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近些年，由于肥胖和食物过敏等与饮食相关的疾病增加，科研工作者对提高胃肠消化蛋白质的机制这一课题的兴趣也逐渐增加。据报道,蛋白质是所有微量营养物质中最能增加饱腹感，这可用于体重管理和控制肥胖[5-7]。摄入的食物唤起胃肠道饱腹感有两种方法，即机械刺激和体液刺激[8]。食物的消化速度决定其在胃肠道内营养的可用性，这是由于释放激素信号引起的感觉和反应，延迟胃排空可能会引起饱腹感[9]。因此，某种食物的饱腹感增强可以通过减缓释放率来控制。通过改变蛋白质易接近的酶裂解位点来控制蛋白质的消化率[10-12]。
通过与食物中的其他成分结合，蛋白质的结构能够变得更加复杂，比如膳食纤文[13-15]。由于膳食纤文其独特的化学和物理特性，本身即是饱腹剂，增厚过程总是与延长胃排空、减慢物质通过小肠的运输时间有关。一般情况下，一些粘性的纤文在胃内不能形成块状，而当其他食物纤文在比临界浓度更高时，在胃内能形成块状，产生较大的体积延缓胃排空[16]。而卡拉胶具有可食性膳食纤文的基本特性，在胃环境中，能与蛋白质产生相互作用，通过自组装反应集合，形成胃内凝胶。卡拉胶将蛋白质包裹在凝胶内部，胃蛋白酶无法直接接触到，很好的保护了蛋白质，即很好地控制食物在胃内的消化率，而且对享受食物没有不利影响。我们目前的实验结果表明，在高卡拉胶浓度下，蛋白质和卡拉胶的混合物能够形成胃内凝胶，尽管目前尚未观察到生物高聚物凝胶系统[17]。能形成胃内凝胶的液体比常规液体在胃里需要更长的运输时间。
因此, 在模拟胃环境内产生的溶胶到凝胶转变显著延迟了蛋白质的消化率，可被用于延缓胃排空和促进饱腹感。蛋白质和卡拉胶之间的络合发生在接近或低于蛋白质等电点的pH值环境下。通常是由于带相反电荷的生物大分子之间的静电相互作用[18-19]。静电吸引力的大小在很大程度上取决于相交互大分子的电荷密度[20-22]。胃内凝胶的形成是由于混合物从中性pH值到胃液的酸性pH条件下，带正电荷的蛋白质与带负电荷的卡拉胶之间产生静电相互作用。卡拉胶所带负电荷密度很高，能与蛋白质之间产生很强的吸引力，形成的凝胶强度很大，能十分有效地控制蛋白质的消化，使蛋白质在肠胃内停留时间更长，延缓胃排空，增加饱腹感。本实验中，特地选取乳清蛋白作为研究对象，其具有易消化、蛋白质功效强和利用率高等特性，和卡拉胶相互作用后，对其消化性改变更显著，更好地展现了实验结果[23-25]。
1 材料与方法
1.1 材料
乳清蛋白 卡拉胶 高级纯胃蛋白酶 氯化钠 盐酸
1.2 实验方法
1.2.1加热乳清分离蛋白和卡拉胶混合液
乳清蛋白纯溶液配置：使用蒸馏水溶解乳清蛋白在室温下搅拌过夜。根据卡拉胶良好的溶解度采用1%浓度，用蒸馏水溶解在室温下搅拌3小时。蛋白质和卡拉胶混合液被保存在冰箱里(4℃)放置过夜（至少4小时）进行水化作用。乳清蛋白和卡拉胶混合液是用8%浓度的蛋白质溶液分别和不同浓度的卡拉胶溶液等体积混合，其卡拉胶与蛋白质质量比分别为0.025、0.05、0.75和0.1。将混合物的pH值调整到7.0。混合物在85 ℃下水浴30分钟，然后用冷水浴冷却至室温。
1.2.2卡拉胶—蛋白质复合物的结构表现以及消化情况
1.2.2.1卡拉胶—蛋白质复合物加入到模拟胃液（SGF）中
用经过稀释且pH值为1.2的盐酸溶液，加入NaCl使其浓度为0.034mol/L 的混合溶液作为模拟胃液（Simulated gastric fluid, SGF）。冷却后的卡拉胶—乳清蛋白混合液注入到装有SGF的透明玻璃瓶中，混合液体积和SGF体积比为1:1，观察不同质量比的复合物在SGF中的结构变化，并放置黑板做背景进行拍照。