例证。
基于主客体共组装策略的蛋白-多糖超分子共架结构的变构方法及作用机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    陈正行
  • 依托单位:
以高疏水性大米蛋白为例的多物理场耦合胁迫对蛋白质高级结构及功能的作用机制
  • 批准号:
    31771898
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    陈正行
  • 依托单位:
特异性吸附黄曲霉素B1的有序磁性介孔二氧化硅设计及吸附机制研究
  • 批准号:
    31371874
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    76.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈正行
  • 依托单位:
基于电特性差异的以麦麸为例的生物材料电场诱导分离研究
  • 批准号:
    31171785
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    陈正行
  • 依托单位:
国内基金
海外基金