理化預(yù)處理協(xié)同MTGase交聯(lián)處理對(duì)大豆7S球蛋白功能特性及結(jié)構(gòu)的影響

范麗麗，竇博鑫，徐晨冉，蘆志鳳，梁佳文，劉 穎

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江省食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江哈爾濱 150076）

大豆7S球蛋白作為大豆蛋白中的主要貯藏蛋白之一，具有極高的研究?jī)r(jià)值。大豆蛋白的乳化性、持油性等與食品品質(zhì)相關(guān)的多種功能特性，被廣泛應(yīng)用于飲料、焙烤食品、乳品等食品工業(yè)領(lǐng)域，有研究顯示大豆7S球蛋白對(duì)大豆蛋白乳化性及其穩(wěn)定性影響較大，二者呈正相關(guān)[1-2]；對(duì)肉類、熏醬類產(chǎn)品發(fā)揮吸油性功能，大大減少了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的流失，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的外形也起到了很好的維穩(wěn)作用[3-4]。但由于大豆7S球蛋白易受處理時(shí)間、pH值、溫度等條件的影響，在食品加工應(yīng)用中受到了很大的限制，因而有必要對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行改性，而單一改性方法效率低且改性效果不佳，如果組合采用2種或多種不同的改性方法，可起到同時(shí)改善蛋白質(zhì)多種功能的目的[5-7]。

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（TGase），按來(lái)源可分為來(lái)自動(dòng)物肝臟組織的TGase和微生物產(chǎn)生的MTGase。其中，微生物法生產(chǎn)的MTGase具有周期短、成本低、制得的酶制劑價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在食品工業(yè)中被廣泛使用，從作用機(jī)理上來(lái)說(shuō)，TGase易于分離純化，催化交聯(lián)的程度高[8]，能使蛋白質(zhì)分子間或蛋白質(zhì)分子內(nèi)發(fā)生交聯(lián)作用，也可以使蛋白質(zhì)與氨基酸之間發(fā)生交聯(lián)作用，使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而改善蛋白質(zhì)功能特性，且不會(huì)改變蛋白營(yíng)養(yǎng)成分的含量[9]。

蛋白質(zhì)主要是通過(guò)氫鍵、離子鍵、二硫鍵和疏水相互作用等作用力來(lái)維持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[10]。二硫鍵存在于分子內(nèi)或分子間，它的作用是可以使蛋白質(zhì)的折疊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[11]。Na2SO3作為一種還原劑，可以還原蛋白分子間和分子內(nèi)的二硫鍵，使蛋白分子中的二硫鍵部分?jǐn)嗔研纬捎坞x巰基，引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變[12]。

超聲技術(shù)在超聲提取、食物無(wú)損檢測(cè)、超聲殺菌等領(lǐng)域具有不可或缺作用[13-14]，其原理是超聲振蕩作用于介質(zhì)，使媒介發(fā)生周期性緊縮和擴(kuò)張作用產(chǎn)生空穴效應(yīng)，從而引起超聲波效應(yīng)，改善蛋白的理化特性[15-16]。

試驗(yàn)測(cè)定經(jīng)Na2SO3預(yù)處理和超聲波預(yù)處理的大豆7S球蛋白與MTGase交聯(lián)后的持油性、乳化性及乳化穩(wěn)定性、游離巰基含量，探究不同預(yù)處理方法協(xié)同MTGase改性大豆7S球蛋白，比較作用前后大豆7S球蛋白的功能特性是否得到改善，并對(duì)7S球蛋白功能特性的機(jī)理進(jìn)行探討[17]，對(duì)復(fù)合改性大豆7S球蛋白及其在食品加工行業(yè)中的廣泛應(yīng)用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低溫脫脂大豆粕，山東禹王有限公司提供；轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（MTGase），江蘇瑞欣食品生物科技有限公司提供；Na2SO3、NaHSO3、KH2PO4、K2HPO4、Na-Cl，哈爾濱市新春化工廠提供；三羥甲基胺基甲烷（Tris）、十二烷基硫酸鈉（SDS）、甘氨酸、DTNB，Sigma試劑公司提供；EDTA，Amresco公司提供；大豆油，九三大豆油脂廠提供；KH2PO4、K2HPO4、Na-Cl，優(yōu)級(jí)純；其余試劑為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

