超声对大豆11S蛋白-葡聚糖共混溶液冷致凝胶流变性质的影响

本文采用稳态剪切和小变形振荡流变分析方法研究了超声时间、超声功率对大豆11S蛋白-葡聚糖共混溶液的稳态剪切粘度和及其冷致凝胶过程动态流变性质的影响。实验结果表明：对照样及超声处理后的共混溶液均为假塑性流体，共混溶液的表观粘度随超声时间或超声功率增加呈降低趋势。与对照样相比，经237.5 W超声处理6 min后，粘度的下降幅度达46.6%。当超声处理时间或功率分别位于0~9 min或0~142.5 W范围时，共混溶液经超声处理后均可冷致形成非共价三维网络共混凝胶，凝胶的G＇和G＂随时间或功率增加呈增加趋势。当超声时间或功率分别增加到12 min或237.5 W时，共混凝胶的G＇分别由峰值的954.7 Pa和609.9 Pa降低为367.3 Pa和507.8 Pa，同时凝胶起始时间被迟滞。超声处理对凝胶线性粘弹区域影响不显著。

卡拉胶/大豆11S蛋白共混体系相容性及凝胶性质研究

研究了大豆11S蛋白分别与3种不同荷电量卡拉胶组成共混体系的相容性、热性质、凝胶流变性质及微结构,并探讨了共混凝胶的成胶动力学及机理。结果表明:ι-卡拉胶对大豆11S蛋白的相容性比κ-卡拉胶弱,添加λ-卡拉胶样共混体系更易发生相分离;添加3种卡拉胶均提高了大豆11S蛋白的热变性温度,但降低了热焓值,影响效果依次是λ-卡拉胶﹥ι-卡拉胶﹥κ-卡拉胶;共混凝胶随卡拉胶所带负电荷的增加其弹性模量值呈降低趋势,且凝胶网络结构由蛋白-多糖双连续结构转变为蛋白凝胶网络单连续结构;增加卡拉胶所带负电荷可降低共混凝胶形成过程表观活化能,同时降低了温控程序终点的弹性模量值。

超声增容对大豆11S蛋白-刺槐豆胶冷致凝胶性质的影响

通过超声处理大豆11S蛋白-刺槐豆胶共混溶液,并随后添加葡萄糖酸内酯(GDL)冷致酸化制备刺槐豆胶增强大豆11S蛋白共混复合凝胶材料。结果表明,与对照样相比,经47.5 W功率超声强度处理4 min后,共混凝胶的强度有显著提高,且刺槐豆胶分散相所占孔隙率和平均孔隙直径分别降低了50.6%和34.6%。随超声处理功率的增加,孔隙率和孔隙直径进一步降低,表明有效改善了刺槐豆胶与大豆11S蛋白的相容性。共混凝胶强度随超声处理功率增加呈先增加后降低趋势,且超声处理样共混凝胶强度均大于对照样。

湿法糖基化处理大豆11S蛋白后的表面活性变化

为改善大豆11S蛋白的表面活性,从脱脂豆粕中提取大豆11S蛋白,采用湿热糖基化法将大豆11S蛋白分别与不同分子质量(4、10、70 ku)的葡聚糖在80℃下反应1、2、3、4、5 h,进行糖基化改性处理,研究糖基化改性产生的大豆11S蛋白-葡聚糖轭合物的表面活性变化。结果表明,糖基化可以改变大豆11S蛋白的结构,从而对其表面活性产生影响,低分子葡聚糖(4、10 ku)湿法糖基化反应有利于增加大豆11S蛋白在等电点附近的溶解性;湿法糖基化处理后轭合物的乳化稳定性、持水性、Zeta电位值普遍增加;乳化活性、持油性、表面疏水性普遍降低。此外,低分子质量葡聚糖与大豆11S蛋白糖基化反应程度更深,对表面活性改善效果更明显。

过氧化氢氧化二硫键对大豆11S蛋白表面活性的影响

为测定氧化断开二硫键对大豆11S蛋白性能的影响,本试验采用不同浓度的过氧化氢氧化处理提纯后的大豆11S蛋白。结果表明:随着过氧化氢浓度的增高,大豆11S蛋白二硫键断开率逐步增加,当过氧化氢浓度为100 mmol/L时二硫键断开率为92.79%,此时大豆11S蛋白乳化性和起泡性最高。在此条件下的γCMC,CMC值分别为55 mN/m,0.1 g/L,具有表面活性剂的特征,表明样品的亲油性较强。通过原子力扫描电镜分析,经过100 mmol/L过氧化氢处理之后大豆11S蛋白的可溶性蛋白颗粒减小,均一性增加,适当氧化之后大豆11S蛋白在溶液中的表面活性性能明显提升。

