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酪蛋白和大豆蛋白是重要的食品蛋白质,必需氨基酸组成合理。但任何单一来源的蛋白质都不能满足食品加工中的全部要求,因此蛋白质改性是十分必要的。美拉德反应是一种有效的蛋白质糖基化修饰技术,是将亲水性的糖类分子共价连接到蛋白质分子中,导致蛋白质性质改变。然而,利用该途径糖基化蛋白质时,反应难控制,所需反应时间长;另外,还会生成一些有颜色的副产物。最近的一些研究发现,可以利用转谷氨酰胺酶(E.C.2.3.2.13)的催化特性,将含有伯胺的糖分子导入到蛋白质中,制备糖基化交联蛋白质,提供一个非美拉德途径的蛋白质糖基化方法。该方法安全,有效,是一种新型的蛋白质修饰技术。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寡糖(5 k Da)发生糖基化交联反应,制备糖基化交联蛋白质。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),高效液相色谱(HPLC)和游离氨基含量的变化对糖基化交联反应进行验证。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和圆二色谱(CD)分别评估修饰产物的侧链结构和二级结构。最后,评估糖基化修饰反应对蛋白质性质的影响。主要研究结果如下:(1)糖基化交联反应的确认参考前人优化的转谷氨酰胺酶催化蛋白质糖基化交联反应的条件,制备糖基化交联酪蛋白(GC-酪蛋白I和GC-酪蛋白II)和大豆蛋白(GC-大豆蛋白),并对修饰反应进行验证。SDS-PAGE分析结果显示:酪蛋白和大豆蛋白修饰产物为蛋白质聚合物,该聚合物为糖基化的交联蛋白。HPLC分析结果显示:GC-酪蛋白I和GC-酪蛋白II的糖基接入量分别为12.8和30.8 g/kg蛋白质;GC-大豆蛋白的糖基接入量为13.6 g/kg蛋白质。GC-酪蛋白I和GC-酪蛋白II的游离氨基含量显著低于酪蛋白(从0.62降至0.50和0.52 mol/kg蛋白质);同样的,GC-大豆蛋白和交联大豆蛋白(CL-大豆蛋白)的游离氨基含量显著低于大豆蛋白(从0.50降至0.42和0.43 mol/kg蛋白质),且CL-大豆蛋白和GC-大豆蛋白的游离氨基含量没有显著性差异。(2)修饰产物的侧链结构和二级结构FT-IR分析结果表明,转谷氨酰胺酶催化壳寡糖连接于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,α–螺旋和β–折叠结构增加,即二级结构更加有序;而糖基化交联修饰导致大豆蛋白的α–螺旋和β–折叠结构比例降低,无规则卷曲结构增加,即二级结构更加无序。(3)修饰产物的性质变化1)持水性,吸油性和体外消化性结果显示:与酪蛋白相比,GC-酪蛋白I和GC-酪蛋白II的持水性显著提高,吸油性略有降低;与大豆蛋白和CL-大豆蛋白相比,GC-大豆蛋白的持水性和吸油性均显著提高。此外,糖基化交联修饰导致GC-酪蛋白I的体外消化能力下降,GC-酪蛋白II的体外消化能力提高;而GC-大豆蛋白的体外消化能力下降。2)糖基化交联修饰导致GC-酪蛋白和GC-大豆蛋白的乳化活性降低,但乳化稳定性提高。表面疏水性结果显示:GC-酪蛋白I>GC-酪蛋白II>酪蛋白;CL-大豆蛋白>GC-大豆蛋白>大豆蛋白。与酪蛋白相比,GC-酪蛋白I和GC-酪蛋白II的表观黏度,粘弹性显著提高,且其酸凝胶的质构性质也显著提高;GC-酪蛋白I和GC-酪蛋白II酸凝胶的胶凝时间显著缩短(从210降至125和114 min),胶凝温度显著降低(从72降至66和62oC),凝胶的持水性和容积密度提高,凝胶的微观结构也发生了显著性变化。3)胶体稳定性结果显示:与酪蛋白相比,GC-酪蛋白I和GC-酪蛋白II的水合半径增大(从145.3至173.9和168.2 nm),zeta-电位增大(从-27.6至-32.9和-30.9 mV);同样的,与大豆蛋白和CL-大豆蛋白相比,GC-大豆蛋白的水合半径增大(从82.9和101.0至180.2 nm),zeta-电位增大(从-27.7和-30.7至-31.2 mV)。热重分析发现,GC-酪蛋白和GC-大豆蛋白的热分解温度降低,且质量损失更大,表明糖基化交联修饰导致蛋白质的热稳定性降低。