糖基化反应改善蛋白质功能特性的研究进展

糖基化反应是改善蛋白质功能特性的一种有效的方法。主要介绍蛋白质糖基化反应机理,糖基化反应对鱼肉蛋白、β-乳球蛋白、卵清蛋白、酪蛋白、精蛋白以及酶等各类蛋白质功能特性影响的国内外研究进展。     

糖基化改性食物过敏原研究进展

糖基化反应是消除蛋白过敏原的有效方法之一。该文就糖基化改性对大豆蛋白、花生蛋白、乳蛋白以及鸡蛋蛋白等主要食物过敏原的影响进行详细综述,以期为探究蛋白过敏原的改性方法及机理提供参考。     

小麦面筋蛋白糖基化改性研究进展

小麦面筋蛋白是麦谷蛋白和麦醇溶蛋白与水结合形成的独特产物,具有优良的黏弹性和延伸性,但是由于水溶性差,应用受到较大限制。蛋白质的糖基化修饰,是将糖类物质以共价键连接的方式导入蛋白质分子中,糖基化能改善面筋蛋白溶解性、乳化性和起泡性等性质,使其应用于不同领域。本文从面筋蛋白糖基化的机理、糖的种类、糖基化对面筋蛋白理化性质的影响、糖基化面筋蛋白的应用等方面综述了小麦面筋蛋白糖基化的研究进展。     

大豆乳清蛋白及其糖基化产物体外模拟胃肠消化特性研究

体外模拟胃液和胰液对大豆乳清蛋白(WSP)及其糖基化产物的消化特性进行研究。结果表明:当胃蛋白酶和胰酶添加量为底物质量的2%~8%时,仅模拟胃液能部分水解WSP,体外消化率为48.0%~50.2%;胃蛋白酶作用后,SDS-PAGE电泳显示WSP的组分脂肪氧合酶和β-淀粉酶条带消失,而大豆血球凝集素以及胰蛋白酶抑制剂KTI、BBI被部分水解后仍有清晰条带;胰酶作用后,SDS-PAGE电泳显示WSP的各组分条带基本不变;使用葡萄糖在60℃的干热条件下对WSP糖基化改性1~7 d能够提高WSP糖基化产物的乳化特性和热稳定性,相比于WSP,此糖基化产物的体外消化率随反应时间的延长先增加后降低。     

糖基化修饰对大米蛋白功能性质影响

大米蛋白溶解性、乳化性及起泡性都较低,使其在加工利用中受到限制。采用糖基化修饰大米蛋白,在单因素基础上,通过四因素三水平正交试验确定最优修饰组合;结果表明,通过正交法所得最优糖基化修饰组合,其复合物溶解度由3.43%增至32.75%,乳化度由33.85%提高至48.96%,起泡性由16.9%提升到30.9%。说明经糖基化修饰能有效改善大米蛋白溶解性、乳化性、起泡性等功能,有助于进一步加工利用大米蛋白,并为后续研究奠定良好理论基础。     

糖基化反应改进肌原纤维蛋白质功能特性的研究进展

肌原纤维蛋白是肌肉中具有重要功能性质的一类蛋白质,肌原纤维蛋白的功能性质对食品的保水性、质构特性及感官品质具有重要的影响。糖基化反应是蛋白质改性的一种有效方法,具有一定的应用前景。文章综述肌原纤维蛋白与还原糖进行糖基化反应的机理与方法,糖基化反应对肌原纤维蛋白的溶解性、乳化性、热稳定性等特性的改善效果,并提出了今后的研究方向。     

谷朊的糖基化及其谷氨酰胺转氨酶脱酰胺改性研究

谷朊富含谷氨酰胺和较多的疏水性氨基酸,具有不溶于水等独特性质。试验采用糖基化和谷氨酰胺转氨酶对谷朊改性,使蛋白质分子带有更多的极性基团,从而使其功能性质得到改善。研究首先在60℃,75%的相对湿度下对谷朊进行糖基化,当谷朊与葡萄糖和葡聚糖的质量比均为10∶1,Maillard反应时间24h,糖基化后的谷朊可利用的ε-NH2分别下降了40%和20%左右。2种糖基化谷朊在底物浓度为5%,谷氨酰胺转氨酶(MTG)浓度为100 U/g谷朊,在pH 6.0,37℃条件下进行脱酰胺改性,MTG作用7 h后,葡萄糖和葡聚糖糖基化谷朊氨释放量分别达到40μM氨/g蛋白和50μM氨/g蛋白,高于非糖基化谷朊的31μM氨/g蛋白,经MTG改性后的糖基化谷朊表面疏水性和溶解性有小幅度的提高,但持水性和持油性有较大提高。     

