大豆分离蛋白-维生素D3复合物的结构及性质

采用表面疏水性、粒径、ζ-电位、浊度等指标,以及荧光光谱、紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱等方法分析研究维生素D3(VD3)与大豆分离蛋白(SPI)复合物的结构及性质。结果表明:SPI与VD3形成复合物后其表面疏水性显著下降(P<0.05),且VD3的添加量与SPI的表面疏水性成反比。VD3的加入使复合物的粒径明显减小,ζ-电位的绝对值增大,溶液液滴粒径分布更加均匀,溶液的稳定性更强。随着VD3含量的增加,复合物的浊度略有增大。荧光光谱和紫外-可见光谱分析发现复合物最大发射波长和最大吸收波长分别较SPI对照红移了3.6 nm和8 nm,表明VD3改变了SPI的空间结构,使其芳香氨基酸残基所处的微环境向极性增强的方向变化。傅里叶红外光谱显示VD3引起SPI的二级结构改变,其中α-螺旋和β-折叠含量减少,β-转角和无规则卷曲含量增多。研究结果为营养强化VD3技术以及拓宽大豆蛋白的应用领域提供参考。     

水力空化处理对大豆分离蛋白与儿茶素相互作用及结构功能特性的影响

采用基于孔板的水力空化对儿茶素与大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI）的混合物进行处理,通过比较处理前后儿茶素与SPI的结合量,以及所形成复合物的紫外吸收光谱、荧光光谱、游离巯基与游离氨基含量、表面疏水性、平均粒径与Zeta电位、二级结构、抗氧化活性等的变化,研究水力空化处理对儿茶素与SPI相互作用及所形成复合物的结构功能特性的影响。结果表明：水力空化处理能促进儿茶素与SPI的相互作用,在儿茶素添加量为2.0 mg/m L时,水力空化处理能将儿茶素与SPI的结合量由（21.82±0.18）mg/g提高至（62.55±0.36）mg/g;与未处理的复合物相比,水力空化处理后SPI-儿茶素复合物的紫外吸收增强,荧光强度减弱,平均粒径增大,Zeta电位绝对值、表面疏水性、游离巯基和游离氨基含量下降,二级结构中α-螺旋、β-转角和无规卷曲相对含量增加,β-折叠相对含量减小;另外,经水力空化处理后复合物的抗氧化活性明显增强,在儿茶素添加量为2.0 mg/m L时,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率由处理前的（48.64±1.24）%上升至（84.72±0.12）%...     

大豆分离蛋白组成及二级结构对表面疏水性的影响

测定不同品种大豆分离蛋白(SPI)的表面疏水性和游离巯基含量,同时采用SDS-PAGE法和圆二色谱法分析SPI的蛋白质组成及二级结构,探讨它们对SPI表面疏水性的影响。SPI表面疏水性随着游离巯基含量的增加而增大,这与蛋白分子的解折叠和疏水性残基的暴露有关。品种差异对SPI的蛋白质组成和表面疏水性有一定影响,7S/11S比值越大,表面疏水性越高。不同品种SPI的二级结构含量存在差异,当蛋白质分子中α-螺旋含量较低,β-折叠及无规卷曲含量较高时,蛋白质分子的无序性增加,分子结构趋于暴露式,使埋藏在内部的疏水性残基更多地暴露在蛋白质分子表面,导致表面疏水性的增加。     

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。     

不同品种大豆分离蛋白Zeta电位和粒径分布与表面疏水性的关系

对不同品种大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)的表面疏水性、氨基酸组成及溶液的Zeta电位和粒径分布进行分析,探讨蛋白质溶液Zeta电位和粒径分布与表面疏水性的关系。不同品种SPI的表面疏水性由大到小的变化趋势为:东农46皖豆24黑农46五星4中黄13冀NF58,品种差异对SPI的Zeta电位及粒径分布具有显著影响。相关性分析表明,SPI表面疏水性与氨基酸组成无显著相关性,表面疏水性与Zeta电位绝对值呈显著的正相关,与粒径大小呈显著的负相关。当蛋白溶液Zeta电位绝对值较大时,蛋白表面更多同性电荷间的排斥作用会减少蛋白分子的相互聚集,使蛋白溶液趋于稳定,同时降低蛋白质粒径大小。此时,蛋白质疏水基团的内卷程度降低,并更多暴露在分子表面,导致蛋白质表面疏水性增加。     

