酶改性大豆蛋白巰基含量及其功能性研究

張伊敏 張娜

摘 要 本文利用Alcalase水解大豆蛋白制備大豆多肽，通過試驗測定了大豆蛋白及其產物大豆多肽的巰基含量和功能特性的差異。結果表明：大豆蛋白的總巰基顯著高于大豆蛋白20μmol/g左右，同時大豆蛋白的游離巰基的含量也顯著高于大豆多肽，約為12μmol/g；大豆蛋白的持水性顯著高于大豆多肽，并且大豆蛋白的持水性是大豆多肽的40倍左右，同時兩者持油性也具有顯著差別，大豆蛋白的持油性是大豆多肽的1.63倍左右；大豆多肽的溶解性顯著高于大豆蛋白的6%左右；大豆蛋白的起泡性顯著低于大豆多肽，但是其起泡穩定性高于大豆多肽；大豆多肽和大豆蛋白的乳化性與乳化穩定性變化不顯著。

關鍵詞 大豆蛋白；大豆多肽；巰基；功能性

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆蛋白；Alcalase酶；十二烷基硫酸鈉；大豆油

1.2 儀器與設備

電子天平（上海越平儀器有限公司）； pH計（上海精密科學儀器有限公司）；離心分離機（北京京立離心機有限公司）；磁力攪拌器（上海精密科學儀器有限公司）；紫外分光光度計（上海元析儀器有限公司）；數顯恒溫水浴鍋（天津市歐諾儀器儀表有限公司）；實驗型噴霧干燥機（上海比朗有限公司）

1.3 方法

（1）大豆多肽的制備

根據雷鳴[3]等人研究Alcalase水解大豆蛋白制備大豆多肽的方法稍作修改。取7%大豆蛋白溶于水，在90℃水浴10min，冷卻，調pH值為7，加酶比底物為4%，放到水浴鍋中60℃4h并維持pH值，離心（4000r）10min，取上清液，噴霧干燥。

（2）功能特性測定方法

①巰基測定 參考Ellman的方法[4]。

②熱穩定性測定 參考楊繼濤[5]等人的方法。

③持油與持水性測定 參考鄧芝串[6]等人的方法。

④起泡性與起泡穩定性測定 參考Bera等人的方法。

2 結果與分析

2.1 巰基含量結果分析

通過實驗發現游離巰基含量和總巰基含量都是大豆蛋白顯著高于大豆多肽（P<0.05），其數值差分別為20mol、12mol左右.巰基含量的增減是由于大豆蛋白分子的肽鏈斷裂，比較緊密的結構松散開來或瓦解，使原來分子內部的巰基暴露出來從而導致其含量的增減，由于大豆多肽本身肽鏈較大豆蛋白而言肽鏈較短，結構松散，從而巰基含量下降。Xiao Zhong H U發現干燥后的大豆多肽的巰基含量比大豆蛋白由明顯下降。

2.2 熱穩定性結果分析

熱穩定性是大豆蛋白顯著高于大豆多肽。熱穩定性高有利于其在高溫狀態下的保存與運輸，有利于延長食品在炎熱季節下的儲存期。蛋白質的熱穩定性是由于蛋白質分子間的靜電斥力的影響，蛋白質分子不易結合而沉淀，從而上清液中的蛋白質分子越多，其吸光度值也越大。上清液吸光度值越大，說明溶解的蛋白質越多，沉淀的蛋白量越少，熱穩定性越高[5]。因此從結果可以看出，大豆蛋白的靜電斥力比大豆多肽更強，穩定性更好。盧晶等人發現相對于酪蛋白，肽的熱穩定性稍有下降。

2.3 持水性與持油性結果分析

蛋白質的水化是通過蛋白質的肽鍵和氨基酸側鏈與水分子間的相互作用而實現的[6]。雖然郭麗發現，與大豆β-伴球蛋白相比，該大豆多肽具有較高的持水性和持油性，可能是大豆β-伴球蛋白肽經過酶解后暴露出很多親水基團，從而增加了其持水性。但是時冬梅發現水解制成的大豆多肽的持水性也稍低于大豆蛋白，與本研究結果相似。