响应面法优化大豆11S蛋白谷氨酰胺转氨酶改性工艺参数

采用响应面法优化酶交联反应条件,制备高乳化性大豆11S蛋白。以酶添加量(以50 m L样液为参照)、大豆11S蛋白质量浓度、温度和p H为自变量,以乳化性为响应值,利用单因素实验和响应面法对高乳化性大豆11S蛋白制备条件进行优化。结果表明,最佳反应条件为酶添加量22 U(50 m L大豆11S蛋白溶液)、大豆11S蛋白质量浓度26.5 g/L、温度47℃、时间2 h、p H 8.0。在最佳反应条件下,乳化性为76.13%,模型的预测值为76.89%,实验值与预测值相差0.76个百分点,拟合模型具有良好可靠性。未改性大豆11S蛋白乳化性为60.00%,改性后其乳化性提高16.13个百分点。

转谷氨酰胺酶对大豆11S蛋白疏水性的影响

利用转谷氨酰胺酶(TGase)对大豆11S球蛋白改性并对其疏水性进行研究。通过单因素考察和正交实验分析,得出最佳改性条件的组合为加酶量是30U/g,pH是7·5,反应温度是45℃,测得的最大11S蛋白表面疏水性指数(S0)为3076·6。

大豆7S、11S蛋白的结构与热致凝胶特性的分析

通过研究大豆7S及11S蛋白的结构、理化性质与凝胶性,进而研究三者之间的关系。采用傅里叶变换红外光谱、Gauss分峰拟合对蛋白质的二级结构进行研究;利用ANS荧光探针法,Ellman试剂法和Zeta电位仪对大豆7S及11S蛋白的表面疏水性、巯基含量及粒径进行测定;通过质构仪对蛋白凝胶的硬度,胶黏性及弹性进行分析。结果表明,蛋白质的表面疏水性随α-螺旋、β-折叠相对含量的增大而减小,随β-转角和无规卷曲相对含量的增大而增大。表面疏水性越大越利于凝胶网络的形成。大豆7S蛋白凝胶形成的最优条件为蛋白质量浓度0.12 g/mL、温度90℃、pH 6~8、Na+质量浓度0.002 g/mL;大豆11S蛋白凝胶形成的最优条件为蛋白质量浓度0.12 g/mL、温度95℃、pH 8~9、Na+质量浓度0.002 g/mL。蛋白质的二级结构决定了蛋白质的表面疏水性,而表面疏水性影响了凝胶的形成,同时凝胶形成的外在因素又影响着蛋白的表面疏水性。

不同热处理温度下大豆11S球蛋白Zeta电位、粒径和红外光谱分析

对不同热处理条件下大豆11S球蛋白的Zeta电位、粒径和红外光谱进行研究。随着热处理时间的延长,80℃和90℃条件下大豆11S球蛋白的Zeta电位绝对值逐渐减小,而100℃条件下Zeta电位绝对值呈先减小后增大的趋势,3个温度条件下11S球蛋白的平均粒径逐渐增加。100℃热处理的Zeta电位绝对值变化更显著,平均粒径更大。Zeta电位和平均粒径的变化与热处理改变了蛋白质的分子结构有关。对于2%的大豆11S球蛋白溶液,80℃热处理过程中β-转角和无规卷曲结构的转化可能相互抵消,而最终表现为α-螺旋结构转变为β-折叠结构;90℃热处理前30 min发生α-螺旋和β-折叠结构向β-转角结构转变,超过30 min各二级结构不再相互转化;100℃热处理前20 min会使α-螺旋和β-折叠结构迅速转变为β-转角和无规卷曲结构,20～45 min各二级结构没有相互转化,而超过45 min后这种转变进一步加强。

