改性大豆分离蛋白产品功能性及机理的研究

利用氮气和谷氨酰胺转胺酶(MTG)对大豆分离蛋白(SPI)进行复合改性.复合改性SPI的吸水性、保水性和吸油性分别比对照提高了121%、222%和150%;溶解性比对照降低了36%.经MTG改性后SPI可在分子间生成共价键,形成相对分子量较大的聚合物.复合改性可在MTG改性的基础上进一步增加SPI分子间的交联程度.     

酶复合改性大豆分离蛋白相关功能性研究

利用微生物中性蛋白酶、微生物谷氨酰转氨酶(MTG)二者复合改性大豆分离蛋白(SPI),结果发现,双酶复合改性SPI的溶解性、吸水性、保水性和吸油性相关功能性显著增加,分别比对照提高了26.5%、48%、173%、35%,并经电镜观察改性SPI微观结构,探讨了SPI改性机理。     

谷氨酰胺转移酶对大豆分离蛋白膜性能的影响

研究注模前酶作用时间对谷氨酰胺转移酶(TGase)改性大豆分离蛋白(SPI)膜性能的影响。在注模之前,将TGase(8U/g SPI)加入到成膜溶液中,分别在磁力搅拌下作用0、30、60、120min,然后注模成膜。利用质构仪检测蛋白膜的机械性能,结合哈克流变仪的动态黏弹实验及SDS-PAGE 实验进一步分析。注模前适度的酶作用(≤60min)在一定程度上有利于TGase 改性的SPI 膜机械强度的提高,特别是抗拉强度(TS)值;但是,时间不宜过长,因为注模前的酶作用也会诱导SPI 蛋白组分的聚沉反应,从而降低成膜溶液中可溶解蛋白的含量。结果表明,TGase改性SPI 膜时,一方面会诱导蛋白交联;另一方面,交联过多又会导致沉淀;在利用TGase 提高SPI 膜的机械性能时如何把握两者之间的关系,在交联的同时抑制酶促聚沉非常重要。     

鸭血小分子肽同步酶解工艺的优化

通过响应面分析,建立中性蛋白酶和风味蛋白酶同步酶解血浆蛋白的数学模型,方差和可信度分析表明该模型拟合度好(Root MSE=0.488768)。运用SAS 软件分析得到最佳工艺参数为：pH7.1,反应温度50.5℃,酶解时间4.8h;在此条件下酶解所得小分子肽无异味,苦味轻,平均粒径为798.5nm,比表面为0.82634m2/g,Zeta 电位为－ 8.63mV,吸水性为0.4388g/g,吸油性为8.323mL/g。     

TGase交联对alcalase水解大豆分离蛋白起泡性的影响

为了提高大豆分离蛋白(SPI)的起泡性,对SPI经alcalase有限水解产物中不同分子大小的肽段采用谷氨酰胺转移酶TGase进行交联。结果表明:TGase交联可有效提高SPI的起泡性,特别是显著地提高了其泡沫稳定性;MW﹥10 ku的大分子肽当加酶量为15 U/g底物且交联4 h时得到最佳的泡沫稳定性为88.5%;MW﹥10ku和MW﹤5 ku的大分子和小分子肽混合物当加酶量为50U/g(底物),交联时间为4 h、大分子与小分子肽摩尔比为1∶1时得到的最佳泡沫稳定性为60.3%;MW>10 ku的大分子肽交联产物的分子质量显著高于MW>10ku的大分子肽和MW<5 ku的小分子肽(摩尔比1∶1)交联产物的分子质量。     

转谷氨酰胺酶交联时间对玉米胚芽蛋白功能性质的影响

为解决玉米胚芽蛋白溶解性低的问题,提高其在食品工业领域的实际应用,以玉米胚芽蛋白为原料,通过酶解、转谷氨酰胺酶(TGase)交联,制备了不同交联时间的玉米胚芽蛋白,利用红外光谱仪和粒度分析仪分析玉米胚芽蛋白结构和表面性质的变化,并检测其溶解性、乳化性、起泡性等功能性质。结果表明：随着交联时间的延长,玉米胚芽蛋白的溶解性、起泡能力、持水性、乳化活性逐渐增强,乳化稳定性变化趋势与之相反,泡沫稳定性先升后降,持油性先降后升;与原样相比,交联3 h的玉米胚芽蛋白的乳化活性提高了16.7倍,持水性和持油性分别增加了9.16%和8.71%;TGase交联反应改变了玉米胚芽蛋白的二级结构,酰胺Ⅰ带的伸缩振动增强, β-转角增多,蛋白质粒径和Zeta电位发生改变,蛋白质结构和表面性质的改变造成其功能性质的变化。综合来看,交联3 h的玉米胚芽蛋白的功能性质表现最佳。     