冷凍干燥機(jī)，錫山市林洲干燥機(jī)廠產(chǎn)品；高速離心機(jī)，上海市盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司產(chǎn)品；722S型分光光度計(jì)，上海市精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；恒溫加熱磁力攪拌器，北京市科偉永興儀器有限公司產(chǎn)品；數(shù)顯臺(tái)式鼓風(fēng)干燥箱，青島海爾電器廠產(chǎn)品；精密pH計(jì)，上海市雷磁儀器廠產(chǎn)品；Malvern激光粒度儀，上海市思百吉儀器系統(tǒng)有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 Na2SO3預(yù)處理大豆7S球蛋白

（1） 不同質(zhì)量濃度Na2SO3對(duì)大豆7S球蛋白的處理[18-19]。將 60～100 mg的 Na2SO3按照 5 mg為梯度，分別溶解到100 mL蒸餾水中，勻速攪拌至完全溶解，加入5 g大豆7S球蛋白，在溫度25℃，pH值7.0的條件下連續(xù)攪拌30 min，在真空冷凍干燥的條件下得到預(yù)處理的大豆7S球蛋白樣品。

（2） 不同處理時(shí)間對(duì)大豆7S球蛋白的處理。將950 mg的Na2SO3溶解到100 mL蒸餾水中，勻速攪拌至完全溶解，加入5 g大豆7S球蛋白，在溫度25℃，pH值7.0的條件下分別攪拌20，30，40，50，60 min，在真空冷凍干燥的條件下得到預(yù)處理的大豆7S球蛋白樣品。

1.3.2 超聲波預(yù)處理大豆7S球蛋白

（1） 不同超聲功率對(duì)大豆7S球蛋白的處理[20-21]。將5 g大豆7S球蛋白，溶于1 L蒸餾水中，于25℃條件下攪拌2 h，使大豆7S球蛋白完全溶解。取100 mL蛋白溶液裝入250 mL燒杯中，蒸餾水稀釋至1 mg/mL，然后分別在超聲功率為180，210，240，270，300 W下處理20 min，在真空冷凍干燥的條件下得到預(yù)處理的大豆7S球蛋白樣品。

（2） 不同超聲時(shí)間對(duì)大豆7S球蛋白的處理。將5 g大豆7S球蛋白，溶于1 L蒸餾水中，于25℃條件下攪拌2 h，使大豆7S球蛋白完全溶解。取100 mL蛋白溶液裝入250 mL燒杯中，蒸餾水稀釋至1 mg/mL，然后在超聲功率為180 W下分別處理20，40，60，80，100 min，在真空冷凍干燥的條件下得到預(yù)處理的大豆7S球蛋白樣品。

1.3.3 不同預(yù)處理協(xié)同MTGase交聯(lián)處理大豆7S球蛋白

取一定量經(jīng)Na2SO3和超聲預(yù)處理的7S樣品，溶于0.02 mol/L PBS緩沖溶液，在pH值7.5的條件下加入20 μg MTGase，然后在55℃下水浴2 h，80℃下水浴滅酶5 min，將得到的樣品進(jìn)行凍干處理。

1.3.4 持油性的測(cè)定

參考Tomotake H等人[22]的方法，稱取1.0 g大豆7S球蛋白試樣（M0）置于50 mL離心管中，稱量（M1），放入5 mL大豆油，漩渦振動(dòng)5 min使其混合均勻，室溫下靜置30 min后，以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心10 min，移除上層油層，用濾紙吸干凈管壁剩余的油滴，再稱量（M2）。持油性（OHC）的計(jì)算公式為：

