脫酰胺對(duì)小麥面筋蛋白酶解敏感性及熱誘導(dǎo)凝膠性質(zhì)的影響.pdf

1、小麥面筋蛋白是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的天然植物蛋白，但是由于缺少離子化基團(tuán)以及具有較大的分子質(zhì)量，導(dǎo)致其蛋白分子與水較低的相互作用，水溶解性差又進(jìn)一步影響了起泡性、乳化性等其它功能性質(zhì)，因而很大程度上限制了小麥面筋蛋白在眾多食品領(lǐng)域的應(yīng)用。此外小麥面筋蛋白還能夠引起腹腔疾病病人的過(guò)敏反應(yīng)，因此通過(guò)適度的改性處理，改善小麥面筋蛋白溶解性、致敏性及其它功能性質(zhì)，促進(jìn)其高值化應(yīng)用，是當(dāng)前一個(gè)重要的研究課題。本文采用蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PGase）

2、對(duì)小麥面筋蛋白進(jìn)行脫酰胺，研究PGase處理對(duì)其功能及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響;將脫酰胺后的小麥面筋蛋白進(jìn)行體外消化，研究其蛋白酶解敏感性的影響，并對(duì)脫酰胺小麥面筋蛋白水解產(chǎn)物抗氧化性進(jìn)行了分析。研究還利用PGase處理的小麥面筋蛋白制備熱誘導(dǎo)凝膠，探究其蛋白構(gòu)象及凝膠性質(zhì)的變化。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)采用單因素試驗(yàn)，得出小麥面筋蛋白PGase脫酰胺反應(yīng)的較佳工藝條件:底物蛋白濃度7％，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)pH=7.0，PGase添

3、加量20U/g，反應(yīng)時(shí)間24h。在此條件下，小麥面筋蛋白樣品的脫酰胺度達(dá)到41.84％。對(duì)PGase處理小麥面筋蛋白的研究顯示:PGase能夠顯著提高小麥面筋蛋白在弱酸性及中性條件下的溶解性，其溶解度分別達(dá)到60.87％和61.67％，是原始未處理樣品的3.52倍和4.05倍;PGase對(duì)小麥面筋蛋白進(jìn)行脫酰胺改性的同時(shí)伴隨著低程度的水解反應(yīng);伴隨脫酰胺反應(yīng)的進(jìn)行，PGase處理小麥面筋蛋白樣品的粒徑減小且凈負(fù)電荷數(shù)增加。通過(guò)對(duì)不同脫酰

4、胺時(shí)間PGase處理小麥面筋蛋白結(jié)構(gòu)/構(gòu)象的研究發(fā)現(xiàn):適度的PGase脫酰胺能夠顯著提高小麥面筋蛋白的表面疏水性及內(nèi)源性熒光強(qiáng)度，其中DWG-18樣品的熒光強(qiáng)度提高了3.6倍，且最大熒光發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)生了紅移;紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)PGase處理導(dǎo)致小麥面筋蛋白中氫鍵鍵合的β-折疊結(jié)構(gòu)含量減少，而更加靈活的β-轉(zhuǎn)角和α-螺旋等結(jié)構(gòu)相應(yīng)的增加。游離巰基結(jié)果表明，PGase促使小麥面筋蛋白分子內(nèi)部分二硫鍵斷裂，從而導(dǎo)致PGase處理小麥面筋蛋白游離巰

5、基含量增加。熱特性分析表明:PGase處理能夠促使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)伸展，但隨著脫酰胺度增加，小麥面筋蛋白結(jié)構(gòu)并未發(fā)生持續(xù)伸展。
　　(2)研究了PGase處理對(duì)小麥面筋蛋白酶解敏感性的影響及其水解產(chǎn)物抗氧化性的變化，研究發(fā)現(xiàn):經(jīng)PGase處理后，PGase和蛋白酶復(fù)合改性小麥面筋蛋白樣品的水解度、可滴定酸含量、短肽得率均顯著增加，表明PGase處理能夠提高小麥面筋蛋白的酶解敏感性。堿性蛋白酶對(duì)小麥面筋蛋白的酶解效率較高，但經(jīng)PGase處

6、理后，胰蛋白酶對(duì)小麥面筋蛋白的酶解效率增幅更明顯。體積排阻色譜(SE-HPLC)分析發(fā)現(xiàn)，隨脫酰胺時(shí)間增加，小麥面筋蛋白樣品在較低洗脫時(shí)間的色譜峰峰值下降，而較高洗脫時(shí)間的色譜峰峰值升高，表明經(jīng)PGase處理后小麥面筋蛋白被水解成更小的肽。從小麥面筋蛋白水解產(chǎn)物中三個(gè)組分的分布情況來(lái)看，PGase和蛋白酶復(fù)合改性小麥面筋蛋白樣品中的主要組分是分子量＜5KDa的小分子組分;，且隨著脫酰胺反應(yīng)的進(jìn)行，小分子組分含量增加，同時(shí)中等分子組分及大

7、分子組分含量降低。小麥面筋蛋白水解產(chǎn)物的抗氧化性分析表明:PGase處理后小麥面筋蛋白水解產(chǎn)物的DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基清除率和還原力均增加，但與PGase和堿性蛋白酶復(fù)合改性小麥面筋蛋白(DWGA)樣品相比，PGase和胰蛋白酶復(fù)合改性小麥面筋蛋白(DWGT)樣品的DPPH清除率更高;此外，DWGT和DWGA樣品的表面疏水性及游離巰基含量均顯著增加，表明PGase通過(guò)改變小麥面筋蛋白的結(jié)構(gòu)來(lái)影響其蛋白酶解敏感性

8、。
　　(3)研究PGase處理對(duì)熱誘導(dǎo)小麥面筋蛋白構(gòu)象及其凝膠性質(zhì)的影響。SE-HPLC結(jié)果顯示，PGase處理小麥面筋蛋白1h，可導(dǎo)致較小程度的水解反應(yīng)，而熱誘導(dǎo)處理易形成大分子蛋白質(zhì)聚集體。傅里葉紅外光譜、內(nèi)源性熒光光譜分析表明，PGase處理能夠在一定程度上抑制小麥面筋蛋白的熱誘導(dǎo)聚集行為。PGase處理還能夠提高小麥面筋蛋白熱誘導(dǎo)凝膠的凝膠強(qiáng)度和保水性:酶添加量為3U/g時(shí)，其凝膠強(qiáng)度和保水性均達(dá)到最大值，分別為903.