大豆分离蛋白是蛋白含量大于90%(以干基计)的一种极其重要的植物蛋白。工业化生产的大豆分离蛋白产品经过酸沉淀等加工,导致其不同程度变性,从而某些性质,难于满足市场需求。近年来,人们已通过大量改性获得具有良好功能性质的蛋白产品,如乳化剂,生物膜等。蛋白的功能性质由蛋白质的组成、结构及构象等决定,然而,目前关于改性研究对大豆分离蛋白的结构影响尚缺乏系统研究。因此,本文选择商业大豆分离蛋白,采用较公认安全有效的改性方法,如超声波处理、转谷氨酰胺酶(TG)和美拉德反应等改性方法及上述方法的共同作用,研究改性前后SPI的二级结构组成、游离氨基、游离巯基含量(SH)、内源性荧光的变化等,从而更好地解释结构与溶解度,表面疏水性(H0),乳化性等功能性质之间的联系,为深入认识改性方式及蛋白产品研发等提供理论依据。本文的主要研究内容及结果如下:1.采用40 k Hz不同超声功率(0,80,120,160,200 W)、不同超声时间(20,40,60,80 min)处理大豆分离蛋白,分析了超声处理前后,SPI溶解性、内源性荧光、紫外特征峰、游离巯基含量、蛋白质二级结构、表面疏水性及乳化性质等的变化。实验结果表明,随超声功率增加,SPI溶解性不断增强,但超声时间(0~80 min)对溶解性影响不大。H0先增大后减小,是因为超声使分子内部疏水基团暴露;当超声功率大于120 W及200 W且作用20~80 min时,蛋白之间静电等非共价作用及超声震荡运动,疏水基团再次被埋进蛋白质分子内部。当超声功率小于160 W时,SPI的紫外吸收变化不大,而超声功率为200 W时,紫外吸收显著增加,且随着超声时间的增加而吸收峰强度增大。超声处理使SPI巯基暴露,与未超声处理的SPI(NSP)相比,SH增多,但超声功率对SH影响不明显。超声处理使SPI内源性荧光微弱猝灭,但荧光峰未发生明显移动,同步荧光也证实,超声处理对色氨酸和酪氨酸残基所处微环境疏水性和极性无明显影响。超声功率为200 W强度较小,对SPI的二级结构影响不大,但显著提高SPI的溶解性及乳化性,故采用200 W超声处理20 min作为后续实验的前处理方式。2.在200 W超声前处理基础上,TG催化SPI反应,SDS–PAGE和游离氨基测定,确定了在0~8 U/g SPI的范围内,TG采用共价交联的作用机理。优化的TG反应条件:p H 7.4,50°C反应30 min。测定了TG作用前后,SPI的溶解性、内源性荧光、二级结构、流变性、热稳定性、H0及乳化性质等。p H 4.5时SPI溶解性最低,p H增大到7.5时溶解性趋于稳定。不同p H,TG与SPI作用,SPI溶解性均出现不同程度的降低。TG使得SPI交联,SPI结构发生变化,不仅交联了氨基,还使色氨酸、酪氨酸等发色氨基酸暴露,引起荧光强度增大。随TG添加量增加,β-折叠和α-螺旋含量不断减少,无规则卷曲含量呈现上升趋势,说明TG使SPI的蛋白结构展开,二级结构不规则。加热和超声使表观粘度(η0)降低。TG使η0急剧增加,tanδ结果表明TG促使SPI形成凝胶体。NSP中7S和11S的变性温度Td分别是:70.06°C和82.67°C。10 U/g SPI的TSPI的两个变性温度Td是:79.5°C和83.0°C,说明TG提高了SPI的热稳定性。随TG添加,SPI乳化性增加,但乳化稳定性先增加后减小。3.湿法美拉德反应条件的优化:研究超声功率(0 W、200 W)、反应时间(0~90min、1.5 h、2 h、24 h)、反应温度(60°C、70°C、80°C、90°C、95°C)和糖与SPI质量比(2:1、1:1、1:2)对接枝度、褐变程度、色泽、美拉德反应各阶段反应产物等的影响。结果显示,200 W超声辅助改性处理的SPI经95°C反应1.5 h,反应接枝度和色差最大,即反应进行程度最深,且超声能加快反应进程。综合反应产物生成情况及SPI乳化性能分析考量,选择后续实验条件为:糖与SPI质量比1:1、95°C、反应60 min。对该条件验证发现,可以反应至中期阶段和末期阶段,将美拉德反应时间缩短到1h,大大提高了反应速率。4.三种单糖(半乳糖、葡萄糖、果糖)分别以优化条件进行美拉德反应(即糖基化反应),并联合TG处理共同作用,分析改性SPI的结构及性质变化。结果发现,TG能促进美拉德反应,美拉德反应程度依次为:半乳糖>葡萄糖>果糖。美拉德反应或TG作用都能使SPI内源性荧光强度增强,SPI游离氨基数量减少。美拉德反应增加SPI溶解性,减小H0;而TG处理则会降低SPI溶解性,增加H0。两种方法共同作用对SPI溶解性影响不大,但减小H0。分别进行美拉德和TG处理,均增加SPI乳化性和乳化稳定性,同时采用两种方法处理,SPI乳化性和乳化稳定性均增加。