鱼肌球蛋白与腥味物质的结合作用研究

为了阐明花鲢鱼肌球蛋白与特征腥味物质的结合作用,构建肌球蛋白-腥味化合物作用体系,采用顶空-气相色谱-质谱联用、分子模拟、差示扫描量热法、拉曼光谱等技术研究肌球蛋白与腥味物质间的作用。结果表明,肌球蛋白与6种腥味物质间的结合能力随碳链长度及不饱和度的增加而显著增加,且1-辛烯-3-醇的结合能力显著低于醛类化合物;腥味物质使肌球蛋白分子结构展开,α-螺旋向β-折叠和β-转角转变,蛋白质表面疏水性增大,总巯基和活性巯基含量增加,Zeta电位绝对值降低,蛋白质的热稳定性降低,并且其中的醛类物质对肌球蛋白结构的影响显著高于醇类;所选腥味物质与肌球蛋白间的作用力主要是疏水作用、氢键和共价键。     

酵母β-葡聚糖与肌球蛋白互作及对蛋白质风味吸附特性的影响

研究酵母β-葡聚糖与鲅鱼肌球蛋白的相互作用,及其对蛋白质风味吸附能力的影响。采用Zeta电位分析、荧光、紫外、拉曼光谱及气质谱联用技术,研究不同酵母β-葡聚糖添加量对肌球蛋白结构及风味结合能力的影响。结果表明,随着酵母β-葡聚糖添加量的增加,肌球蛋白的溶解度、Zeta电位绝对值、表面疏水性和活性巯基含量均呈先升高后降低的趋势,内源荧光强度逐渐下降,紫外吸收峰强度逐渐增强。酵母β-葡聚糖添加量在0~2%时,α-螺旋含量显著降低(P < 0.05),而β-折叠含量显著增加(P < 0.05);当添加量大于2%时,α-螺旋含量又逐渐升高,β-折叠含量逐渐降低。添加酵母β-葡聚糖促使肌球蛋白结构展开,增强了蛋白质与所选风味物质的结合能力,而当其添加量超过2%,结合能力增加不显著。     

米糠贮藏期间米糠谷蛋白结构变化的研究

将新鲜米糠贮藏不同时间后脱脂制备米糠谷蛋白,研究米糠酸败对米糠谷蛋白结构的影响。结果表明,随着新鲜米糠贮藏时间的延长,米糠谷蛋白羰基、二硫键含量增加,游离巯基含量下降,表明米糠酸败导致米糠谷蛋白氧化。随着新鲜米糠贮藏时间的延长,米糠谷蛋白二级结构中α-螺旋和β-折叠含量下降,β-转角和无规卷曲含量上升,Zeta电位绝对值、表面疏水性和内源荧光强度下降,内源荧光最大吸收波长发生蓝移,并且伴随着蛋白质聚集体的出现,表明米糠酸败使得米糠谷蛋白结构发生变化,逐渐形成氧化聚集体。     

米糠酸败诱导的蛋白质氧化对米糠清蛋白界面性质的影响

研究米糠酸败诱导的氧化修饰对米糠清蛋白界面性质的影响。结果显示,米糠酸败会诱导米糠清蛋白发生羰基化和巯基氧化反应。米糠清蛋白的乳化性、乳化稳定性、起泡能力和起泡稳定性与其羰基含量、α-螺旋/β-折叠呈极显著（P＜0.01）负相关,与游离巯基含量、表面疏水性、Zeta电位绝对值、溶解度呈极显著（P＜0.01）正相关。结果表明,米糠氧化酸败产物诱导米糠清蛋白通过蛋白质-蛋白质相互作用（二硫键、非二硫共价键、疏水作用力等）形成可溶性和不可溶的聚集体,导致蛋白质分子柔性和表面疏水性下降,分子间静电斥力减弱,进而对米糠清蛋白的界面性质产生负面影响。     