热处理对大豆11S球蛋白溶解性和二级结构的影响

采用差示扫描量热仪、Lowry法以及傅里叶变换红外光谱法分别对大豆11S球蛋白的热性质、溶解性和二级结构进行测定与分析,研究热处理对11S球蛋白溶解性和二级结构的影响。热处理能够使大豆11S球蛋白Td和ΔH降低,导致蛋白质发生部分或完全变性。80℃热处理使大豆11S球蛋白的溶解性降低,这可能由于热处理改变了蛋白质的空间结构和表面电荷所致,此时蛋白质的α-螺旋结构逐渐转变为β-折叠和无规卷曲结构。而90℃和100℃热处理一定时间后,蛋白质溶解性又稍有升高,这可能是形成可溶性聚集体造成的。此时蛋白质的α-螺旋和β-折叠结构向β-转角和无规卷曲结构转变,表明β-转角和无规卷曲结构对热聚集体的形成具有重要作用。此外,蛋白质变性和氢键断裂是导致二级结构相互转变的重要因素。

pH值对大豆11S球蛋白结构和表面疏水性的影响

采用Lowry法、8-苯氨基萘-1-磺酸铵盐(8-anilinonaphthalene-1-sulfonic acid ammonium salt,ANS)荧光探针法研究pH值对大豆11S球蛋白的溶解性和表面疏水性的影响,并利用圆二色光谱和荧光光谱对不同pH值条件下11S球蛋白二级结构和三级结构进行分析,为研究大豆蛋白结构与表面疏水性之间的构效关系提供理论基础。结果表明:除等电点外,大豆11S球蛋白溶解性和表面疏水性呈负相关,并且随着pH值的升高,大豆球蛋白二级结构中发生β-折叠和无规卷曲向α-螺旋的转变,三级结构中色氨酸(Trp)残基微环境极性降低。大豆球蛋白的表面疏水性与α-螺旋结构含量呈负相关。

热处理对大豆11S球蛋白表面疏水性的影响及拉曼光谱分析

研究热处理对大豆11S球蛋白表面疏水性(H_0)的影响,并对蛋白质拉曼光谱进行分析。随着热处理时间的延长,在80℃热处理下,大豆11S球蛋白的H_0增加,二级结构中α-螺旋结构转变为β-转角和无规卷曲结构。在90℃和100℃热处理下,H0先增加后稍有降低,且100℃热处理下H_0变化地更快,且变化程度更大,α-螺旋和β-折叠结构转变为β-转角和无规卷曲结构。此外,热处理会使蛋白分子中的酪氨酸和色氨酸残基趋于"暴露"态,同时改变11S球蛋白分子间二硫键的振动模式,使二硫键由g-g-g构型转变为t-g-t构型,这可能会导致蛋白质H_0的升高。

离子强度对大豆11S球蛋白表面疏水性及结构的影响

对不同离子强度条件下大豆11S球蛋白溶解性、表面疏水性(H_0)、Zeta电位、粒径以及分子结构进行测定,探讨离子强度对大豆11S球蛋白H_0及结构的影响。离子强度由0增加到0.9,大豆11S球蛋白的溶解性降低,H_0增加,Zeta电位绝对值降低,平均粒径增加。此外,随着离子强度的增加,α-螺旋含量降低,β-折叠含量增加,蛋白质的酪氨酸和色氨酸残基由"包埋"态转变为"暴露"态,这种结构的变化可能导致H_0的增加。不同离子强度条件下大豆11S球蛋白的二硫键构型发生了改变,这可能会影响蛋白质的H_0。

碱性条件下大豆11S球蛋白溶液的性质和分子结构

对碱性条件下大豆11S球蛋白溶解性、表面疏水性(H0)、Zeta电位、粒径以及分子结构进行研究。当pH值由7.0增加到12.0时,大豆11S球蛋白的溶解性增加,H0降低,Zeta电位的绝对值增大,平均粒径降低,这表明碱性条件下大豆球蛋白表面负电荷增多,通过静电排斥作用减少了蛋白质聚集,促进蛋白质溶解,更多的极性氨基酸暴露于蛋白质表面可能会导致H0降低。此外,随着pH值的升高,α-螺旋含量增加,无规卷曲含量降低,蛋白分子中的酪氨酸和色氨酸残基趋于“包埋”态。碱性条件下大豆11S球蛋白的二硫键构型发生改变,说明可能发生蛋白质亚基的解离和聚合。

大豆11S和7S球蛋白提取工艺优化研究

以低温脱脂大豆粉为原料,对比大豆蛋白分离提取方法,对大豆11S和7S球蛋白提取工艺进行优化研究,并采用SDS-PAGE凝胶电泳测定提取纯度。提取大豆11S和7S球蛋白优化工艺如下:在调节pH到6.4之前,浸提液中添加0.08 mmol/L NaHSO3,5 mmol/L CaCl2,pH6.2提取大豆11S球蛋白。上清液调节pH4.8离心提取大豆7S球蛋白。结果表明,优化工艺对比传统方法有效提高了两种球蛋白提取率和纯度,提取率11S达82.8%,7S达73.2%;提取纯度11S达78.3%;7S达71.1%。