式中：M0——7S球蛋白的質(zhì)量，g；

M1——離心管的質(zhì)量，g；

M2——離心管與沉淀的總質(zhì)量，g。

1.3.5 乳化性及乳化穩(wěn)定性的測(cè)定

配制1%（W/V） 的MTGase交聯(lián)處理大豆7S球蛋白溶液，取15 mL蛋白溶液與5 mL大豆油混合，均質(zhì)（10 000 r/min，2%），形成均一的乳化液。分別在0 min和30 min取20 μL的乳狀液與5 mL的0.1%SDS溶液均勻混合取樣點(diǎn)固定在離燒杯底部0.5 cm處，于波長(zhǎng)500 nm處測(cè)定其吸光度，分別記為A0和A30，用0.1%的SDS作為空白對(duì)照[23-24]。

乳化性（EAI）、乳化穩(wěn)定性（ESI）計(jì)算公式如下：

式中：T——2.303；

N——稀釋倍數(shù)，250；

A0——0 min時(shí)的吸光度；

C——乳化液形成前蛋白質(zhì)水溶液中蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，g/mL；

φ——乳化液中油的體積分?jǐn)?shù)，0.25；

L——比色池光徑，cm。

式中：A0——0 min時(shí)的吸光度；

A30——30 min時(shí)的吸光度；

t——間隔時(shí)間。

1.3.6 游離巰基的測(cè)定

游離巰基的測(cè)定主要參考Hu H等人[25]的方法稍加修改。準(zhǔn)確吸取0.5 mL的樣品溶液（質(zhì)量濃度為10 mg/mL），加入2.5 mL Tris-Gly-8Murea溶液，混勻后加入0.02 mL DTNB，迅速混合，在25℃恒溫條件下反應(yīng)30 min，于波長(zhǎng)412 nm處測(cè)定吸光度，同時(shí)測(cè)定空白值。每組試樣至少平行測(cè)定3次，取3組數(shù)據(jù)的平均值。游離巰基（SH） 含量的計(jì)算公式：

式中：A——波長(zhǎng)412 nm處的吸光度；

D——稀釋系數(shù)6.04；

C——待測(cè)樣品的最終質(zhì)量濃度，mg/mL。

1.3.7 平均粒徑的測(cè)定

根據(jù)李楊等人[26]的測(cè)定方法，采用Malvern激光粒度儀測(cè)定大豆7S樣品溶液的平均粒徑分布。將大豆7S球蛋白樣品用PBS緩沖溶液進(jìn)行稀釋，配制成0.1%的蛋白溶液，過(guò)0.45 μm水系醋酸纖維素濾膜，在溫度25℃，樣品平衡時(shí)間2%的條件下進(jìn)行測(cè)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5軟件繪圖，SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，每組試驗(yàn)均重復(fù)3次，數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，方差分析差異性顯著（p＜0.05）時(shí)采用Duncan方法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白持油性的影響

不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白持油性的影響見(jiàn)圖1。

圖1 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白持油性的影響

預(yù)試驗(yàn)可知，未經(jīng)處理的大豆7S球蛋白持油性為3.43 g/g，經(jīng)MTGase交聯(lián)處理的大豆7S球蛋白持油性為6.42 g/g，經(jīng)Na2SO3協(xié)同MTGase處理的大豆7S球蛋白持油性顯著提高（p＜0.05）。

由圖1（a） 可知，當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為800～1 000 mg/L時(shí)，持油性呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)；當(dāng)質(zhì)量濃度為950 mg/L時(shí)，持油性達(dá)到最大，為8.70 g/g。可能是由于Na2SO3破壞了大豆7S球蛋白的二硫鍵，使二硫鍵斷裂為游離巰基[12]，適當(dāng)質(zhì)量濃度的Na2SO3處理有助于大豆7S球蛋白結(jié)構(gòu)的破壞，同時(shí)在MTGase交聯(lián)作用下，使持油性提高，但隨著Na2SO3質(zhì)量濃度的持續(xù)增加，大豆7S球蛋白的結(jié)構(gòu)過(guò)度破壞，導(dǎo)致持油性降低。

由圖1（b） 可知，隨著Na2SO3處理時(shí)間的增加，大豆7S球蛋白的持油性先增大后降低，處理時(shí)間為40 min時(shí)，持油性達(dá)到最大值8.94 g/g，處理時(shí)間繼續(xù)增加，持油性開(kāi)始下降，這可能是由于恒溫條件下，隨著處理時(shí)間的增加，有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞[11]，在MTGase的交聯(lián)作用下，增大了持油性，但隨著處理時(shí)間的增加，不利于大豆7S球蛋白持油性的提高。