真空减压加速皮蛋蛋清凝胶形成的机理

真空减压法可显著缩短皮蛋加工周期,但此技术下皮蛋蛋清凝胶形成的机理还未知。因此,本文研究真空减压法下腌制皮蛋蛋清形成凝胶过程中,蛋清水分迁移、蛋白质构象变化、微观结构及分子间作用力变化等,以探究其凝胶形成机理。结果表明:在皮蛋腌制过程中,蛋清蛋白的疏水性先增加后降低,适宜的疏水相互作用有利于维持蛋白质凝胶结构的稳定;蛋清蛋白的浊度显著增大而溶解性显著降低,Zeta电位增大了1.13倍,静电斥力的增强有利于有序线性蛋白质聚集体的形成,形成了透明的凝胶;α-螺旋结构的相对含量减少至13.00%,而β-折叠和β-转角分别增加至54.00%和20.40%,蛋白质的α-螺旋结构转化为β-结构来参与蛋白质分子之间的聚集;维持蛋白质凝胶的分子间作用力从强到弱依次是是离子键、二硫键、疏水相互作用和相对较少的氢键;通过以上的相互作用,皮蛋蛋清最终形成了规则的包埋着大量结合水的三维纤维网络凝胶结构。     

不同品种大豆分离蛋白结构与表面疏水性的关系

采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对不同品种大豆分离蛋白的二级结构与表面疏水性之间的关系进行研究。对不同品种大豆分离蛋白在酰胺Ⅰ带位置中各个特征峰相互叠加,采用Gauss峰型进行拟合、解析,判断其α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲的相对含量,对其含量与表面疏水性数值之间的关系进行分析,为研究大豆分离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：大豆分离蛋白表面疏水性与α-螺旋含量呈负相关(r＝－0.945,P＝0.004),与β-折叠(r＝0.904,P＝0.013)及无规则卷曲(r＝0.866,P＝0.026)的含量呈正相关,与β-转角线性关系不明显(r＝－0.698,P＝0.123)。     

Comparative studies on the physicochemical properties of soy protein isolate-maltodextrin and soy protein isolate-gum acacia conjugate prepared through Maillard reaction

Dry-heated Maillard reaction was applied in the preparation of protein–polysaccharide conjugates. Reaction mixtures containing soy protein isolate (SPI) and maltodextrin (1:1 weight ratio) were dry-heated at 60 °C and 79% relative humidity for three days. The mixtures of SPI and gum acacia (GA) were dry-heated at the same condition for one week. The conjugate of SPI–MD showed lower levels of free amino groups and higher degree of graft, which indicated that reaction between SPI and MD developed much faster than reaction between SPI and GA. The solubility of SPI at isoelectric point was improved remarkably after grafting with MD or GA. The grafted SPI showed significantly higher levels of emulsifying properties than SPI and the emulsifying properties of SPI–GA conjugate were much better than SPI–MD. Decreases of lysine and arginine contents after the graft reaction indicated that these two amino acid residues attended the covalent linkage between SPI and MD or GA. The graft reaction reduced surface hydrophobicity and fluorescence emission maximum value because of a shielding effect of the polysaccharide chain bound to proteins. The results of secondary structure suggested that grafted SPI had decreased the levels of α-helix, β-sheet and β-turn and increased unordered coils level.     

大豆分离蛋白与染料木素共价交联对蛋白表征和结构的影响

探究大豆分离蛋白和染料木素的共价交联对蛋白表征和结构的影响。制备大豆分离蛋白与不同质量浓度染料木素（0、1.2、1.5、2.0 mg/mL）的共价复合物,通过探究粒径、Zeta电位、浊度、表面疏水性分析蛋白体系的表征变化,并采用紫外分光光度计、荧光分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪分析蛋白体系的结构变化。结果表明：大豆分离蛋白与染料木素共价复合后,蛋白的中位径由135.6 μm最低减小至98.0 μm,Zeta电位绝对值由15.0 mV最高增大至21.4 mV,表面疏水性由216.0最低减小至115.5,总巯基含量由31.5 μmol/g最低减小至20.4 μmol/g。与对照组相比,共价复合物的浊度增加,并且实验组中SPI-Ge-1.2组低于SPI-Ge-1.5组和SPI-Ge-2.0组。光谱分析表明染料木素对大豆分离蛋白有猝灭效果,二者共价交联后蛋白质的色氨酸与酪氨酸残基所处的微环境疏水性减少,蛋白质二级结构中α-螺旋含量增多、β-折叠含量减少、β-转角含量增多、无规卷曲含量减少,并且加入1.2 mg/mL的染料木素对大豆分离蛋白的表征特征和结构影响效果更好。本研究结果表明在大豆分离蛋白中加入染料木素后,二者的共价交联能够影响蛋白的表征与结构。     

