孫 乾,張愛琴,薛雨菲,曹文利,奚鳳玲,王榮浩,李 芳,孔令明,*
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830052;2.新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830021)
核桃(Juglans regia)在我國多省都有種植。到2016年,我國核桃種植面積超500萬 hm2,年產(chǎn)量近300萬 t,其占經(jīng)濟類樹林總面積的15%左右,居世界之首[1]。核桃營養(yǎng)豐富,含蛋白15%~20%、含脂肪60%~70%、含人體所必須的多種VA、VE、VD、VK等較高[2]。核桃中的優(yōu)質(zhì)植物蛋白,是促進(jìn)大腦活性和減緩衰老的健康蛋白[3-4]。目前,核桃的食用性,一般為榨油或直接食用。但對核桃榨油后副產(chǎn)物的綜合性利用,以及占核桃蛋白總量70%以上的谷蛋白的研究還鮮有報道,對產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)脫脂、分離、濃縮核桃粉,都缺乏規(guī)?;?、科研化、技術(shù)化、集約化的深加工。由相關(guān)的文獻(xiàn)論述[5],核桃蛋白大部分為谷蛋白,其不溶于水、油,因此,極大限制了核桃蛋白在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用。
蛋白質(zhì)的化學(xué)性修飾主要是氨基酸的殘基化修飾,其中分為?;?、磷酸化、糖基化等反應(yīng),這些反應(yīng)都是針對氨基酸殘基上的—COOH、—OH、—NH2和—SH加以改性作用[6]。通過改性可改善原蛋白的一些功能特性,諸如溶解度、持水(持油)性、乳化特性、熱穩(wěn)定性、表面特性、凝膠性等。常使用的酰化劑有琥珀酸酐、馬來酸酐等;常用的磷酸鹽有復(fù)合磷酸鹽、三聚磷酸鈉、多聚磷酸鈉等。
有研究者采用不同改性劑對蛋白進(jìn)行改性,高度的?;沟鞍自谄珘A性的環(huán)境下溶解度增加,POCl3改善了蛋白結(jié)構(gòu),提高了蛋白質(zhì)功能特性[7]。磷酸化的改性,使蛋白空間結(jié)構(gòu)得以改變,肽鏈的延展伸縮,溶解度有所提高,隨著溶解度的提高,其乳化性等功能特性以及黏度都有相應(yīng)的提高;劉雯等[8]以提取率為參照指標(biāo),發(fā)現(xiàn)大豆蛋白改性前后有4.37%和23.46%的提高;奚海燕[9]以磷酸化程度為指標(biāo),發(fā)現(xiàn)3%的三聚磷酸鈉使大豆蛋白有最大改性。
熒光光譜是研究液態(tài)蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的一種方法,其可以通過對氨基酸的熒光特性反映蛋白的疏水性,且靈敏度高、方法簡單、所需樣品量少;紫外分光光度法可研究蛋白二級和三級結(jié)構(gòu)變化,以及測定蛋白的溶解度、乳化性等,其靈敏度高、選擇性好、精密度高;傅里葉紅外光譜可以對蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境下定性和定量分析,其分辨率高、重復(fù)性好、測量簡單、掃描較快;圓二色光譜又稱圓二色曲線,遠(yuǎn)紫外區(qū)一般是肽鍵的吸收峰,反映蛋白質(zhì)主鏈的構(gòu)象,近紫外區(qū)一般是蛋白質(zhì)的側(cè)鏈基團,反映氨基酸及其殘基的細(xì)微構(gòu)象變化。
核桃供應(yīng)量持續(xù)增長,開發(fā)率依然較低,初加工耗時費力,附加值始終不高。因此,為更加有利于核桃資源的開發(fā),實驗采用化學(xué)方法對核桃蛋白進(jìn)行改性處理,以此使核桃餅粕中的優(yōu)質(zhì)蛋白得以更加全面的綜合性利用,對核桃產(chǎn)業(yè)的精深加工意義深遠(yuǎn)。
核桃餅粕(榨油后制得) 新疆中亞食品有限公司;核桃谷蛋白(walnut glutenin,WG)由核桃餅粕制得;大豆油 新疆友好集團股份有限公司。
十二烷基硫酸鈉、氯化亞錫(SnCl2·H2O) 北京索來寶科技有限公司;琥珀酸酐(丁二酸酐) 上海源葉生物科技有限公司;三聚磷酸鈉、無水乙醚、石油醚(均為分析純) 天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;溴化鉀(色譜純) 山東嘉穎化工科技有限公司;2-乙氧基乙醇(分析純) 北京津同樂泰化工產(chǎn)品有限公司。
