郭永，李黨生，曲玲

（1.黃河水利職業(yè)技術學院，河南 開封 475003；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧 沈陽 110161）

目前，由于食品配料對于大豆分離蛋白功能性專業(yè)化要求越來越高，而且食品安全也越來越受到廣大消費者的重視，因此，選擇具有安全性高、快速、專一性強，對食品營養(yǎng)無破壞作用的酶法修飾改性大豆分離蛋白，進一步提高其功能性，已經(jīng)成為當前大豆蛋白質(zhì)改性的主要研究發(fā)展方向[1-3]。本試驗利用微生物來源的中性蛋白酶水解大豆分離蛋白，以提高SPI的溶解性，在此基礎上再用微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶對其進行交聯(lián)[4-6]，觀察復合改性SPI相關功能性變化，并深入討論大豆蛋白改性的機理，為大豆蛋白的深加工和在食品加工中的應用提供理論參考。

1 材料

1）大豆分離蛋白（蛋白質(zhì)含量≥90%）：哈爾濱黎明植物蛋白廠；2）中性蛋白酶（活力≥20萬U/g）：廣西南寧龐博生物工程有限公司；3）谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶（活力100 U/g）：江蘇一鳴精細化工有限公司；4）金龍魚大豆色拉油：營口渤海油脂工業(yè)有限公司。

2 主要儀器

S-450型電子掃描顯微鏡、Himac CR21G高速冷凍離心機：日本日立公司；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州國華電器有限公司；PHS-3C精密pH計：上海雷磁儀器廠；1100型分光光度計：北京瑞利儀器公司。

3 試驗設計

3.1 中性蛋白酶改性SPI的制作

經(jīng)單因素和正交試驗確定，稱取60 g SPI于反應器中，配制成10%SPI溶液，控制反應體系pH為7，添加中性蛋白酶用量為4000 U/g SPI，50℃反應1 h。反應后將酶解液迅速在100℃水浴3 min鈍化蛋白酶。

3.2 MTG改性SPI的制作

經(jīng)單因素和正交試驗確定，稱取60 g SPI于反應器中，配制成10%SPI溶液，控制反應體系pH為7，添加MTG酶用量為0.3 U/g SPI，50℃反應1 h。

3.3 雙酶復合改性改性SPI的制作

將中性蛋白酶酶解后的SPI溶液鈍化后，加入谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶，MTG用量為0.3 U/g SPI，pH7.0，50℃下反應1 h。

4 分析方法

4.1 蛋白酶活力測定方法

采用紫外分光光度法（QB1805.3-93）。

4.2 吸水性、保水性、吸油性的測定[7]

采用腫脹法，利用自制的Baumann儀測定。

4.3 大豆蛋白溶解度的測定

采用雙縮脲法。

5 雙酶復合改性SPI與對照SPI相關功能性比較

在對SPI進行中性蛋白酶水解的基礎上，繼續(xù)對酶解產(chǎn)物進行MTG改性，經(jīng)雙酶復合改性后的SPI與對照（未改性處理的SPI）功能性對比如圖1～圖4。

圖1 酶復合改性SPI與對照SPI溶解性比較Fig.1 Effects of comprehensive enzyme modification on the Solubility of SPI

從圖1可以看出經(jīng)過雙酶復合改性的SPI比對照未改性SPI溶解性提高26.5%。

圖2 酶復合改性SPI與對照SPI吸水性比較Fig.2 Effects of comprehensive enzyme modification on the water absorption of SPI

從圖2可以看出經(jīng)過雙酶復合改性的SPI比對照未改性SPI吸水性提高48%。

圖3可以看出經(jīng)過雙酶復合改性的SPI比對照未改性SPI保水性非常顯著，提高173%。

圖4顯示經(jīng)過雙酶復合改性的SPI比對照未改性SPI吸油性提高35%。

圖3 酶復合改性SPI與對照SPI保水性比較Fig.3 Effects of comprehensive enzyme modification on the water holding capacity of SPI

圖4 酶復合改性SPI與對照SPI吸油性比較Fig.4 Effects of comprehensive enzyme modification on the oil absorption of SPI

在實際生產(chǎn)應用中，大豆分離蛋白的功能性并非孤立的，相互之間密切相關，對產(chǎn)品質(zhì)量影響明顯。本試驗中酶復合改性大豆分離蛋白溶解性能的大幅提高，將有利于提高大豆蛋白作為食品配料的添加量，吸水性、保水性以及吸油性將對添加食品后期的保藏穩(wěn)定性起到重要作用。

6 雙酶復合改性對大豆分離蛋白微觀結構的影響

雙酶復合改性對大豆分離蛋白微觀結構的影響見圖 5、圖 6。

圖5 SPI的微觀結構Fig.5 Micromechanism of SPI

圖6 復合改性SPI的微觀結構Fig.6 Micromechanism of SPI by composite enzymes modified

從圖5與圖6電鏡對比觀察分析認為，天然未經(jīng)處理的SPI表面光滑、松散、不規(guī)則，而SPI經(jīng)蛋白酶和MTG復合改性后，蛋白之間彼此連接成為比較規(guī)則的蜂窩網(wǎng)狀結構。推測原因可能是由于先經(jīng)蛋白酶水解處理，使SPI的分子量適度降低，蛋白質(zhì)分子在水溶液中均勻分散，且較多的的谷氨酰胺殘基和賴氨酸殘基暴露在蛋白質(zhì)分子表面[8-9]，再經(jīng)MTG作用，分子間互相交聯(lián)，故形成網(wǎng)狀結構。由此認為適度酶解改性可使蛋白質(zhì)分子伸展、大豆球蛋白的結構打開，改變了蛋白質(zhì)的空間構象，使其表面的賴氨酸和谷氨酰胺的含量增加，提高了SPI之間的交聯(lián)程度，因此宏觀上表現(xiàn)溶解性、吸水性和保水性、吸油性等相關功能性的顯著提高。

7 結語

蛋白質(zhì)的酶解和交聯(lián)是改善蛋白質(zhì)特性的一種很好的方式，既安全，功能性提高效果又明顯。高功能性酶改性大豆分離蛋白的開發(fā)，對實際生產(chǎn)中改善食品加工和提高產(chǎn)品質(zhì)量必然產(chǎn)生相應的積極作用，因此越來越受到研究者和相關食品生產(chǎn)企業(yè)的重視，其應用也將更加廣泛。

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