由試驗結果可知大豆蛋白（387.21%）顯著比大豆多肽（237.33.%）的持油性要高（P<0.05），其數據比大豆多肽高150%左右，蛋白質的持油性是由蛋白質內部的疏水基團所決定的，特別是巰基含量，大豆蛋白暴露的巰基多于大豆多肽，從而大豆蛋白可以快速與油互溶中并呈現半透明狀并不能完全融合，而大豆多肽的則難以與油互溶。并且肽的顆粒小于大豆蛋白，從而對油的吸附能力小。劉睿等人通過水解7s球蛋白時發現水解度越大，水解產物的吸油性越低[1]。其原因可能是在水解度低的情況下可能只是肽鏈伸展開來，但并未切斷。當肽鏈切斷成小分子時，其吸油性降低。

2.4 起泡性與起泡穩定性結果分析

由試驗結果可知大豆多肽的起泡性顯著高于大豆蛋白（P<0.05），肽的起泡性大約是蛋白的4倍。起泡性受表面張力的影響，在劇烈攪拌時形成泡沫，蛋白質水解后，水解物黏度降低，低表面張力對泡沫的形成比較有利。然而，大豆蛋白的起泡穩定性則顯著高于大豆多肽（P<0.05），約為大豆多肽的5倍左右。這是由于決定泡沫穩定性的關鍵因素在于液膜的強度，液膜黏度大可以增加膜強度。大豆蛋白黏度高，酶水解使大豆蛋白的肽鏈展開，巰基充分暴露出來，導致疏水性增強，表面張力減弱，形成堅韌的液膜，因而增強了大豆肽溶液的發泡力并，且黃群等在研究S-卵白蛋白分子時發現維持蛋白質空間結構的非共價鍵相互作用力被打斷，蛋白分子以得一定程度地伸展、柔順性增加，此外疏水基團的外露使空氣-水界面的表面張力有所下降，蛋白質能更好地擴散到空氣-水界面，從而使起泡能力提高。但由于肽的肽鏈短，黏度低，導致液膜脆，無法包裹氣泡，因而泡沫穩定性差，故泡沫穩定性顯著高于大豆多肽。同時在Songchai WiriyaumPaiwong等利用菠蘿蛋白酶對大豆分離蛋白改性的研究中也發現，將水解物與天然態相比，肽的起泡性明顯改善，然而起泡穩定性略有下降[2]。

3 結論與討論

大豆蛋白的熱穩定性高于大豆多肽，根據吸光度值的大小判定溶液的熱穩定性上清液吸光度值越大，說明溶解的蛋白質越多，沉淀的蛋白量越少，熱穩定性越高。而吸光值大豆蛋白比大豆多肽高0.03左右；大豆蛋白的持水性高于大豆多肽是其數值的40倍左右，其持油性也高于大豆多肽，約為1.63倍左右；大豆蛋白的起泡性低于大豆多肽使其數值的0.25倍，但是大豆蛋白起泡穩定性高于大豆多肽，是大豆多肽的5倍左右；大豆蛋白的乳化性與乳化穩定性和大豆多肽相差不大，并且經分析可這兩者的乳化穩定性具有相似性。從而與大豆蛋白相比，大豆多肽的起泡性更優；同時我們可以知道大豆多肽的乳化性與乳化穩定性較好，在烤制食品、冷凍食品以及湯類食品的制作中，加入大豆多肽作乳化劑使制品狀態穩定。

參考文獻

[1] 倪倩， 何東平. 大豆多肽的制備及其應用研究[J]. 糧食與食品工業， 2008， 15（2）：15-19.

[2] 阮奇珺. 大豆蛋白熱誘導二硫鍵連接物的形成及巰基變化亞基水平研究[D]. 江南大學， 2015.

[3] 雷鳴， 李志忠. 大豆多肽制備中蛋白酶的選擇[J]. 甘肅農業大學學報， 2006， 41（5）：122-126.

[4] Zhao J， Xiong Y L， Mcnear D H. Changes in structural characteristics of antioxidative soy protein hydrolysates resulting from scavenging of hydroxyl radicals.[J]. Journal of Food Science， 2013， 78（2）：C152-C159.

[5] 楊繼濤， 楊敏， 張媛，等. 酰化和酶法修飾后牦牛乳酪蛋白熱穩定性變化[J]. 食品工業科技， 2015，（9）：129-131.

[6] 鄧芝串， 張超， 張暉，等. 黑籽瓜種子蛋白質的功能特性[J]. 食品工業科技， 2014，（10）：115-119.