Testo205便攜式數(shù)顯pH計 德圖儀表(深圳)有限公司;PL203電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;DZKW-S-6電熱恒溫水浴鍋 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司;TDL-5-A低速離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠;ALPHA 1-2型真空冷凍干燥機 德國Marin Christ公司;TU-1810PC紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;SENS-9003型熒光光譜分析儀 北京卓立漢光儀器有限公司;傅里葉變換紅外光譜儀 日本島津公司;J-810圓二色光譜儀 日本Jasco公司;JEOL700F掃描電子顯微鏡 日本電子株式會社。
1.3.1 WG的制備
工藝流程:核桃餅粕→脫脂核桃粕→加去離子水→離心→沉淀→加NaCl→離心→沉淀→加體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇→離心→沉淀→加NaOH溶液調(diào)pH值→離心→上清液→加HCl溶液調(diào)pH值至等電點→離心→沉淀→水洗至中性→真空冷凍干燥→WG[10]。
1.3.2 改性蛋白的制備
工藝流程:WG→制備溶液→攪拌→調(diào)pH值→加酰化劑(加磷酸鹽)→攪拌→調(diào)pH值→透析→真空冷凍干燥→改性蛋白。
將2.00 g WG分散在30 mL去離子水中,室溫下攪拌1 h,用1 mol/L NaOH溶液調(diào)不同pH值,然后分批加入一定量的琥珀酸酐(磷酸鹽),反應(yīng)過程中不斷攪拌,并用1 mol/L HCl或NaOH溶液維持溶液pH 7.0不再變化至終止反應(yīng)(一般為5~60 min)。將酰化蛋白溶液在4 ℃透析48~72 h以滲透壓形式過濾未反應(yīng)的琥珀酸酐,濃縮溶液后進(jìn)行真空冷凍干燥處理,即為?;鞍祝╝cylated protein,AP)。磷酸化蛋白(phosphorylated protein,PP)實驗組不用透析,對照組不添加任何試劑[11]。
1.3.3 溶解度的測定
根據(jù)Horax法稍作改動[12]。分別稱取0.10 g WG、AP與PP樣品分散于10 mL去離子水中,室溫下磁力攪拌0.5 h左右,溶液以4 500 r/min離心15 min,留取上清液待用;取空試管,加入5 mL考馬斯G-250,加入50 μL去離子水,再加入50 μL上清液,劇烈振蕩1 min左右以混勻;放置10 min,在波長595 nm處測量,對照組加入5 mL考馬斯G-250,再加入100 μL去離子水。蛋白質(zhì)溶解度計算如式(1)所示:
1.3.4 熒光光譜分析
精確稱取WG和改性蛋白樣品溶解于pH 7.0的磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉緩沖液中,調(diào)蛋白質(zhì)量濃度為0.3 mg/mL。在25 ℃條件下放置3 h,采用熒光光譜分析儀測定WG、AP與PP的樣品熒光特性。取約5 mL樣液置于四通石英比色皿中,選擇熒光光譜的激發(fā)波長為310 nm,發(fā)射光譜的波長掃描范圍為410~460 nm,選擇狹縫為5 nm,每個樣液重復(fù)掃描3 次。
1.3.5 紫外光譜分析
精確稱取WG、AP與PP樣品溶解于pH 7.0的磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉緩沖液中,調(diào)蛋白質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL。取約5 mL樣液置于置于1 cm的石英比色皿,用分光光度計測定樣品的吸光度,樣品的掃描波長范圍為200~400 nm[13]。
1.3.6 紅外光譜分析
精確稱取WG、AP與PP樣品1 mg加入溴化鉀進(jìn)行緩慢研磨至均一的粉末狀,在模具中以8 MPa壓制2~3 min制成薄片。采用傅里葉變換紅外光譜儀在(4 000~400 cm-1)全波段上掃描,分辨率4 cm-1,波數(shù)精度0.01 cm-1,掃描次數(shù)32[14]。
1.3.7 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的圓二色光譜分析
