酶改性大豆蛋白巰基含量及其功能性研究

張伊敏 張娜

摘 要 本文利用Alcalase水解大豆蛋白制備大豆多肽，通過試驗測定了大豆蛋白及其產(chǎn)物大豆多肽的巰基含量和功能特性的差異。結(jié)果表明：大豆蛋白的總巰基顯著高于大豆蛋白20μmol/g左右，同時大豆蛋白的游離巰基的含量也顯著高于大豆多肽，約為12μmol/g；大豆蛋白的持水性顯著高于大豆多肽，并且大豆蛋白的持水性是大豆多肽的40倍左右，同時兩者持油性也具有顯著差別，大豆蛋白的持油性是大豆多肽的1.63倍左右；大豆多肽的溶解性顯著高于大豆蛋白的6%左右；大豆蛋白的起泡性顯著低于大豆多肽，但是其起泡穩(wěn)定性高于大豆多肽；大豆多肽和大豆蛋白的乳化性與乳化穩(wěn)定性變化不顯著。

關(guān)鍵詞 大豆蛋白；大豆多肽；巰基；功能性

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆蛋白；Alcalase酶；十二烷基硫酸鈉；大豆油

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平（上海越平儀器有限公司）； pH計（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；離心分離機（北京京立離心機有限公司）；磁力攪拌器（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；紫外分光光度計（上海元析儀器有限公司）；數(shù)顯恒溫水浴鍋（天津市歐諾儀器儀表有限公司）；實驗型噴霧干燥機（上海比朗有限公司）

1.3 方法

（1）大豆多肽的制備

根據(jù)雷鳴[3]等人研究Alcalase水解大豆蛋白制備大豆多肽的方法稍作修改。取7%大豆蛋白溶于水，在90℃水浴10min，冷卻，調(diào)pH值為7，加酶比底物為4%，放到水浴鍋中60℃4h并維持pH值，離心（4000r）10min，取上清液，噴霧干燥。

（2）功能特性測定方法

①巰基測定 參考Ellman的方法[4]。

②熱穩(wěn)定性測定 參考楊繼濤[5]等人的方法。

③持油與持水性測定 參考鄧芝串[6]等人的方法。

④起泡性與起泡穩(wěn)定性測定 參考Bera等人的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 巰基含量結(jié)果分析

通過實驗發(fā)現(xiàn)游離巰基含量和總巰基含量都是大豆蛋白顯著高于大豆多肽（P<0.05），其數(shù)值差分別為20mol、12mol左右.巰基含量的增減是由于大豆蛋白分子的肽鏈斷裂，比較緊密的結(jié)構(gòu)松散開來或瓦解，使原來分子內(nèi)部的巰基暴露出來從而導(dǎo)致其含量的增減，由于大豆多肽本身肽鏈較大豆蛋白而言肽鏈較短，結(jié)構(gòu)松散，從而巰基含量下降。Xiao Zhong H U發(fā)現(xiàn)干燥后的大豆多肽的巰基含量比大豆蛋白由明顯下降。

2.2 熱穩(wěn)定性結(jié)果分析

熱穩(wěn)定性是大豆蛋白顯著高于大豆多肽。熱穩(wěn)定性高有利于其在高溫狀態(tài)下的保存與運輸，有利于延長食品在炎熱季節(jié)下的儲存期。蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性是由于蛋白質(zhì)分子間的靜電斥力的影響，蛋白質(zhì)分子不易結(jié)合而沉淀，從而上清液中的蛋白質(zhì)分子越多，其吸光度值也越大。上清液吸光度值越大，說明溶解的蛋白質(zhì)越多，沉淀的蛋白量越少，熱穩(wěn)定性越高[5]。因此從結(jié)果可以看出，大豆蛋白的靜電斥力比大豆多肽更強，穩(wěn)定性更好。盧晶等人發(fā)現(xiàn)相對于酪蛋白，肽的熱穩(wěn)定性稍有下降。

2.3 持水性與持油性結(jié)果分析

蛋白質(zhì)的水化是通過蛋白質(zhì)的肽鍵和氨基酸側(cè)鏈與水分子間的相互作用而實現(xiàn)的[6]。雖然郭麗發(fā)現(xiàn)，與大豆β-伴球蛋白相比，該大豆多肽具有較高的持水性和持油性，可能是大豆β-伴球蛋白肽經(jīng)過酶解后暴露出很多親水基團(tuán)，從而增加了其持水性。但是時冬梅發(fā)現(xiàn)水解制成的大豆多肽的持水性也稍低于大豆蛋白，與本研究結(jié)果相似。