蛋白质糖基化接枝改性研究进展

食品蛋白质的糖基化改性可通过美拉德反应使蛋白质分子的ε-氨基与糖分子的还原性羰基进行共价结合而实现,该过程不需任何化学催化剂参与,是一种绿色有效的化学改性方法。文章系统介绍了蛋白质糖基化的反应机理、反应标志物、改性方法以及功能特性,并对糖基化的研究方向进行了探讨。     

嗜热麦芽糖转葡萄糖基酶的制备及其应用综述

针对目前国内外关于嗜热麦芽糖转葡萄糖基酶的制备及应用进展进行了综述:主要采用基因克隆至常温宿主细胞中,通过宿主细胞的过量表达来完成制备,其应用主要体现在淀粉的优化改性、大环糊精的制备以及功能成分的糖基化修饰等方面.未来研究将集中于酶的多功能催化机制,同时拓展糖基化改性功能成分的种类及转糖基类型.     

大豆11S球蛋白糖基化有害交联产物的形成及抑制机理

目的：针对食品工业大豆蛋白糖基化改性工艺,建立大豆11S球蛋白-糖模拟体系,探究该体系中晚期糖基 化终产物（advanced glycation end products,AGEs）形成的影响因素,探究黄酮类化合物抑制AGEs形成的机理, 以便进行有效调控。方法：荧光光谱法（λex/λem＝340 nm/465 nm）测定糖的种类和浓度、温度、pH值以及黄酮抑制 剂等对AGEs形成的影响,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳表征糖基化过程及黄酮对AGEs的抑制效果,通过 液相色谱-串联质谱（liquid chromatograph-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS）测定反应过程中槲皮素及其产物 的变化。结果：糖种类为果糖;11S球蛋白与果糖质量浓度分别为2、8 mg/mL,pH值为9.2,温度为121 ℃条件下产 生的荧光性AGEs量最多;槲皮素、木犀草素、染料木素、芦丁4 种黄酮对荧光性AGEs的形成均有一定抑制效果; LC-MS/MS结果表明槲皮素通过捕获糖基化中间产物甲基乙二醛（methylglyoxal,MGO）,抑制了大分子交联性的 荧光性AGEs形成;十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳验证了1 mmol/L槲皮素有效降低了大分子交联的产物,但 不影响糖的修饰改性,乳化性能得到较好的改善。结论：采用分子质量较大的糖,降低糖质量浓度、pH值和反应 温度,添加黄酮类化合物可有效抑制大豆蛋白糖基化过程中有害产物AGEs的形成。     

超声波辅助花生浓缩蛋白糖基化改性研究

目的研究超声波辅助花生浓缩蛋白糖基化改性工艺。方法以低温冷榨花生蛋白粉为原料,以糖基化改性蛋白的乳化活性指数(emulsifying activity index,EAI)和乳化稳定性指数(emulsifying stability index,ESI)为考察指标,采用单因素和响应面实验优化工艺条件。结果超声波辅助花生浓缩蛋白糖基化改性的最优工艺参数为蛋白浓度5.0 mg/mL、糖浓度104 mg/mL、pH值8.5、反应温度57℃、反应时间43 min、超声波功率210 W、超声波频率45 kHz;此工艺条件下的EAI和ESI理论值分别为47.40 m2/g和69.13%,验证实验值分别为(48.61±0.32) m~2/g和(67.59±2.08)%;EAI和ESI值的实验值与理论值相差分别为2.55%和2.23%。在pH 2～12范围内,糖基化改性花生浓缩蛋白的乳化活性高于未改性蛋白。结论本研究的响应面模型与实际情况拟合较好,验证了所预测模型的正确性,为花生浓缩蛋白糖基化改性的制备和应用提供理论基础。     