精確稱取WG、AP與PP樣品溶解于pH 7.0的磷酸緩沖液中,調(diào)蛋白質(zhì)量濃度為0.3 mg/mL。在25 ℃條件下放置3 h,采用圓二色光譜儀測定WG的圓二色性。取約5 mL樣液置于2 mm石英比色皿中,選擇掃描的波長為190~250 nm,掃描速率為100 nm/min,響應(yīng)溫度為25 ℃,靈敏度為100 mdeg/cm,分辨率為0.5 nm。所測出的圖譜需扣除緩沖液的空白差,每個樣液重復(fù)掃描8 次取平均值,蛋白的二級結(jié)構(gòu)采用JASCO結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行分析,圓二色性以殘基摩爾橢圓率表示(℃·cm2/dmol)。
1.3.8 掃描電子顯微鏡觀察
取WG、AP與PP的粉末樣品進(jìn)行噴金處理,將樣品處理好之后加壓至20 kV,用掃描電子顯微鏡觀察[15]。
1.3.9 酰化度的測定
采用茚三酮法進(jìn)行測定,配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的WG、AP與PP樣液,取空試管,加入1 mL樣液,再加入0.02 g/mL茚三酮溶液1 mL,蓋塞搖勻;混合液于100 ℃水浴上加熱10~15 min,取出后在20~25 ℃的水浴中冷卻,加入5 mL去離子水,盡快在波長570 nm波長處測量。對照組以0.02 g/mL茚三酮溶液作空白。酰化度計算如式(2)所示:
1.3.10 持水性的測定
參考Paredeslopez等[16]的研究并作一定修改。準(zhǔn)確稱取0.10 g的WG、AP與PP粉末置于離心管中,加入10 mL去離子水,使用離心機4 500 r/min離心15 min。稱取樣品和離心管質(zhì)量,持水性計算如式(3)所示:
式中:M0為樣品質(zhì)量/g;M1為離心管與樣品總質(zhì)量/g;M2為離心管與沉淀物質(zhì)量/g。
1.3.11 持油性的測定
依照Pedroche等[17]的研究并作一定的調(diào)整,準(zhǔn)確稱取0.10 g的WG、AP與PP樣品置于離心管中,加入大豆油5 mL,旋渦式振動60 s,然后3 300 r/min離心15 min,吸紙吸去殘留油脂,持油性計算如式(4)所示:
式中:M0為樣品質(zhì)量/g;M1為離心管與樣品總質(zhì)量/g;M2為吸油后離心管與樣品總質(zhì)量/g。
1.3.12 乳化性及乳化穩(wěn)定性的測定
取空試管,加入5 mL蛋白樣液,加入25 mL去離子水,再加入20 mL大豆油,旋渦式振動60 s,然后2 500 r/min離心乳化5 min,分辨乳化層[18]。乳化性計算如式(5)所示:
精確稱取5 g樣品溶于100 mL去離子水中,調(diào)節(jié)至pH 7.0,加入50 mL大豆油,高速乳化均質(zhì)1 min左右;放置于45 ℃水浴中45 min左右,測量乳化層的高度(H0),30 min后再次測量乳化層的高度(H1)[19]。乳化穩(wěn)定性計算如式(6)所示:
1.3.13 起泡性及泡沫穩(wěn)定性
精確稱取WG、AP與PP樣品溶解于pH 7.0的磷酸緩沖液中,取空試管,加入10.0 mL樣液(V0),高速乳化均質(zhì)2 min左右;迅速測量總體積(V1),30 min再次測量總體積(V2)[20]。起泡性與泡沫穩(wěn)定性計算如式(7)和式(8)所示:
每個實驗做3 次重復(fù)。運用Excel 2003進(jìn)行圖形繪制,光譜圖采用系統(tǒng)自帶軟件進(jìn)行分析。
?;鞍讟悠穼嶒灨鶕?jù)式(2)中對?;潭燃右杂嬎愕弥?jīng)琥珀酸酐(丁二酸酐)改性的AP其?;葹椋?7.26±0.49)%。吸光度的百分?jǐn)?shù)表示游離氨基與茚三酮溶液的反應(yīng)程度,吸光度越高,反應(yīng)程度越高,?;仍降?。因此經(jīng)琥珀酸酐改性后的WG其被?;某潭容^高,說明?;^充分。
使用熒光分光光度計對WG、AP和PP進(jìn)行掃描測定。在310 nm的激發(fā)波長處所產(chǎn)生的熒光光譜主要是由于谷蛋白中存在一定量的色氨酸所造成的,譜圖上顯示的熒光峰實質(zhì)為色氨酸基團由于光激發(fā)產(chǎn)生的電子躍遷所導(dǎo)致,峰的位置在428~431 nm波長范圍內(nèi)(圖1),AP與PP的化學(xué)改性可能是由于改變了蛋白質(zhì)中的氫鍵,使得部分氫鍵產(chǎn)生斷裂,而蛋白分子內(nèi)部的氫鍵是決定蛋白質(zhì)分子中α-螺旋和β-折疊穩(wěn)定性的重要因素,氫鍵的破裂會導(dǎo)致蛋白二級結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。熒光強度的改變也說明了色氨酸在改性后出現(xiàn)大量的衰減,且改性蛋白的最大吸收峰強度也發(fā)生了輕微的紅移。蛋白分子逐漸展開分子鏈,將更多的親水性基團暴露出來,使得親水性極大增強,從而使溶解度有極大的提高[21-22]。
