谷朊粉糖基化改性对其结构及溶解性的研究

本试验使用葡聚糖对谷朊粉进行干法糖基化改性。研究了反应温度、时间以及糖与谷朊粉的配比对反应接枝物溶解度的影响,优化了制备最佳溶解度接枝物的工艺条件。同时研究了接枝物在不同pH以及温度条件下的稳定性。并利傅立叶红外（FTIR）以及电子显微镜（SEM）探索糖基化改性后谷朊粉微观结构的变化。结果表明,在反应温度59℃,葡聚糖/谷朊粉(W/W)280%,反应时间12d(288h)的条件下接枝物的溶解度最高,为1.923mg/mL。在pH较高或较低以及谷朊粉等电点等情况下,接枝物的功能特性均处于较高水平,且具有良好的稳定性。通过红外扫描分析可知：改性后蛋白质的二级结构发生了很明显的改变,其β折叠有所减少,α螺旋、转角结构的含量得到一定程度的增加,而糖基化改性对无规则卷曲结构的影响不大,通过电镜扫描分析可知：糖基化改性后蛋白质的分子体积增大。     

基于Box-Behnken模型改善谷朊粉溶解性的糖基化制备技术

谷朊粉溶解度低,限制了其应用。采用糖基化的化学改性方式来改善其功能特性,旨在拓宽谷朊粉的应用途径,为植物蛋白的开发提供理论依据。以溶解度为考察目标,利用Box-Behnken模型对美拉德反应条件进行优化,分析糖基化产物的枝接度与溶解度的关系,评估糖基化产物稳定性。研究结果显示,获得溶解性最好的反应条件为:反应温度48.99℃,谷朊粉/葡萄糖(m/m)191.65%,反应时间1.12 d,此时接枝物的溶解度为1.79 mg/m L。枝接度与溶解度之间关系符合Lorentz函数,拟合曲线复合相关系数显著;与谷朊粉相比,枝接物的热稳定性及抗酸碱能力较强。糖基化是一种提高谷朊粉溶解度的有效途径。     

糖基化改性对谷朊粉功能性质的影响

采用葡萄糖、乳糖和葡聚糖对谷朊粉进行糖基化改性,研究糖基化改性对谷朊粉功能性质的影响.结果表明:谷朊粉与葡萄糖和乳糖的反应速度比葡聚糖高,体系的褐变程度和接枝度也比葡聚糖大;三种糖与谷朊粉反应后均能改善谷朊粉的溶解性,且最大溶解度相当,约为反应前的3倍;糖基化反应也能增强谷朊粉的乳化性,其中谷朊粉与葡聚糖反应产物的乳化活性和乳化稳定性明显高于谷朊粉与葡萄糖和乳糖的反应产物;此外,糖基化使谷朊粉的表面疏水性增加,并且谷朊粉与葡萄糖和乳糖的反应产物的表面疏水性增加程度高于谷朊粉与葡聚糖的反应产物.     

谷朊粉糖基化改性及其工艺优化

该实验以谷朊粉和果糖为主要原料,采用干法制备其接枝耦联产物,从而提高谷朊粉的功能特性和应用价值。实验分析了反应时间、反应温度、谷朊粉/果糖(W/W)对糖基化接枝物的溶解度的影响。并利用响应面法优化了谷朊粉与果糖接枝反应的工艺参数。研究结果表明:最佳反应条件为反应温度51℃,谷朊粉/果糖(W/W)90%,反应时间2.5 d(60 h),此时的平均溶解度为4.21 mg/m L,比天然谷朊粉提高了约12倍。     

谷氨酰胺酶水解小麦蛋白工艺研究

以溶解度、脱酰胺度为考察指标,研究蛋白质谷氨酰胺酶对小麦蛋白进行酶解改性的工艺。通过单因素及正交试验,对蛋白质谷氨酰胺酶酶解谷朊蛋白进行了工艺条件的优化。探讨蛋白质谷氨酰胺酶与谷朊蛋白质量比、酶解温度、酶解时间和酶解p H 4个工艺参数对酶解谷朊蛋白溶解度及脱酰胺度的影响,确定了蛋白质谷氨酰胺酶解改性小麦蛋白的最佳工艺条件:谷氨酰胺酶与谷朊蛋白质量比0.05︰1,酶解温度45℃,酶解时间26 h,酶解p H 7.3。在此酶解工艺优化条件下,谷朊蛋白溶解度为82.36%,脱酰胺度为45.76%。     

复合蛋白酶水解提高谷朊粉乳化性能的研究

利用复合蛋白酶对谷朊粉(WG)进行酶解改性,从而达到提高谷朊粉乳化性的目的。采用分光光度法研究了底物浓度、酶浓度、反应时间、p H和温度对WG的乳化性能的影响,在此基础上,采用响应面法优化复合蛋白酶水解提高谷朊粉乳化性能的最佳改性条件。分析发现各因素对提高谷朊粉乳化性能的显著程度依次为:酶浓度、底物浓度、时间、p H。在酶解温度固定50℃的条件下,优化出最佳改性工艺为底物浓度8%,反应时间3.5 h,酶浓度1 210 U/g,p H 6.5,得到酶解谷朊粉的乳化活性指数EAI和乳化稳定指数ESI分别为94.5 m L/g和30.42 min,较水解前显著提高。     

