酪蛋白或大豆蛋白与明胶的酶促交联及产物功能性质

论文摘要

酪蛋白和大豆蛋白是两种重要的食品蛋白质,明胶是胶原经处理后的变性产物,它们常作为食品的原料成分或添加基料应用于食品工业中。为了进一步扩大酪蛋白以及大豆分离蛋白的应用范围,常采用适度的方法对它们进行修饰。例如,利用转谷氨酰胺酶（EC 2.3.2.13）催化蛋白质发生交联反应。本研究利用转谷氨酰胺酶催化酪蛋白、大豆分离蛋白分别与明胶进行混合交联修饰。以修饰产物中4-羟脯氨酸含量为指标,利用单因素实验研究酶添加量、反应时间和温度等条件对修饰反应的影响,确定适宜的修饰反应条件,然后制备酪蛋白和大豆分离蛋白修饰产物。对修饰产物进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳确认交联反应,表征两种修饰产物的功能性质,包括溶解性、体外消化能力、乳化性、流变学性质和吸水吸油性。研究的目的是阐明在明胶存在条件下,转谷氨酰胺酶催化混合交联修饰对酪蛋白和大豆分离蛋白功能性质的影响作用,为开发新型食品蛋白质配料提供必要依据。主要研究结果如下:（1）底物质量浓度为50 g/L、酪蛋白与明胶溶液体积比例为4:1、pH 7.5时,单因素反应确定酪蛋白修饰反应的适宜条件为:酶添加量20 U·g-1蛋白质,反应时间4 h,温度45℃,每克酪蛋白修饰产物中4-羟脯氨酸含量约为41 mg;（2）底物质量浓度为50 g/L、大豆分离蛋白与明胶溶液体积比例为4:1、pH 7.5,单因素反应确定大豆分离蛋白修饰反应的适宜条件为:酶添加量20 U·g-1蛋白质,反应时间2 h,温度40℃,每克大豆分离蛋白修饰产物中4-羟脯氨酸含量约为36 mg。（3）采用4 %的浓缩胶和12 %的分离胶,对修饰产物进行SDS-PAGE分析,在97.4 kDa以上均有比较明显的条带存在,表明修饰产物中有大分子的蛋白质聚合物生成。另外,基于对修饰产物中4-羟脯氨酸的分析,证明转谷氨酰胺酶在催化酪蛋白、大豆分离蛋白自身发生交联的同时,也催化酪蛋白、大豆分离蛋白与明胶之间发生混合交联。（4）对修饰产物的溶解性和体外消化能力评价表明,与原料蛋白质相比,两种修饰产物在所有pH条件下的溶解性均明显下降,且体外消化性能不同程度下降。与酪蛋白相比,酪蛋白修饰产物在模拟胃液和肠液的环境中所释放的肽量分别减少32 %和7 %;与大豆分离蛋白相比,大豆分离蛋白修饰产物则分别减少26 %和11 %。（5）在蛋白质质量分数为0.5 %时,修饰产物的乳化活性均显著低于原料蛋白质,酪蛋白修饰产物的乳化活性下降了73.7 %,大豆分离蛋白修饰产物则下降88.9 %。二者乳化稳定性的趋势不同,与原料蛋白质相比,酪蛋白修饰产物的乳化稳定性下降了52.7 %,大豆分离蛋白修饰产物却增加了422.5 %。（6）修饰产物的流变学性质得到显著改善,其分散液的表观黏度显著高于对照组,同时其弹性模量和黏性模量也显著增加。酪蛋白修饰产物的吸水能力比酪蛋白增加了近11倍,而大豆分离蛋白修饰产物的吸水能力也比大豆分离蛋白提高15.4 %。酪蛋白修饰产物与酪蛋白的吸油能力相当,而大豆分离蛋白修饰产物的吸油能力比大豆分离蛋白下降40.3 %。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 引言
• 1.1 食品蛋白质概述
• 1.1.1 酪蛋白
• 1.1.2 大豆蛋白
• 1.2 食品蛋白质的重要功能性质
• 1.2.1 溶解性
• 1.2.2 水合作用
• 1.2.3 胶凝作用
• 1.2.4 界面性质
• 1.2.5 流变学性质
• 1.3 食品蛋白质的交联技术及其研究现状
• 1.3.1 二硫键交联反应
• 1.3.2 脱氢蛋白质交联
• 1.3.3 酪氨酸残基引发的交联反应
• 1.3.4 美拉德反应衍生的交联
• 1.3.5 转谷氨酰胺酶交联反应
• 1.4 本课题的研究目的和意义
• 1.5 研究的主要内容
• 1.6 研究技术路线
• 1.7 研究的创新点
• 2. 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 主要原料和试剂
• 2.1.2 主要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 蛋白质含量的测定
• 2.2.2 酪蛋白与明胶的混合交联修饰
• 2.2.3 大豆分离蛋白与明胶的混合交联修饰
• 2.2.4 修饰产物的分析
• 2.2.5 修饰产物的功能性质表征
• 2.2.6 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 4-羟脯氨酸含量的测定
• 3.2 酪蛋白与明胶交联条件的优化
• 3.2.1 酶添加量
• 3.2.2 反应时间
• 3.2.3 反应温度
• 3.3 大豆分离蛋白与明胶交联条件的优化
• 3.3.1 酶添加量
• 3.3.2 反应时间
• 3.3.3 反应温度
• 3.4 修饰产物一些性质的表征
• 3.4.1 修饰产物的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析
• 3.4.2 溶解性
• 3.4.3 体外消化能力
• 3.4.4 乳化性质
• 3.4.5 流变学性质
• 3.4.6 吸水吸油性
• 4 讨论
• 4.1 转谷氨酰胺酶催化蛋白质的混合交联
• 4.2 混合交联修饰对蛋白质一些功能性质的影响
• 4.2.1 对溶解性的影响
• 4.2.2 对体外消化能力的影响
• 4.2.3 对乳化性质的影响
• 4.2.4 对流变学性质的影响
• 4.2.5 对吸水和吸油能力的影响
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文