圖1 WG與改性蛋白的熒光光譜Fig. 1 Fluorescence spectra of natural and modified glutenin
蛋白的紫外吸收最為關(guān)鍵在于蛋白質(zhì)側(cè)鏈上的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸殘基所引起,此3 種氨基酸在蛋白中的存在以及存在的數(shù)量性直接決定了蛋白的紫外吸收強度水平。在另一種意義上也與組氨酸和半胱氨酸基團有關(guān),但相關(guān)性要弱于前3 個氨基酸。由圖2可知,WG的最大紫外吸收波長為280 nm,這反映了WG的紫外吸收主要是由于其蛋白內(nèi)的色氨酸和酪氨酸殘基引起的[23]。由圖2所示,當(dāng)進(jìn)行酰基化和磷酸化處理時,AP與PP的紫外吸收明顯增強,且這種增強極顯著(P<0.05);WG的最高紫外吸收峰出現(xiàn)在280 nm波長處的0.44,而AP與PP的最高紫外吸收峰分別出現(xiàn)在282 nm與283 nm波長處,且吸光度分別為1.69和1.44。經(jīng)AP與PP處理的蛋白,其兩者之間的差異并不顯著(P>0.05)。
隨著化學(xué)改性的處理,所有改性蛋白的吸收峰均出現(xiàn)在275~279 nm之間,蛋白紫外吸收峰出現(xiàn)藍(lán)移,說明色氨酸、酪氨酸等殘基基團所處微環(huán)境的極性狀態(tài)發(fā)生了改變,這種改變也相應(yīng)會引起肽鍵的斷裂,而肽鏈上的色氨酸、酪氨酸殘基屬于極性氨基酸,所帶的雜環(huán)π→π*電子躍遷是引發(fā)紫外吸收的關(guān)鍵因素,蛋白質(zhì)肽鏈的逐漸展開,π→π*和n→π*電子的躍遷能量逐漸增大,也導(dǎo)致了紫外吸收的相對增強[24]。
圖2 WG與改性蛋白的紫外光譜Fig. 2 UV absorption spectra of natural and modified glutenin
蛋白質(zhì)中的二級結(jié)構(gòu)通常包括α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角、β-折疊和無規(guī)卷曲。在酰胺I帶上是蛋白不同二級結(jié)構(gòu)信息的疊加,對譜圖可以進(jìn)行線性擬合以確定出結(jié)構(gòu)與峰形之間的相對應(yīng)關(guān)系。在1 700~1 600 cm-1的酰胺I帶一般是蛋白質(zhì)所在的特征峰,也常用于蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的分析,這主要是由于蛋白質(zhì)中含有C—O鍵伸縮振動所形成的,也正是因為這樣,此處的信號較強[25-27]。蛋白質(zhì)作為兩親性結(jié)構(gòu)的代表,疏水性和親水性是決定其乳化性的一個重要指標(biāo)。
WG主要由其中的谷蛋白組成,這也使得WG持水能力較差,而相比持油性較為穩(wěn)定,因受到化學(xué)改性的作用,改性蛋白在空間結(jié)構(gòu)上受到較大破壞,大量的親水性基團暴露,這也使得WG的親水性有很大的提高。
由圖3可以看出,經(jīng)過化學(xué)改性處理的蛋白,其波形均向高波數(shù)藍(lán)移了約0.5~1 cm-1。這說明蛋白在受到化學(xué)劑的影響下,其結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定,原本的結(jié)構(gòu)開始逐漸解離。當(dāng)氫鍵作用較弱化時,C=O的電子云密度逐漸升高,導(dǎo)致吸收峰位向高波數(shù)方向藍(lán)移。由圖3還可以發(fā)現(xiàn),在改性后的蛋白中,α-螺旋結(jié)構(gòu)的含量有一定的升高;相應(yīng)的無規(guī)卷曲與β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu),基本沒有變化;β-折疊結(jié)構(gòu)含量有一定的上升,這些都表明了核桃蛋白在受到化學(xué)改性后,其疏水性的基團逐漸減少,而親水性的基團逐漸增多[28]。