超声处理对转谷氨酰胺酶交联乳清分离蛋白的结构特性和凝胶保水性的影响

本文研究了超声处理(20 kHz,400 W,0、10、20、30、40 min)对转谷氨酰胺酶(TGase)交联乳清分离蛋白(WPI)的分子量分布、粒径分布、荧光强度、表面疏水性和凝胶保水性的影响。结果表明,TGase交联WPI后生成了分子量约为120 kDa的大分子聚合物,且聚合物的量随着超声处理时间的增加而逐渐增加;TGase交联WPI后的荧光强度高于未交联的WPI,且荧光强度随着超声处理时间的增加而增大;TGase交联后WPI的表面疏水性增大,且随着超声处理时间的延长,表面疏水性逐渐升高。此外,WPI的粒径随着超声处理而减小,但TGase交联后WPI的粒径明显高于未交联的WPI。TGase交联后WPI的凝胶保水性呈上升趋势,并且随着超声时间的延长而逐渐升高。因此,TGase交联WPI可以改变WPI的结构,增强其凝胶保水性。     

冷冻猪肉丸中大豆分离蛋白结构变化及共存物对其功能性的影响研究

目的研究冷冻条件(–18℃, 2 d)下大豆分离蛋白(soybean protein isolate, SPI)结构变化以及猪肉丸中共存物(猪脂肪、SPI替代瘦肉量、淀粉和食盐)对SPI功能特性的影响。方法采用巯基、二硫键含量及表面疏水性分析冷冻条件对SPI结构影响,通过保水性、保油性及乳化特性变化研究冷冻条件猪肉丸中共存物对SPI功能特性的影响。结果冷冻处理后SPI游离巯基含量下降0.75μmol/g,暴露巯基、二硫键含量分别增加了1.83、6.45μmol/g,表面疏水性由192.76增至699.93。添加10%猪脂肪、15%SPI替代瘦肉量、20%淀粉和2%食盐, SPI共存体系获得最佳保水性、保油性,分别添加30%猪脂肪、15%SPI替代瘦肉量、15%淀粉和2%食盐, SPI共存体系获得最佳乳化特性。结论冷冻条件对SPI结构变化影响显著,且猪肉丸中SPI共存物含量影响共存体系的保水性、保油性及乳化特性;为SPI在冷冻肉制品中应用提供参考依据。     

转谷氨酰胺酶对大豆分离蛋白乳状液冻融稳定性的影响

采用转谷氨酰胺酶（transglutaminase,TGase）改性提高大豆分离蛋白（soybean protein isolate,SPI）乳状液冻融稳定性。以出油率和分层系数为稳定性指标,研究TGase交联时间、添加量、冻融循环次数对SPI乳状液冻融稳定性的影响。通过显微结构、热特性分析比较研究由SPI、TGase改性SPI作为乳化剂乳状液的冻融稳定性,利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳分析酶改性对SPI组成的影响,进而分析与乳状液稳定性的关系。结果表明：经过3 次冻融循环后改性SPI制备的乳化剂仍保持较好的冻融稳定性,TGase交联时间3 h、添加量1.5%时稳定性较好,微观结构可看出改性SPI乳状液处于相对稳定状态。乳状液冻融过程中热特性的差异,反映出改性蛋白在冻融过程中乳状液结晶及融化的热行为得到了改变。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳结果表明酶改性使蛋白组成发生改变,从而影响大豆蛋白的冻融稳定性。TGase改性大豆蛋白具有较好的冻融稳定性,为其在冷冻食品中应用提供理论依据。     

分子链修饰改善玉米谷蛋白的功能性质

为了改善玉米谷蛋白的功能性质,研究了碱性蛋白酶酶解及转谷氨酰胺酶(TGase)催化交联协同作用对玉米谷蛋白功能性质的影响。首先利用碱性蛋白酶酶解玉米谷蛋白制备水解度为5%的酶解产物,随后控制TGase催化交联反应程度（反应时间分别为1、2、3 h）得到3种交联产物(GAT1,GAT2,GAT3),测定了酶解产物和交联产物的结构、功能性质和苦味值,并与玉米谷蛋白进行了对比。结果表明：相对于玉米谷蛋白,其酶解产物（GA）及交联产物具有更加疏松的结构;酶解产物及交联产物溶解性显著增强,起泡能力、持水性显著增加,而泡沫稳定性没有显著变化, GA和GAT1的持油性没有显著变化,而GAT2和GAT3的持油性显著增加;玉米谷蛋白本身没有苦味,酶解后苦味值显著增加,但随着蛋白交联程度的加深,苦味值显著降低。研究表明结合碱性蛋白酶酶解和TGase催化交联两种修饰反应能够改善玉米谷蛋白的功能性质,同时一定程度上克服酶解带来的苦味。     