茶渣蛋白糖基化改性工艺优化及功能特性研究

采用湿法糖基化对茶渣蛋白进行改性,以接枝度和褐变指数为指标,通过单因素和响应面试验优化改性工艺,并分析改性对蛋白功能特性的影响。结果表明,以葡萄糖作为糖基供体,与茶渣蛋白按1:1的质量比,在83.68℃、pH 10.60条件下进行糖基化反应,此时接枝度达到(32.89±0.53)%。该工艺下得到的茶渣蛋白较改性前,溶解性、乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性分别增加35.78%,0.415,10.72%,29.95%,3.23%。     

TGase催化玉米醇溶蛋白糖基化改性

利用转谷氨酰胺酶（transglutaminase,TGase）催化玉米醇溶蛋白与氨基葡萄糖盐酸盐（glucosamine hydrochloride,GAH）发生交联反应。通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳确认玉米醇溶蛋白与GAH发生交联反应。以玉米醇溶蛋白糖基化修饰产物中GAH导入量为指标,优化糖基化反应条件,并对玉米醇溶蛋白糖基化修饰样品的溶解性进行了表征。结果表明,最适的糖基化反应条件为底物质量浓度5 g/100 mL、TGase添加量50 U/g（以玉米醇溶蛋白计）、玉米醇溶蛋白中酰基供体与GAH中的酰基受体物质的量比1∶6、初始pH 8.0、反应温度44 ℃、反应时间7 h;此反应条件下,玉米醇溶蛋白中GAH的最大导入量为（11.34±0.21） mg/g（以玉米醇溶蛋白计）。与玉米醇溶蛋白相比,玉米醇溶蛋白交联样品与糖基化修饰样品的溶解性均得到提高,玉米醇溶蛋白糖基化修饰样品的溶解性最高。     

水热糖基化大米蛋白质的结构以及溶解性研究

以大米蛋白质(RP)与木糖为原料,采用水热糖基化的方法,研究在不同反应时间、pH、木糖与RP质量比条件下,糖基化产物接枝度与溶解度的关系,并对反应条件为:温度120℃,时间为20 min,pH为8,木糖与RP质量比为7:1的RP-木糖糖基化产物的溶解性与结构变化之间的关系进行探讨。得出RP-木糖糖基化产物溶解度由11.35%增加到27.62%,接枝度达到46.5%。氨基酸组成、电泳、荧光光谱、紫外光谱、红外光谱结果表明:RP的谷蛋白聚肽、球蛋白亚基和谷蛋白碱性亚基中精氨酸、赖氨酸可能与木糖发生共价结合生成了可溶性聚集体;二级结构中α-螺旋、β-折叠减少,无规则卷曲增加。因此,水热糖基化反应使RP的溶解性质得到改善。     

响应面优化超声辅助裸燕麦蛋白/β-葡聚糖糖基化改性工艺

以裸燕麦蛋白、β-葡聚糖为原料进行糖基化改性,利用超声波辅助优化改性工艺条件。通过单因素实验,比较分析了超声时间、超声功率、超声温度和β-葡聚糖与裸燕麦蛋白质量比对接枝度和溶解度的影响,并利用Box-Benhnken原理对4个单因素进行响应面优化,以接枝度为指标,得到了裸燕麦蛋白糖基化改性的最优工艺条件为:超声时间95 min,超声功率240 W,超声温度75℃,β-葡聚糖与裸燕麦蛋白质量比为2:1,此时糖基化改性的接枝度为35.79%±0.86%。与未超声处理的裸燕麦蛋白糖基化改性相比,接枝度提高了2.34倍。结果表明,超声波辅助对裸燕麦蛋白糖基化改性过程有较大的促进作用。     

