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酪蛋白和大豆蛋白是重要的食品蛋白质,含有人体所需各种必须氨基酸。蛋白质的糖基化修饰,是将糖类物质以共价交联的方式连接到蛋白质中。利用美拉德反应生成的糖基化产物,可以改善蛋白质的功能特性,但是存在颜色缺陷和安全隐患。利用转谷氨酰胺酶的特性制备糖基化蛋白质,是一种与美拉德反应不同的糖基化修饰方式,可以安全、有效地改善蛋白质功能性质。本研究利用转谷氨酰胺酶,分别催化酪蛋白和大豆蛋白与壳聚糖降解物发生糖基化交联反应,制备糖基化交联修饰产物。通过高效液相色谱(HPLC)分析,以糖基化修饰产物中的氨基葡萄糖导入量为指标,单因素试验分别考察蛋白浓度、酶添加量和反应时间对修饰反应的影响,进行条件优化并确认交联修饰的发生。同时,用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)进一步确认糖基化修饰反应的发生;分析游离氨基含量确认糖基化交联程度;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和圆二色谱(CD)分析蛋白质结构变化;最后,以未修饰蛋白和交联蛋白为双对照,评估糖基化修饰反应对蛋白质功能性质的影响。主要研究结果如下:1糖基化交联修饰反应条件制备糖基化交联酪蛋白修饰产物的优化条件为:酪蛋白浓度50 g/L,酰基供体与酰基受体摩尔比为1:3、酶添加量15 U/g、反应温度37℃、反应时间4 h、体系pH 7.5。糖基化交联酪蛋白的氨基葡萄糖含量达到14.99 g/kg蛋白质。酪蛋白、交联酪蛋白和糖基化交联酩蛋白的游离氨基含量分别为0.64、0.58和0.57 mol/kg蛋白质,后两者游离氨基含量无显著差异,但是明显低于酪蛋白的游离氨基含量,表明交联反应发生、封闭分子中的游离氨基。糖基化交联大豆蛋白的制备条件为:蛋白浓度30 g/L,酰基供体与酰基受体摩尔比为1:3、酶添加量10 U/g、体系pH 7.5,在37℃反应4 h。糖基化交联大豆蛋白的氨基葡萄糖含量为19.40 g/kg蛋白质。大豆蛋白、交联大豆蛋白与糖基化交联大豆蛋白的游离氨基含量分别为0.48、0.39和0.38 mol/kg蛋白质,与未修饰大豆蛋白相比,交联大豆蛋白与糖基化交联大豆蛋白的游离氨基含量也明显降低,但二者之间仍然没有显著性差异。SDS-PAGE分析结果显示,酪蛋白和大豆蛋白的糖基化交联修饰产物在浓缩胶和分离胶的上方有明显条带生成,这表明修饰产物为蛋白质的聚合物;糖染色分析结果显示,在浓缩胶与分离胶的上方出现与阳性对照样辣根过氧化物酶类似的染色条带,表明糖基化交联修饰产物还是含有糖基的交联蛋白。2修饰产物分子的化学基团和结构变化FT-IR分析结果表明,转谷氨酰胺酶催化壳聚糖降解物连接到酪蛋白和大豆蛋白分子中。CD分析结果表明,糖基化交联修饰导致酪蛋白的无规则卷曲结构减少,二级结构更加有序;不过,糖基化交联修饰使大豆蛋白的α-螺旋和β-折叠结构比例降低,其二级结构更加无序。3糖基化修饰产物的功能性质变化(1)溶解性和表面疏水性测定结果表明,酪蛋白及其修饰产物在pH 4.0~4.5的溶解性最低,糖基化交联酪蛋白溶解性高于交联酪蛋白,但低于酪蛋白。糖基化交联酪蛋白的表面疏水性为11.6,交联酪蛋白的表面疏水性为11.0,均高于酪蛋白的表面疏水性,但二者差异不显著。糖基化交联大豆蛋白和交联大豆蛋白的表面疏水性同样高于大豆蛋白(18.4,18.3 vs.14.9),前二者在数据统计上也差异不显著。(2)糖基化交联修饰削弱了酪蛋白的乳化性,与酪蛋白相比,糖基化交联酪蛋白的乳化活性和乳化稳定性分别降低了35.3%和25.6%,但较交联酪蛋白分别提高了13.8%和30.0%。糖基化交联修饰导致大豆蛋白的乳化活性降低31.9%,但将大豆蛋白的乳化稳定性提高了65.3%。修饰反应使酪蛋白的体外消化性得到改善,但大豆蛋白的体外消化性能力受到损害。(3)糖基化交联酪蛋白修饰产物的流变学性质和持水性均得到显著改善。糖基化交联反应使酪蛋白分散液的表观黏度显著高于对照组,同时弹性模量和黏性模量也得到了显著增加。此外,糖基化交联修饰大大减少了酪蛋白凝胶时间。糖基化交联酪蛋白的持水性显著高于酪蛋白,增加了约6倍,其吸油性高于交联酪蛋白,但与酪蛋白持平;糖基化交联大豆蛋白的持水性较大豆蛋白提高了54.7%,吸油性增加了85%。