3 种有机酸在不同pH值条件下酸沉处理对米糠蛋白结构的影响

以传统碱溶酸沉制备米糠蛋白所用的盐酸为对照,采用酒石酸、苹果酸、柠檬酸3?种有机酸分别在pH?4.0、3.5、3.0、2.0条件下酸沉制备米糠蛋白,研究有机酸酸沉对米糠蛋白结构的影响。结果表明,同种有机酸在不同pH值条件下酸沉,当酸沉pH值下降时,米糠蛋白总巯基含量和α-螺旋相对含量无显著变化,游离巯基含量和无规卷曲相对含量上升,β-折叠和β-转角相对含量下降,内源荧光强度和表面疏水性先增加后下降。相比盐酸酸沉,有机酸在相同pH值条件下酸沉制备米糠蛋白的总巯基、二级结构组成和表面疏水性无显著差异,但游离巯基含量下降、内源荧光强度升高。分子质量分布、粒径分布及电泳结果表明,较低pH值条件下的酸沉可导致米糠蛋白结构发生部分解离和聚集,但没有形成新的亚基和高分子质量聚集体。     

Effects of ultrasound on structural and physical properties of soy protein isolate (SPI) dispersions

The effects of low-frequency (20 kHz) ultrasonication at varying power (200, 400 or 600 W) and time (15 or 30 min) on functional and structural properties of reconstituted soy protein isolate (SPI) dispersions were examined. Ultrasonic treatments reduced both the storage modulus and loss modulus of SPI dispersions and formed more viscous SPI dispersions (fluid character). Moreover, ultrasound treatment significantly decreased the consistency coefficients and increased the flow behaviour index of SPI dispersions. Scanning electron microscopy of lyophilized ultrasonicated SPI showed different microstructure with larger aggregates compared to non-treated SPI. No significant change was observed in the protein electrophoretic patterns by SDS-PAGE. However, free sulfhydryl content, surface hydrophobicity and protein solubility of SPI dispersions were all increased with ultrasonic treatment. Differences in solubility profiles in the presence versus absence of denaturing (0.5% sodium dodecyl sulphate and 6 M urea) and reducing (mercaptoethanol) agents suggested a decrease in non-covalent interactions of SPI in dispersion after ultrasonic treatment. Secondary structure analysis by circular dichroism indicated lower α-helix and random coil in SPI treated at lower power, in contrast to higher α-helix and lower β-sheet in SPI treated with higher power (600 W). In conclusion, under the conditions investigated in this study, ultrasonic treatment resulted in partial unfolding and reduction of intermolecular interactions as demonstrated by increases in free sulfhydryl groups and surface hydrophobicity, leading to improved solubility and fluid character of SPI dispersions, while larger aggregates of ultrasonic-treated SPI in the dry state were formed after lyophilization.     

外源抗氧化剂α-生育酚在河蟹肌肉脂肪-蛋白质氧化体系中的作用

为了考察添加α-生育酚对河蟹肌肉中氧化脂肪-蛋白质体系的影响,以采集的河蟹肉为研究对象,通过测定蟹肉肌原纤维蛋白中巯基含量、表面疏水性、二级结构变化以及蛋白电泳情况,研究常温贮藏条件下氧化脂肪-蛋白质模拟体系中肌原纤维蛋白的变化。结果显示,蟹油经过12、24?h氧化后,脂肪酸组成发生变化,不饱和脂肪酸相对含量明显下降。添加24?h氧化蟹油的河蟹肌肉中,活性巯基含量的减少和表面疏水性的增加较为显著,氧化程度越高,α-螺旋、β-折叠相对含量越少,β-转角则越多;添加α-生育酚的处理组与相应的对照组相比,活性巯基含量的减少、表面疏水性的增加显著减缓,α-螺旋、β-折叠相对含量较多,β-转角较少,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE）结果显示,抗氧化剂的添加对肌原纤维蛋白降解有一定的抑制效果,条带光密度分析显示仅有个别组间条带有显著差异,SDS-PAGE用于检测蛋白质氧化程度不及活性巯基和表面疏水性指标灵敏。研究表明氧化蟹油能够加速蛋白质的变性,且氧化程度越高,效果越显著;α-生育酚对氧化脂肪诱导的蛋白质变性具有显著的抑制作用。     