由圖1（c） 可知，大豆7S球蛋白經(jīng)超聲波處理協(xié)同MTGase作用后持油性提高，180～240 W的超聲作用下，持油性升高；240 W時(shí)持油性最大，最大值為8.20 g/g；240 W后持油性減小。可能是由于經(jīng)超聲波機(jī)械剪切力或空化作用下的蛋白質(zhì)顆粒變小，組織蓬松，比表面積變大，同時(shí)也破壞蛋白質(zhì)構(gòu)造，拉伸分子、二硫鍵、疏水官能團(tuán)被裸露，提高了吸附樣品和聯(lián)合脂質(zhì)能力[27]，持油性升高；隨著超聲功率繼續(xù)增大，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性過(guò)度，破壞其構(gòu)造，使其變得致密，顆粒變大，含油能力逐步下降。

由圖1（d） 可知，隨著超聲時(shí)間的增加，持油性呈先增加后減小的趨勢(shì)，但整體較未進(jìn)行超聲波作用的對(duì)照組呈增大的趨勢(shì)，在超聲功率180 W，超聲時(shí)間60 min時(shí)持油性達(dá)到最大值，最大值為7.2 g/g，隨后超聲時(shí)間增加，持油性下降，原因可能是在超聲波作用下，隨著超聲時(shí)間的增加蛋白質(zhì)因空化作用使蛋白顆粒變小，比表面積和吸附作用增強(qiáng)，從而使油脂含量逐漸上升，疏水性變大，持油性增加；超聲時(shí)間繼續(xù)增加，比表面積和較強(qiáng)的吸附能力作用減弱，從而使油脂含量逐漸下降，持油性下降。

圖2 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響

2.2 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響

不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖2。

未經(jīng)任何處理的大豆7S球蛋白乳化性為23.99 m2/g，MTGase交聯(lián)處理的大豆7S球蛋白乳化性為77.24 m2/g，經(jīng)Na2SO3和MTGase處理的大豆7S球蛋白乳化性顯著提高（p＜0.05），比未處理的大豆7S球蛋白乳化性提高了256.80%，比MTGase交聯(lián)處理大豆7S球蛋白乳化性提高了10.82%。

由圖2（a） 可知，當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為600～800 mg/L時(shí)，乳化性先增大后降低，當(dāng)質(zhì)量濃度為700 mg/L時(shí)，乳化性達(dá)到最大，為87.60 m2/g。這是因?yàn)镹a2SO3可以破壞大豆7S球蛋白的二硫鍵，使二硫鍵斷裂為游離巰基[12]，大豆7S球蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，同時(shí)由于7S球蛋白大量的疏水氨基酸，在MTGase作用下使其能快速吸附在油滴表面，乳化性提高，一定質(zhì)量濃度的Na2SO3有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞[26]，但隨Na2SO3質(zhì)量濃度的增大，可能過(guò)度破壞了7S球蛋白的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致乳化性降低；當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為600～800 mg/L時(shí)，交聯(lián)處理后大豆7S球蛋白的乳化穩(wěn)定性先增大后降低，當(dāng)質(zhì)量濃度為700 mg/L時(shí)，乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大，為158.80 min。這是因?yàn)檫m當(dāng)質(zhì)量濃度的Na2SO3處理有助于大豆7S球蛋白結(jié)構(gòu)的破壞[12]，在MTGase交聯(lián)作用下，從而使乳化穩(wěn)定性提高。但隨著Na2SO3質(zhì)量濃度的持續(xù)增加，大豆7S球蛋白的結(jié)構(gòu)過(guò)度破壞，導(dǎo)致乳化穩(wěn)定性降低。