糖基化改性对英国红芸豆抗氧化肽抗氧化活性的影响

为了提高英国红芸豆抗氧化肽的抗氧化活性,利用木糖对其进行糖基化改性。首先利用单因素和正交试验对糖基化改性条件进行优化,然后利用荧光光谱、紫外-可见光谱和傅里叶中红外光谱对糖基化改性产物进行分析。研究结果表明,糖基化改性的最佳反应条件为：抗氧化肽浓度 10 mg/mL、反应温度 90℃、pH 7、反应时间 4 h、糖肽比为 1:1；在此条件下制备的糖基化产物的羟基自由基清除率、DPPH自由基清除率、还原力和亚铁离子螯合能力分别提高了80.9%、75.1%、135.7%、27.2%,褐变程度为 0.52,接枝度为 39%。糖基化改性产物的荧光和紫外吸收特性增强,产物的 -OH 含量增加,在 N-H、C=O 和 C-N 键都发生了伸缩和振动。糖基化改性可以显著提高英国红芸豆抗氧化肽的抗氧化活性。     

胶原膜糖基化产物的制备及表征

采用D-木糖通过美拉德反应对天然可食用胶原膜进行糖基化改性,得到一种新型天然可食用有色胶原膜。通过单因素实验考察了不同实验条件对反应程度的影响,并对改性后的胶原膜进行了相关表征。研究结果表明,当D-木糖浓度10%,pH 8.0时,胶原膜在60℃的水浴中反应14 h进行糖基化改性较适宜。红外光谱分析表明,糖基化改性没有破坏胶原的高级结构。差示量热扫描分析和热重分析显示,改性后胶原膜的变性温度提高了8.5℃,起始分解温度升高了约100℃,耐热性得到了显著的改善。接触角和吸水率测定表明,改性后胶原膜的亲水性有所提高。     

马来酸酐改性茶多酚对非酶糖基化的抑制作用

食品加工过程中所涉及的高温处理常会引发非酶糖基化反应,导致一些有害成分的产生,因此加工过程中应尽量避免这一现象。本研究用马来酸酐作为改性剂,制备马来酸酐改性茶多酚（maleic anhydride modified tea polyphenols,MA-TP）,采用紫外-可见分光光度法、高效液相色谱法和荧光光谱法等研究改性茶多酚（tea polyphenols,TP）的抗氧化能力和对高温下非酶糖基化反应的抑制作用。结果表明：虽然MA-TP对2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸阳离子自由基清除能力较TP显著降低（P＜0.05）,但能有效抑制非酶糖基化反应。MA-TP在赖氨酸-果糖非酶糖基化反应体系中对前体物质的形成和褐变程度的抑制作用较TP明显增强。MA-TP对二羰基化合物乙二醛、甲基乙二醛以及总体荧光性糖基化终产物的最高抑制率分别为82.95%、40.33%和70.25%,抑制效果显著优于TP和阳性对照氨基胍（P＜0.05）,其对3-脱氧葡萄糖醛酮的最高抑制率为45.01%,在反应中后期抑制效果显著优于TP（P＜0.05）;MA-TP对戊糖素的最高抑制率为88.43%,其抑制效果与TP无明显差异,但显著优于阳性对照氨基胍（P＜0.05）。综上,研究可为以改性TP作为非酶糖基化抑制剂在食品领域的应用提供理论参考。     

谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质糖基化的研究进展

谷氨酰胺转氨酶(TGase)作为生物催化剂,催化蛋白质中γ-谷氨酰胺残基与带有伯氨的糖共价结合,从而改善蛋白的功能特性,减少美拉德反应中副产物的形成。综述了谷氨酰胺转氨酶酶促糖基化的反应机理、作用形式及其产物在食品中的应用,并对谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质糖基化的发展前景进行了展望。     

乳清蛋白改性的研究进展

乳清蛋白具有多种功能特性,例如乳化性、成胶性和起泡性,广泛地应用于食品中.许多研究证明,通过改性可进一步改善乳清蛋白的功能特性,开发新型的功能性乳清蛋白配料,拓展其在食品工业中的应用范围.乳清蛋白的改性方法包括物理、化学和酶法改性以及相互结合的方法,选择性使用改性方法、控制反应条件可以改善所需的功能特性.通过美拉德反应对乳清蛋白的糖基化改性是一种比较新的方法,但已经成为食品中研究的热点.