抗冻融大豆蛋白的制备

采用湿法美拉德反应对大豆蛋白进行糖基化改性,研究了糖基化接枝产物的冻融稳定性。结果表明,湿法糖基化大豆蛋白能有效提高接枝产物的冻融稳定性,在SPI(大豆分离蛋白)浓度40 mg/m L、蛋白与糖质量比1∶3、反应时间4 h、p H 8.0、反应温度95℃条件下的接枝物冻融前后的EAI(乳化活性)分别是未改性蛋白的1.69倍和1.76倍,ESI(乳化稳定性)是未改性蛋白的1.37倍和1.27倍。傅里叶红外光谱分析表明,SPI-D接枝物在1 000 cm-1附近有较强的吸收,在3 700~3 200 cm-1处有一个更宽的振动伸缩吸收,葡聚糖以共价键的形式接入到SPI上。SPI-D接枝物在激发波长为347 nm,发射波长在435 nm处有最大的荧光强度,符合美拉德反应产物的荧光特性,进一步证明SPI与葡聚糖发生了美拉德反应。     

碱性蛋白酶对谷朊粉改性的研究

利用碱性蛋白酶对谷朊粉进行改性,研究了底物浓度、酶浓度、温度、pH值对谷朊粉乳化性的影响,在此基础上通过正交试验,探索碱性蛋白酶水解谷朊粉提高溶解度、水解度、乳化性及乳化稳定性的最佳反应条件。最佳水解条件为：底物浓度8.0%、pH值8.5、反应温度60℃、酶浓度0.09%。此时谷朊粉的溶解度为24.77%,水解度为12.73%,乳化性为71.43%,酶解效果显著。     

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。     

燕麦蛋白糖基化改性研究

为改善燕麦分离蛋白的功能性质,拓宽其在食品工业中的应用,采用糖基化反应对燕麦分离蛋白进行改性。研究糖的种类(木糖、葡萄糖、乳糖、20 ku葡聚糖和40 ku葡聚糖)和糖基化反应进程对燕麦分离蛋白功能性质的影响。在90℃、p H 9反应条件下,测定糖基化反应的接枝度、褐变程度、SDS-PAGE及糖基化产物的溶解性和乳化性。结果表明:木糖与燕麦分离蛋白反应的接枝度和褐变程度最大,p H下降最快,表明低分子量的木糖与燕麦蛋白反应速度最快,其次是葡萄糖、乳糖、20 ku葡聚糖和40 ku葡聚糖。SDSPAGE电泳证实燕麦分离蛋白与不同糖发生共价结合。研究糖基化产物功能性质发现,葡萄糖与燕麦分离蛋白的糖基化产物溶解度大幅提高。多糖特别是40 ku葡聚糖与燕麦分离蛋白生成的糖基化产物具有较高的乳化活性和乳化稳定性。     

面筋蛋白糖基化产物乳化性的研究

为改善小麦面筋蛋白的乳化性,以葡萄糖为糖基供体,利用干法糖基化法制取糖基化接枝产物。并利用响应面法研究了时间、温度、葡萄糖/面筋蛋白(W/W)对接枝产物乳化性的影响。研究结果表明,改性后面筋蛋白的乳化性有很大的提高,最佳反应条件为:时间3.29 d(约79 h)、温度46℃、葡萄糖/面筋蛋白(W/W)35%,此时乳化性为56.57 m2/g。通过研究p H以及温度对接枝物乳化及其稳定性的影响,发现接枝物具有较强的耐酸碱能力,且温度对其影响较面筋蛋白小。     

盐酸处理对谷朊粉理化性质改良的研究

利用盐酸处理改善谷朊粉的溶解度、乳化性、起泡性等理化性质,研究盐酸与谷朊粉的相对浓度、反应温度、反应时间、盐酸浓度对谷朊粉理化性质的影响。结果表明,盐酸处理改良谷朊粉理化性质的最佳条件:谷朊粉质量百分比为8%,盐酸∶谷朊粉为3.5∶100(质量比),反应温度65℃。试验证明,盐酸处理对谷朊粉的溶解度、乳化性及其稳定性、起泡性及其稳定性都有显著作用。     

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。     

菜籽蛋白糖基化修饰及其功能性质的研究

采用湿热法对菜籽蛋白进行了糖基化修饰改性,研究结果表明,在菜籽蛋白的质量浓度为8 mg/m L,蛋白质与葡聚糖质量比为1︰1,反应温度和反应时间分别为60℃和6 h的条件下菜籽蛋白的接枝度可达46.0。对改性后的菜籽蛋白功能性质进行对比分析可知,糖基化修饰可显著改善菜籽蛋白的功能性质,与原样菜籽蛋白相比,其溶解性和起泡性分别提高了2.7和1倍,而乳化性活性,乳化稳定性则分别提高了45.6%和24.9%。     