由試驗結(jié)果可知大豆蛋白（387.21%）顯著比大豆多肽（237.33.%）的持油性要高（P<0.05），其數(shù)據(jù)比大豆多肽高150%左右，蛋白質(zhì)的持油性是由蛋白質(zhì)內(nèi)部的疏水基團(tuán)所決定的，特別是巰基含量，大豆蛋白暴露的巰基多于大豆多肽，從而大豆蛋白可以快速與油互溶中并呈現(xiàn)半透明狀并不能完全融合，而大豆多肽的則難以與油互溶。并且肽的顆粒小于大豆蛋白，從而對油的吸附能力小。劉睿等人通過水解7s球蛋白時發(fā)現(xiàn)水解度越大，水解產(chǎn)物的吸油性越低[1]。其原因可能是在水解度低的情況下可能只是肽鏈伸展開來，但并未切斷。當(dāng)肽鏈切斷成小分子時，其吸油性降低。

2.4 起泡性與起泡穩(wěn)定性結(jié)果分析

由試驗結(jié)果可知大豆多肽的起泡性顯著高于大豆蛋白（P<0.05），肽的起泡性大約是蛋白的4倍。起泡性受表面張力的影響，在劇烈攪拌時形成泡沫，蛋白質(zhì)水解后，水解物黏度降低，低表面張力對泡沫的形成比較有利。然而，大豆蛋白的起泡穩(wěn)定性則顯著高于大豆多肽（P<0.05），約為大豆多肽的5倍左右。這是由于決定泡沫穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素在于液膜的強度，液膜黏度大可以增加膜強度。大豆蛋白黏度高，酶水解使大豆蛋白的肽鏈展開，巰基充分暴露出來，導(dǎo)致疏水性增強，表面張力減弱，形成堅韌的液膜，因而增強了大豆肽溶液的發(fā)泡力并，且黃群等在研究S-卵白蛋白分子時發(fā)現(xiàn)維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的非共價鍵相互作用力被打斷，蛋白分子以得一定程度地伸展、柔順性增加，此外疏水基團(tuán)的外露使空氣-水界面的表面張力有所下降，蛋白質(zhì)能更好地擴散到空氣-水界面，從而使起泡能力提高。但由于肽的肽鏈短，黏度低，導(dǎo)致液膜脆，無法包裹氣泡，因而泡沫穩(wěn)定性差，故泡沫穩(wěn)定性顯著高于大豆多肽。同時在Songchai WiriyaumPaiwong等利用菠蘿蛋白酶對大豆分離蛋白改性的研究中也發(fā)現(xiàn)，將水解物與天然態(tài)相比，肽的起泡性明顯改善，然而起泡穩(wěn)定性略有下降[2]。

3 結(jié)論與討論

大豆蛋白的熱穩(wěn)定性高于大豆多肽，根據(jù)吸光度值的大小判定溶液的熱穩(wěn)定性上清液吸光度值越大，說明溶解的蛋白質(zhì)越多，沉淀的蛋白量越少，熱穩(wěn)定性越高。而吸光值大豆蛋白比大豆多肽高0.03左右；大豆蛋白的持水性高于大豆多肽是其數(shù)值的40倍左右，其持油性也高于大豆多肽，約為1.63倍左右；大豆蛋白的起泡性低于大豆多肽使其數(shù)值的0.25倍，但是大豆蛋白起泡穩(wěn)定性高于大豆多肽，是大豆多肽的5倍左右；大豆蛋白的乳化性與乳化穩(wěn)定性和大豆多肽相差不大，并且經(jīng)分析可這兩者的乳化穩(wěn)定性具有相似性。從而與大豆蛋白相比，大豆多肽的起泡性更優(yōu)；同時我們可以知道大豆多肽的乳化性與乳化穩(wěn)定性較好，在烤制食品、冷凍食品以及湯類食品的制作中，加入大豆多肽作乳化劑使制品狀態(tài)穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1] 倪倩， 何東平. 大豆多肽的制備及其應(yīng)用研究[J]. 糧食與食品工業(yè)， 2008， 15（2）：15-19.

[2] 阮奇珺. 大豆蛋白熱誘導(dǎo)二硫鍵連接物的形成及巰基變化亞基水平研究[D]. 江南大學(xué)， 2015.

[3] 雷鳴， 李志忠. 大豆多肽制備中蛋白酶的選擇[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2006， 41（5）：122-126.

[4] Zhao J， Xiong Y L， Mcnear D H. Changes in structural characteristics of antioxidative soy protein hydrolysates resulting from scavenging of hydroxyl radicals.[J]. Journal of Food Science， 2013， 78（2）：C152-C159.

[5] 楊繼濤， 楊敏， 張媛，等. 酰化和酶法修飾后牦牛乳酪蛋白熱穩(wěn)定性變化[J]. 食品工業(yè)科技， 2015，（9）：129-131.

[6] 鄧芝串， 張超， 張暉，等. 黑籽瓜種子蛋白質(zhì)的功能特性[J]. 食品工業(yè)科技， 2014，（10）：115-119.