α-螺旋和β-折疊是有序的蛋白結(jié)構(gòu),具有一定的穩(wěn)定性;而β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲則是無序的蛋白結(jié)構(gòu),其會較易發(fā)生改變。由于化學(xué)作用,會產(chǎn)生一定數(shù)量的—OH和—COOH,這在一定程度上使得β-折疊結(jié)構(gòu)被破壞,并與α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角之間相互轉(zhuǎn)化[29]。
圖3 WG與改性蛋白的紅外光譜Fig. 3 Infrared spectra of natural and modified glutenin
圓二色光譜常被用作定量分析植物性蛋白二級結(jié)構(gòu)的組成,且可分為遠(yuǎn)紫外和近紫外兩個區(qū)域,遠(yuǎn)紫外區(qū)是肽鍵所在的吸收范圍,其能夠較為直觀地反映肽鏈結(jié)構(gòu)。在遠(yuǎn)紫外光區(qū),210 nm波長處的負(fù)峰顯示具有α-螺旋結(jié)構(gòu),而α-螺旋結(jié)構(gòu)過于穩(wěn)定,在一定程度上會阻止蛋白的構(gòu)象受到改變,蛋白質(zhì)趨于穩(wěn)定狀態(tài),不利于蛋白功能特性的改變[30];相比α-螺旋結(jié)構(gòu),β-折疊與無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)使得蛋白穩(wěn)定性較差,從而促使蛋白的柔性以及功能特性有良好的改變。蛋白分子的柔性越好,相應(yīng)表現(xiàn)出蛋白的乳化特性越好。
圖4 WG與改性蛋白的圓二色光譜Fig. 4 Circular dichroism spectra of natural and modified glutenin
如圖4所示,未改性的WG其二級結(jié)構(gòu)主要為β-折疊,且α-螺旋結(jié)構(gòu)占17.62%,平均是改性蛋白的1.27 倍(表1)。經(jīng)化學(xué)改性的AP、PP與未經(jīng)改性的WG相比,其α-螺旋結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯的下降,而β-折疊結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)上升趨勢;β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)在整體上變化不明顯,無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)在一定程度上有所變化。
表1 WG與改性蛋白二級結(jié)構(gòu)變化的對比分析Table 1 Comparative analysis of secondary structures of natural and modified glutenin
圖5 核桃谷蛋白與改性蛋白的SEM圖(×5 000)Fig. 5 SEM photographs of natural and modified glutenin (× 5 000)
由圖5可以看出,未經(jīng)任何改性處理的WG呈現(xiàn)出圓球狀的小顆粒,并相互呈散落狀,即使有較大塊的顆粒也比較少見;AP與PP,已不見松散的圓形小顆粒,取而代之的是有空隙的、大片或是塊狀的結(jié)構(gòu)。從前后2 種結(jié)構(gòu)可以得出,經(jīng)?;c磷酸化改性處理會使原本球聚的蛋白結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向片狀或塊狀的結(jié)構(gòu),這可能是因為WG由于改性而使得肽鏈展開所形成。而這種展開的表面積增大的結(jié)構(gòu)會更有利于蛋白質(zhì)溶解度、持水性的提升[31-34]。