谷氨酰胺转氨酶预交联改善CaSO4诱导大豆分离蛋白凝胶性的研究

酶法改性能够有效提升大豆蛋白的凝胶性。为了探讨谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase, TGase)预交联对盐诱导大豆分离蛋白凝胶性的影响,通过控制酶浓度、预交联时间制备不同预交联程度的大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)溶液,并研究其在CaSO₄作用下的成胶性能。结果显示,与未经TGase处理的SPI相比,TGase适度预交联能够显著提升SPI的凝胶品质。经3～5 U/g TGase预交联20 min或3 U/g TGase预交联20～30 min后,SPI凝胶性得到了不同程度的提升,其中弹性模量、屈服应力、屈服应变、持水率最大分别提高了124.5%、269.0%、135.0%及53.0%。然而,过度预交联产生过大的蛋白聚集体,导致最终形成的凝胶结构粗糙、多孔,凝胶强度、持水力等均显著下降(P<0.05)。由此可见,合理利用TGase对蛋白进行预交联处理能够改善SPI凝胶制品品质,对于TGase在食品工业中的应用及传统豆制品质构改良具有重要的指导意义。     

Modification of the nitrogen solubility properties of soy protein isolate following proteolysis and transglutaminase cross-linking

The effect of (a) limited hydrolysis [0.5–2.0% degree of hydrolysis (DH)] with Alcalase™, (b) cross-linking with transglutaminase (TGase) and (c) combinations of these modifications on the nitrogen solubility (pH 3–8) of soy protein isolate (SPI) was investigated. Between pH 3.0 and 5.0, SPI hydrolysates, hydrolysates of cross-linked SPI and the cross-linked products of SPI hydrolysates displayed significant (P<0.05) increases in solubility compared to unmodified SPI. Cross-linking pre- or post hydrolysis did not alter the overall trend of increased (P<0.05) solubility relative to the unmodified control at low pH. At 2% DH, cross-linking pre- or post-hydrolysis resulted in greater solubility (P<0.05) than that observed in hydrolysates per se at low pH. Sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS–PAGE) indicated that the 22 kDa 11S basic polypeptide was relatively resistant to Alcalase hydrolysis and that the 18 and 22 kDa 11S basic polypeptides were not susceptible to TGase cross-linking. The results demonstrate that a combination of enzymatic treatments and the order in which they are applied may have potential for creating novel food ingredients with improved functional properties, especially those properties that are dependant on high solubility at low pH.     

改性大豆分离蛋白对法兰克福香肠品质的影响

采用酶水解和酶交联的方法对SPI进行改性,制备能够提高法兰克福香肠的持水性和贮存稳定性的功能性食品用蛋白配料.通过应用全质构分析和色差的方法,考察添加改性蛋白的香肠品质,用TBARS反应物的含量来监测改性蛋白对香肠在储藏过程中的脂肪氧化稳定性的影响.结果表明:SPI水解交联产物可以显著(P＜0.05)抑制法兰克福香肠脂肪氧化的发生,显著(P＜0.05)降低香肠的蒸煮损失,显著(P＜0.05)提高香肠的质构品质.采用碱性蛋白酶水解SPI至水解度4后停止水解、再用谷氨酰胺转氨酶交联2 h获得的改性蛋白,以2%的量添加到法兰克福香肠中,其防止香肠蒸煮损失和抗氧化效果显著.     

Emulsifying properties of the transglutaminase-treated crosslinked product between peanut protein and fish (Decapterus maruadsi) protein hydrolysates