由圖2（b） 可知，隨Na2SO3對(duì)大豆7S球蛋白處理時(shí)間的增加，乳化性先增大后降低，處理30 min時(shí)，乳化性達(dá)到最高為87.60 m2/g，這是由于恒溫條件下，對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行一定時(shí)間的處理，有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，在MTGase的交聯(lián)作用下增強(qiáng)了油滴吸附能力，增大了大豆7S球蛋白乳化性[26]，隨著處理時(shí)間的繼續(xù)增加，乳化性逐漸降低，這是因?yàn)楹銣貤l件下，對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的處理，蛋白質(zhì)乳化能力達(dá)到飽和，導(dǎo)致大豆7S球蛋白乳化性降低，也可能是由于MTGase的交聯(lián)作用隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而減弱，以至30 min后乳化性降低；隨著處理時(shí)間的增加，大豆7S球蛋白經(jīng)MTGase交聯(lián)后乳化穩(wěn)定性先升高后降低，處理時(shí)間為30 min時(shí)，乳化穩(wěn)定性達(dá)到最高，為157.64 min。這是因?yàn)楹銣貤l件下，對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行一定時(shí)間的預(yù)處理，有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞[21]，使乳化穩(wěn)定性提高。隨著處理時(shí)間的繼續(xù)增加，大豆7S球蛋白乳化穩(wěn)定性降低并趨與平緩，可能由于MTGase的交聯(lián)作用隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減弱，以至30 min后乳化穩(wěn)定性降低。

由圖2（c）可知，隨著超聲功率的增加，乳化性提高，當(dāng)超聲功率為240 W時(shí)，乳化性的值達(dá)到最大，最大值為35.15 m2/g；240 W后，乳化性變小。乳化性增大可能是由于發(fā)生機(jī)械振動(dòng)、毀壞分子結(jié)構(gòu)、油水界面的部分膨脹和聚集，從而降低表面張力，從而打開(kāi)氫鍵、疏水鍵與二硫鍵，暴露酶解位點(diǎn)，提高酶解反應(yīng)速度，這一趨勢(shì)被Liu C M等人[28]的研究驗(yàn)證。乳化性減小可能由于經(jīng)過(guò)超聲作用后，蛋白質(zhì)的分子柔性、表面疏水性和聚集形態(tài)均會(huì)產(chǎn)生改變，從而影響其乳化性；未經(jīng)超聲波處理的空白對(duì)照組乳化穩(wěn)定性為74.19 min，超聲功率逐步增加，乳化穩(wěn)定性變大，180～210 W時(shí)乳化穩(wěn)定性下降，主要是由于超聲波對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造產(chǎn)生破壞作用，210 W后逐漸上升，300 W時(shí)達(dá)到最大值，為91.37 min。隨著超聲功率增大，乳化穩(wěn)定性減小，可能是由于超聲波作用下超聲波的機(jī)械作用破壞了其明顯穩(wěn)定的狀態(tài)，擾亂了其整齊規(guī)則的結(jié)構(gòu)[27]。隨后乳化穩(wěn)定性增大主要是由于內(nèi)部空間慢慢恢復(fù)了其排列形態(tài)，并逐步趨于穩(wěn)定，分散相與連續(xù)相相溶，且溶解越來(lái)越完全，乳化穩(wěn)定性增大。

由圖2（d） 可知，當(dāng)超聲時(shí)間20～100 min時(shí)，7S球蛋白乳化性隨超聲時(shí)間增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，80 min之前乳化性隨著超聲時(shí)間的增加，乳化性提高，當(dāng)超聲時(shí)間為80 min時(shí)，乳化性最大，最大值為35.12 m2/g；80 min后，隨著超聲時(shí)間的增加，乳化性慢慢變小。分析原因，可能是由于超聲處理使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)打開(kāi)，而MTGase的加入，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，溶液中小分子開(kāi)始聚合，形成具有疏水性又穩(wěn)定的大分子聚合物，乳化性增大，超聲時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，乳化性下降；而隨著超聲時(shí)間增加，乳化穩(wěn)定性在20～60 min時(shí)乳化穩(wěn)定性下降，60 min后逐漸上升，100 min時(shí)乳化穩(wěn)定性最大，最大值為92 min。