對改性前后WG加以功能指標(biāo)的測定,并橫向、縱向?qū)χ笜?biāo)進(jìn)行對比。由表2可知,未改性WG溶解度為17.43%,而改性后AP與PP的溶解度分別為80.29%和95.60%,改性后的AP與PP溶解度分別提升了3.61 倍和4.49 倍;未改性的WG其持水性和持油性分別為4.27 g/g和4.81 g/g;而AP與PP的持水性和持油性分別為12.68、10.90和4.71、3.87,經(jīng)過改性處理的WG其持水性顯著高于未改性的,持水性提升了1.97 倍和1.55 倍;通過數(shù)據(jù)表明,谷蛋白的溶解度與持水性有較明顯的相關(guān)性,且較高的溶解度對應(yīng)較高的持水性。這與毛曉英[35]的結(jié)論稍有不同,可能是因為單一的谷蛋白與全蛋白或粗蛋白在蛋白結(jié)構(gòu)以及氨基酸組成成分上有不同,因此結(jié)論會有一定的差異性。這其中還可能是因為蛋白質(zhì)分子大小、形狀、蛋白質(zhì)構(gòu)象的不同所導(dǎo)致蛋白質(zhì)中氨基酸以及其側(cè)鏈的帶電性不同。經(jīng)過改性處理的WG其持油性略低于未改性的,持油性降低至未改性的97.92%和80.47%,持油性略有降低;通過?;男缘腁P其持油性基本上與WG保持一致,而PP的持油性有一定程度的下降,這可能是因為兩種化學(xué)改性使得極性氨基酸數(shù)量有一定程度的增長,而非極性氨基酸處于減少的狀態(tài),且在制備改性蛋白的過程中,谷蛋白會有一定的微變性,導(dǎo)致親水性氨基酸基團逐步暴露。El Nasri等[36]研究表明,一定的表面積和疏水性可以有助于增大相應(yīng)的持油性,同時含量較高的蛋白質(zhì)會相應(yīng)有較高的持油性。有研究[35-37]指出,葵花籽與大豆蛋白含量的增加可以提高產(chǎn)品的品質(zhì),使得產(chǎn)品的持油性有所提高。改性前后WG的持油性均比毛曉英[35]報道的分離和濃縮蛋白高(2.81、2.50 g/g和2.43 g/g),蛋白質(zhì)的持油性強弱決定了其在肉制品加工過程中,能否增強肉質(zhì)的乳化程度,改善食用品質(zhì)口感。通過數(shù)據(jù)分析,改性后的AP與PP具備高度的持水性和一定的持油能力,這可以為肉及肉制品的加工發(fā)揮更大的作用。
經(jīng)磷酸化處理的PP與WG和?;男訟P的乳化性有顯著的不同,PP的乳化性最高為34.38%,表現(xiàn)出了顯著差異(P<0.05);而WG與AP的乳化性差異不顯著(P>0.05);這一結(jié)果基本與葵花籽、腰果等蛋白的測定結(jié)果一致。而在乳化穩(wěn)定性上,經(jīng)化學(xué)改性處理的谷蛋白其穩(wěn)定性明顯減低,由未改性的64.58%降至38.46%,其差異顯著(P<0.05)。
在溶解度、疏水性以及黏性等因素中,對于起泡性的變化都有一定的影響,且較大的蛋白分子具有良好的泡沫穩(wěn)定性。這可能是因為蛋白質(zhì)分子的肽鏈?zhǔn)艿酵饨绛h(huán)境的干擾,其分子柔性不斷增強,蛋白質(zhì)能夠向氣-水界面運動效率得到了一定的提升,因此使得起泡性有一定改善[37]。由表2可知,經(jīng)過改性處理的谷蛋白起泡性并沒有得到一定的改善,但PP的泡沫穩(wěn)定性是WG的1.2 倍,這種改善效果也并不明顯。
表2 改性前后谷蛋白的功能性質(zhì)比較Table 2 Comparison of functional properties of natural and modified glutenin
經(jīng)?;幚砗蟮腁P溶解度為80.29%;經(jīng)磷酸化處理后的PP溶解度為95.60%。經(jīng)琥珀酸酐改性蛋白的?;潭葹椋?7.26±0.49)%,說明?;^充分。
熒光強度被影響發(fā)生較大變化,且吸收峰出現(xiàn)紅移現(xiàn)象,說明蛋白的親水性與疏水性發(fā)生了一定的變化,疏水性快速下降;紫外光譜的最大吸收波長為284 nm,且出現(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象,表明了色氨酸以及酪氨酸殘基極性狀態(tài)有一定改變;紅外光譜分析疏水性的基團逐漸減少,而親水性的基團逐漸增多;圓二色光譜顯示蛋白的二級結(jié)構(gòu)中,α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角以及無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)都有不同程度的變化,表明了蛋白的高級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,因而影響到蛋白的溶解度與持水能力有明顯提高;在掃描電子顯微鏡下清晰發(fā)現(xiàn),蛋白的微觀結(jié)構(gòu)以及分布特征發(fā)生明顯變化,這也對蛋白的功能特性有相應(yīng)的影響。