MTG酶诱导大豆11S球蛋白透明冷致水凝胶的制备

水凝胶的制备逐步朝向安全无毒、高生物相容性的方向发展。本工作着重探究一种大豆球蛋白透明冷致水凝胶的制备方法。首先利用葡聚糖硫酸盐(dextran sulphate,DS)与大豆11S球蛋白(glycinin,11S)在加热过程中形成多阴离子复合物,继而采用微生物转谷氨酰胺酶(microbial transglutaminase,MTG酶)在pH 7.0、一定离子强度条件下,通过分子间ε-(γ-谷氨酰胺基)赖氨酸共价键交联,制备了透明冷致水凝胶,并对其流变学、质构特性、持水性及微结构进行研究。结果表明:葡聚糖硫酸盐(DS)的添加赋予大豆11S球蛋白溶液较高的荷电量,在中性条件下,MTG酶具有交联此高荷电多阴离子复合物的能力,从而在较低温度下形成透明冷致水凝胶。通过控制DS/11S比值及离子强度可影响该冷致凝胶的持水性、流变学特征及质构特性,获得凝胶强度与透明度同时提高的冷致蛋白基水凝胶。扫描电镜观察表明,DS的添加能促进大豆11S球蛋白水凝胶形成规律、稳定的网络结构,使凝胶的持水性增加,解释了DS促进冷致凝胶强度增加的原因。

不同大豆品种11S球蛋白结构特性与表面疏水性关系研究

以6个代表性大豆品种制备11S球蛋白,研究大豆11S球蛋白结构特性与表面疏水性关系。采用ANS荧光探针法测定表面疏水性,Ellman试剂分析法测定巯基和二硫键含量,激光拉曼光谱和荧光光谱分析空间构象。结论表明,大豆11S球蛋白表面疏水性与α-螺旋含量、β-折叠含量负相关,与β-转角含量、无规则卷曲含量正相关;与拉曼光谱色氨酸费米共振I1360/I1340值负相关,与拉曼光谱酪氨酸费米共振I850/I830值正相关,与暴露酪氨酸残基克分子数正相关,与N暴露N包埋值正相关;与暴露巯基含量、巯基暴露程度正相关,与游离巯基含量、二硫键含量、二硫键构象相关性不显著。

限制性酶解对大豆11S球蛋白功能特性的影响

采用Alcalase碱性蛋白酶对大豆11s球蛋白进行限制性酶解处理，比较了不同改性蛋白的功能特性：结果表明．酶解处理可以显著提高蛋白在pH4～6的溶解性，适度酶解可以改善蛋白的乳化性，水解度5．39％是改良蛋白乳化特性的优选条件，可以制备平均粒径较小的乳状液。凝胶强度随水解度的升高而降低，改性蛋白水解度为3．78％时，凝胶弹性模量下降42．37％。

大豆11S球蛋白对小麦粉流变学特性及面包品质的影响

以低温脱脂大豆粕为原料,利用碱溶酸沉与等电点冷沉法提取大豆粕中的11S球蛋白。将提取的11S球蛋白加入到小麦粉中,探讨11S球蛋白对小麦粉的流变学特性的影响,并对含11S球蛋白面包成品进行物性指标评价和感官评价。结果表明:小麦粉中加入11S球蛋白后提高了吸水率,增加了面团形成时间和稳定时间,使面团的耐搅打性增强,面团的延伸性也增加;11S球蛋白添加量为3%的面包品质最好,该条件下面包的硬度为344.8g,弹性为0.92,感官评分为46.7。

离子强度对11S大豆球蛋白和鸡肌球蛋白质的二级结构及凝胶特性的影响

研究了离子强度对11S大豆球蛋白和鸡肌球蛋白质二级结构及其凝胶特性的影响。结果表明,离子强度对蛋白质二级结构和凝胶特性有显著影响,而且二级结构和凝胶特性间存在极显著的相关性;其中,离子强度0.6~0.8 mol·L^(-1)时,凝胶保水性显著高于其他水平;离子强度0.4~0.8 mol·L^(-1)时,凝胶强度显著高于其他水平;离子强度高于0.8 mol·L^(-1)时,凝胶微观结构变得致密;随离子强度的升高,α-螺旋结构显著降低,β-折叠结构显著升高。