高盐胁迫下米曲霉FUJX 001产草甘膦降解酶空间结构变化研究

该研究以米曲霉（Aspergillus oryzae）FUJX 001产的草甘膦降解酶为研究对象,通过傅里叶红外图谱、全波段紫外吸收图谱及圆二色谱和荧光光谱法,研究高盐条件下草甘膦降解酶的结构变化。结果表明,与不含NaCl的草甘膦降解酶相比,含15%和20% NaCl的草甘膦降解酶红外谱图中部分特征吸收峰大大削弱和消失;溶液最大紫外吸收强度减弱,吸收波长蓝移;含15%NaCl溶液的草甘膦降解酶分子中α-螺旋比例上升,β-折叠比例降低,β-转角和无规则卷曲所占比例变化相对较小,而含20% NaCl较含15% NaCl的草甘膦降解酶分子无规则卷曲比例迅速增加,β-折叠和α-螺旋比例下降,β-转角所占比例无明显变化;含15%和20% NaCl的草甘膦降解酶最大荧光强度增强且伴随微弱蓝移。     

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（H0）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H0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H0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H0的升高。     

Gelation Properties of Transglutaminase-Induced Soy Protein Isolate and Wheat Gluten Mixture with Ultrahigh Pressure Pretreatment

In this study, we elucidated the microbial transglutaminase-induced gelation properties and thermal gelling ability of soy protein isolate (SPI) and wheat gluten (WG) mixture following ultrahigh pressure (UHP, 100–400 MPa) pretreatment. UHP treatment induced unfolding and aggregation within SPI/WG protein molecules, which led to increases in free sulfhydryl group content and surface hydrophobicity. However, the transglutaminase cross-linking reaction facilitated the formation of hydrophobic interactions and disulfide bonds and thus resulted in higher gel strength, water holding capacity, and denser and more homogeneous gel networks of transglutaminase cross-linked SPI/WG gels. Rheological measurements revealed that the addition of UHP steps might generate a higher storage modulus (G′) value of MTGase-induced SPI/WG gelation during the heating-cooling cycle (25 °C → 95 °C → 25 °C). Our results indicated that various chemical interactions including covalent interactions (i.e., ε-(γ-glutamyl)lysine bonds and disulfide bonds) and non-covalent interactions (i.e., electrostatic forces and hydrophobic interactions) were involved in SPI/WG gel network structures. Hydrophobic interactions and disulfide bonds are significantly increased with the pressure level (100–400 MPa) compared with that of the unpressurized control. Furthermore, UHP treatment reduced the α-helix and β-turn content but increased the β-sheet and random coil structures. Thus, UHP treatment may be considered as a novel technique to expand the utilization of SPI/WG mixture in the food protein gelation industry.     

玉米醇溶蛋白组分的分级及表征

根据玉米醇溶蛋白(zein)组分在不同的异丙醇浓度、盐浓度、pH下溶解度的差异,从玉米中成功分离出α–zein,β–zein,γ–zein 3种组分,并对其提取率、相对分子质量、氨基酸组成、二级结构及界面特性进行表征。结果表明:α-zein的疏水性氨基酸含量最高,占比为54.3%;其次是γ-zein为47.1%;β-zein最低,疏水性氨基酸含量为38.2%。α-zein具有高含量α-螺旋结构,低含量的β-折叠结构;β-zein具有高含量β-折叠结构,低含量α-螺旋结构;γ-zein具有较高含量的β-转角结构。利用LB膜天平表征zein不同组分在空气-纯水界面的吸附行为,发现α-zein在空气-纯水界面平均分子所占面积最高,β-zein所占面积最低;α-zein形成的单分子层发生从液态扩张相到液态凝聚相的转变点最大,β-zein的相转变点最小。通过AFM表征zein不同组分在空气-纯水界面的形貌,发现α-zein以颗粒形态存在,β-zein呈紧密的网络结构,γ-zein形成类似蠕虫状的结构。研究能为玉米醇溶蛋白组分的应用研究提供理论依据。