明胶是由胶原蛋白经适度水解生成的一种高分子天然多肽聚合物,因其独特的理化特性而被广泛应用于食品、医药等领域。目前,市场上98.5%的商业明胶主要来源于猪和牛的皮与骨,但受“疯牛病”、“口蹄疫”等传染性疾病引发的食用安全性、宗教信仰者的饮食习惯、素食主义者特殊需求和明胶市场原料短缺的影响,亟需寻找一种可替代哺乳动物明胶的新型明胶原料。鱼明胶因具有与哺乳动物明胶类似的理化性质而被认为是一种最具潜力的哺乳动物明胶替代物。但与哺乳动物明胶相比,鱼明胶具有较低的流变学特性、凝胶性、乳化稳定性等理化特性导致其不可完全替代哺乳动物明胶,限制了其在食品、医药等领域的应用。因此,立足于鱼明胶理化特性及应用的“缺陷”,本论文从以下两个方面展开研究:探索不同的蛋白质修饰方法对鱼明胶流变学特性、凝胶性和乳化稳定性等理化特性的影响,通过修饰制备出可替代哺乳动物明胶的鱼明胶产品,并将其替代哺乳动物明胶应用于乳制品中,探讨修饰的鱼明胶对乳制品品质的影响,生产出令消费者满意的乳制品。主要结论如下:(1)研究两种常见的鱼明胶修饰方法,酶法和静电法对鱼明胶流变学、凝胶性和结构的影响,寻找出一种最佳的鱼明胶修饰方法。结果表明MTGase和果胶均可以提高鱼明胶的胶融温度、硬度、凝胶点、融胶点和粘度,但高含量的MTGase和果胶均会降低鱼明胶的硬度,出现“凝胶弱化”的现象。MTGase和果胶均会阻碍鱼明胶凝胶过程中三股螺旋的生成,并破坏其左螺旋结构。MTGase修饰虽然不会改变鱼明胶的纳米结构形态,但有助于凝胶致密网络结构的生成;果胶和鱼明胶通过静电相互作用生成可溶性的复合体改变了鱼明胶的纳米结构形态,但高含量果胶会弱化鱼明胶凝胶网络结构。因此,相对于果胶修饰而言,MTGase修饰更加有助于提高鱼明胶的流变学特性和凝胶性。(2)针对高含量的MTGase和果胶导致的鱼明胶“凝胶弱化”的现象,采用0.06%(w/v)的MTGase和不同浓度(0.1-1.6%,w/v)的果胶复合修饰鱼明胶,研究复合修饰对鱼明胶流变学、凝胶性和结构的影响。结果表明MTGase和果胶复合修饰可以显著提高鱼明胶的凝胶强度、胶融温度和流变学特性,且当果胶含量为0.8%(w/v)时,生产的鱼明胶具有与哺乳动物明胶相同的凝胶强度、胶融温度和凝胶温度。MTGase和果胶复合修饰阻碍了鱼明胶凝胶过程中三股螺旋的生成,降低了凝胶速率,但显著提高了其粘度。MTGase和果胶复合修饰遮蔽了鱼明胶的荧光基团,生成可溶性的“超分子”物质,增强了鱼明胶的凝胶网络结构。因此,MTGase和果胶复合修饰可以克服高含量的MTGase和果胶导致的“凝胶弱化”现象,可作为一种生产可替代哺乳动物明胶的高凝胶性鱼明胶生产方法。(3)采用磷酸化修饰鱼明胶,研究磷酸化时间对鱼明胶凝胶性和乳化性的影响,生产一款同时具备高凝胶性和乳化稳定性的鱼明胶产品。结果表明短时间的磷酸化(0.5h)有助于提高鱼明胶的凝胶强度、凝胶点和融胶点。磷酸化降低了鱼明胶的粘度和凝胶速率,并阻碍了鱼明胶凝胶过程中三股螺旋的生成。环境扫描电镜和原子力显微镜结果表明短时间的磷酸化有助于鱼明胶凝胶网络的增强,长时间的磷酸化导致了鱼明胶分子形成团聚体,弱化了凝胶网络结构。磷酸化可以改善鱼明胶的乳化稳定性且较长时间的磷酸化更有助于鱼明胶乳液稳定性的提高。因此,磷酸化可作为一种生产高凝胶性和乳化稳定性的鱼明胶方法。(4)采用糖基化修饰鱼明胶,研究糖基化修饰对鱼明胶乳液稳定性及其作为咖啡“增白剂”对咖啡饮品颜色和口感的影响。结果表明:糖基化修饰可以降低鱼明胶乳液的粒度和粘度,有助于提高鱼明胶乳液的稳定性。构建新的摩擦模型研究储存时间对鱼明胶摩擦系数的影响,结果表明糖基化修饰可以保证鱼明胶乳液储存期间保持较好的润滑性,且糖基化制备的鱼明胶乳液可以赋予咖啡较好的色泽和润滑的口感,理论上可以替代牛奶应用于咖啡饮品中。(5)针对鱼明胶弱于哺乳动物明胶的凝胶性、粘度和人们对低脂酸奶的追求,采用静电法修饰鱼明胶,制备鱼明胶-多糖复合体,研究其稳定性、粘度及低脂特性的变化,并研究其对酸奶品质的影响。结果表明:制备的鱼明胶-多糖复合体系具有较高的稳定性,复合体系的粘度随着鱼明胶:多糖比例的变化而显著变化,且复合体系的摩擦系数高于单独的鱼明胶和多糖体系。鱼明胶-多糖复合体可以增强酸奶的粘度和凝胶结构,降低其摩擦系数,且添加鱼明胶-黄原胶复合体时,制备的酸奶具有最高的润滑口感和最佳的感官评价。