BACKGROUND: Defatted peanut meal, a protein‐rich by‐product from the oil extraction industry, is underutilised owing to its inferior functional properties. In this study, transglutaminase (TGase) crosslinking and proteolysis were used to improve the emulsifying properties of peanut protein isolate (PPI) extracted from the meal. PPI and PPI hydrolysate (PPIH) were conjugated separately with fish (Decapterus maruadsi) protein hydrolysate (DPH), catalysed by TGase to obtain improvements in the emulsifying properties. RESULTS: Analyses by electrophoresis and high‐performance liquid chromatography indicated that polymers were formed in all TGase‐treated samples. In emulsions of PPIH, PPI‐DPH and PPIH‐DPH the volume/surface average particle diameter (d₃₂), creaming and instability phenomenon were decreased and the zeta‐potential was increased after TGase treatment, showing improved emulsifying activity and emulsion stability. In the case of PPI, TGase treatment had no effect on the emulsifying activity, but the emulsion stability of TGase‐treated PPI was improved. CONCLUSION: The study showed that TGase crosslinking and proteolysis could improve the emulsifying properties of PPI, while proteolysis followed by TGase crosslinking proved more efficient. The emulsifying properties of the heterologous protein systems of PPI‐DPH and PPIH‐DPH were also improved by TGase treatment. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

大豆蛋白的酶水解及类蛋白反应对其抗氧化活性的影响

采用Alcalase 2.4L FG 蛋白酶水解大豆蛋白,筛选并制备出ABTS+·清除率最高的水解物,其水解度为14.0%,对ABTS+·清除率为43.6%。以此水解物为底物,以修饰产物的游离氨基减少量为指标,应用响应面分析得到类蛋白反应的优化条件为：酶添加量1037U/g pro、底物质量浓度30g/100mL、温度20℃。在此条件下反应6h,水解物的修饰反应程度和抗氧化活性均为最大。制备反应程度不等的3 个修饰产物,进一步抗氧化活性分析表明：大豆蛋白水解物及其修饰产物的抗氧化活性好于大豆蛋白;修饰产物与水解物的DPPH 自由基清除能力、还原力、超氧阴离子自由基(O2 － ·)清除率差别不显著,但是对羟自由基(·OH)清除率差别显著。     

Modifications of soy protein isolates using combined extrusion pre-treatment and controlled enzymatic hydrolysis for improved emulsifying properties

Effects of combined extrusion pre-treatment and controlled enzymatic hydrolysis on the physico-chemical properties and emulsifying properties of soy protein isolates (SPI) have been investigated. Results showed that extrusion pre-treatment caused a marked improvement in the accessibility of SPI to enzymatic hydrolysis, resulting in changes in degree of hydrolysis (DH), protein solubility (PS), surface hydrophobicity (H₀) and molecular weight distributions (MWD) for ESPIH (extrusion pre-treated SPI hydrolysates). It was observed that emulsion systems formed by control SPI or SPIH (SPI hydrolysates) (20% v/v oil, 1.6% w/v emulsifier, and pH 7.0) were unstable over a quiescent storage period of 21 days, due to bridging flocculation and creaming. However, ESPIH (9.1% DH) was capable of producing a very fine emulsion (d₃₂ = 0.42 μm, d₄₃ = 2.01 μm) which remained stable over a long term quiescent storage. Various surface properties of ESPIH products have also been studied in relation to DH and emulsifying functionalities. It was suggested that significantly increased protein solubility and decreased molecular weight could be the main reasons for the greatly improved emulsifying capability of ESPIH. This study demonstrated that modified soy protein could be an excellent emulsifying agent for food and other applications. It also demonstrated that combined extrusion pre-treatment and enzymatic hydrolysis could be a highly effective method for functionality modification of globular proteins.     

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。     

酶法改性对马铃薯渣膳食纤维单糖组分及理化性质的影响

采用纤维素酶、木聚糖酶、纤维素-木聚糖复合酶分别对马铃薯渣膳食纤维进行改性,研究酶法改性对膳食纤维理化性质和单糖组分的影响。单糖测定结果表明,3种酶法改性后膳食纤维中均含有葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸、阿拉伯糖、木糖5种单糖,但不同酶法改性膳食纤维各单糖含量有显著差异(p<0.05)。理化性质测定结果表明,不同酶法改性后膳食纤维的持水力、结合水力、溶解度强弱次序均为复合酶改性>木聚糖酶改性>纤维素酶改性;持油力和阳离子交换力的强弱次序均为复合酶改性>纤维素酶改性>木聚糖酶改性,复合酶改性后膳食纤维理化性质明显优于其他酶法改性。复合酶改性后膳食纤维持水力、持油力、结合水力、溶解度、阳离子交换力分别为6.29 g/g、2.89 g/g、5.99 g/g、32.28%、0.60 mL/g,与原膳食纤维相比较分别提高了115.22%、16.73%、27.18%、45.27%、173.18%。马铃薯渣膳食纤维改性前后均具有糖类特征官能团,在某些波长处出现相似吸收峰,吸收峰的强度和面积发生了改变。