小麦面筋蛋白质的乙酰化改性

采用乙酸酐对小麦面筋蛋白质进行酰化改性 .结果表明 :小麦面筋蛋白质乙酰化的最佳反应条件为面筋蛋白质质量分数 5 % ,反应温度 35℃ ,乙酰酐用量为小麦面筋蛋白质用量的 15 % ;乙酰化改性后的面筋蛋白质 ,溶解度、乳化能力和起泡能力均得到了提高 ,乙酰化小麦面筋蛋白质对弱筋粉粉质特性的改善效果强于普通谷朊粉 .     

谷朊粉中麦谷蛋白的碱法提取工艺优化

以谷朊粉为原料,通过控制不同的反应条件进行单因素试验和正交试验,确定谷朊粉中麦谷蛋白提取的最佳工艺条件,并对其组分进行分析研究。结果表明:0.07mol/L的NaOH溶液,固液比1∶20(m∶V),提取时间3h,提取温度30℃的条件是谷朊粉中麦谷蛋白提取的最佳条件,在该条件下谷朊粉中的麦谷蛋白指数为87.2,经差示扫描量热仪(DSC)分析该蛋白的变性温度为68.13℃。     

谷朊粉的有限酶解对其分散性及胶黏性的影响

为了改善谷朊粉在水溶液中的物化性能,利用碱性蛋白酶对谷朊粉进行了有限水解。通过单因素实验,分析了底物浓度、反应温度、加酶量和反应时间对其分散稳定性、胶黏性的影响,并分析了酶解物中的蛋白质分子粒径。通过正交实验确定了以提高谷朊粉分散特性和胶黏性为目的的最佳酶解条件为:底物浓度0.30g/mL、温度50℃、加酶量0.50%、反应时间20min,此时可使谷朊粉的相对分散稳定性达到96.3%,黏度为3.2mPa.s,蛋白质平均分子粒径604.6nm。分析显示,不同酶解样品分散稳定性、黏度和蛋白质平均分子粒径三种指标之间的变化趋势并不完全一致。      

谷朊粉的有限酶解对其分散性及胶黏性的影响

为了改善谷朊粉在水溶液中的物化性能,利用碱性蛋白酶对谷朊粉进行了有限水解。通过单因素实验,分析了底物浓度、反应温度、加酶量和反应时间对其分散稳定性、胶黏性的影响,并分析了酶解物中的蛋白质分子粒径。通过正交实验确定了以提高谷朊粉分散特性和胶黏性为目的的最佳酶解条件为:底物浓度0.30g/mL、温度50℃、加酶量0.50%、反应时间20min,此时可使谷朊粉的相对分散稳定性达到96.3%,黏度为3.2mPa.s,蛋白质平均分子粒径604.6nm。分析显示,不同酶解样品分散稳定性、黏度和蛋白质平均分子粒径三种指标之间的变化趋势并不完全一致。     

利用转谷氨酰胺酶提高谷朊粉乳化性研究

转谷氨酰胺酶是一种催化蛋白质分子交联酶类,利用其对谷朊粉乳化性进行改良,研究酶浓度、底物浓度、pH值、反应时间、反应温度对谷朊粉乳化活性和乳化稳定性影响;在此基础上通过正交实验,探索转谷氨酰胺酶酶解谷朊粉提高乳化性最佳反应条件。分析发现五个因素对谷朊粉乳化性影响由强到弱顺序为:pH值、谷朊粉浓度、温度、时间和酶浓度。最佳酶解条件为:谷朊粉浓度为6.0%,酶浓度1.0%,反应时间为1.0h,pH值为5.0,反应温度为45℃;此时谷朊粉乳化活性为84.9%,乳化稳定性为85.7%,比酶解前谷朊粉乳化性有明显提高。     

葡聚糖接枝对大豆蛋白功能特性及结构的影响

采用干热糖基化对大豆分离蛋白进行改性,研究其功能特质及结构特性。以葡聚糖和大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)为原料,考察底物质量比和反应时间两个因素。结果表明:蛋白质与糖质量比2∶1,反应温度60℃时,产物接枝比较高,褐变程度中等;与SPI相比,糖基化之后大豆蛋白的溶解度提高了72.72%,乳化活性(emulsifying activity,EAI)和乳化稳定性(emulsion stability,ESI)分别提高了117.53%和134.20%。十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)表明SPI与葡聚糖发生了糖基化反应;傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)和荧光光谱分析表明,糖链的引入导致了大豆蛋白空间结构的变化;模拟体外消化特性结果表明,葡聚糖糖基化修饰对SPI体外消化性的改善效果不明显。