2.3 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白游離巰基的影響

不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白游離巰基含量的影響見(jiàn)圖3。

圖3 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白游離巰基含量的影響

巰基含量對(duì)蛋白的功用性能起到很大的決定作用，由圖3（a） 可知，當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為800～1 000 mg/L時(shí)，經(jīng)Na2SO3處理的大豆7S球蛋白與MTGase交聯(lián)后游離巰基含量先增大后趨于平緩，950 mg/L時(shí)游離巰基含量達(dá)到最大值29.11 μmol/g，之后趨于平緩，但整體變化不明顯，分析其產(chǎn)生原因可能是由于Na2SO3使大豆7S球蛋白分子中的二硫鍵斷裂成為游離巰基[12]，但因?yàn)槎蜴I和游離巰基是可以相互轉(zhuǎn)變的，在空氣的氧化作用下，部分游離的巰基可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜴I，并達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，以致于Na2SO3質(zhì)量濃度繼續(xù)升高，游離巰基含量的變化不明顯。

由圖3（b） 可知，隨著處理時(shí)間增大，游離巰基的含量先增大后降低。當(dāng)處理時(shí)間為40 min時(shí)游離巰基的含量達(dá)到最大，為29.20 μmol/g。這是因?yàn)椋SNa2SO3處理時(shí)間的增加，被破壞的二硫鍵的數(shù)量增多，導(dǎo)致游離巰基含量增加，繼續(xù)增加時(shí)間對(duì)其巰基含量沒(méi)有影響，游離巰基含量下降。

由圖3（c） 可知，在超聲波協(xié)同MTGase交聯(lián)處理下的大豆7S球蛋白，大豆7S球蛋白樣品的游離巰基含量呈下降的趨勢(shì)。超聲功率為180～300 W時(shí)，游離巰基含量先增大后下降，且在210 W時(shí)，游離巰基含量達(dá)到最大值44.5 μmol/g，隨著超聲功率作用繼續(xù)增大，游離巰基含量逐漸減少，可能是由于超聲波的空化作用使蛋白質(zhì)二硫鍵破壞，使其結(jié)構(gòu)變得松散，游離巰基含量增大，繼續(xù)增大超聲功率，超聲波的機(jī)械作用過(guò)度破壞其明顯穩(wěn)定的狀態(tài)，擾亂了其整齊規(guī)則的結(jié)構(gòu)，使得游離巰基含量下降。

由圖3（d） 可知，超聲時(shí)間20～60 min，游離巰基含量增加，可能是由于超聲作用使蛋白結(jié)構(gòu)打開(kāi)，蛋白結(jié)構(gòu)變得松散，游離巰基含量增大；超聲時(shí)間大于60 min時(shí)，巰基含量反而呈減小的趨勢(shì)，其原因可能是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的超聲處理會(huì)出現(xiàn)一些相互影響而產(chǎn)生氫過(guò)氧化物的自由基，它們會(huì)再次生成新的二硫鍵，同時(shí)蛋白質(zhì)內(nèi)部的游離構(gòu)造隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，有自主聚集的趨勢(shì)，可包埋住暴露的巰基[29]。這樣的變化趨勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)超聲波的不斷作用可以使其內(nèi)部隱藏的巰基暴露到表面上，造成了游離巰基含量的降低，加快其生成二硫鍵，應(yīng)用到日常生活中可以加強(qiáng)相關(guān)制品，如市場(chǎng)上新型的大豆冰激凌或大豆果凍等的凝膠性。

2.4 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白平均粒徑的影響

不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白平均粒徑的影響見(jiàn)圖4。

由試驗(yàn)可知，未經(jīng)處理的大豆7S球蛋白粒徑為40.21 nm，經(jīng)MTGase交聯(lián)處理的大豆7S球蛋白粒徑為58.76 nm，經(jīng)Na2SO3協(xié)同MTGase處理的大豆7S球蛋白粒徑顯著提高（p＜0.05）。

由圖4（a） 可知，當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為800～1 000 mg/L時(shí)，經(jīng)MTGase交聯(lián)處理后大豆7S球蛋白的粒徑先增大后減小；當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為950 mg/L時(shí)，7S球蛋白平均粒徑達(dá)到最大，為110.3 nm。這是由于Na2SO3的還原作用使大豆7S球蛋白中的二硫鍵斷裂[12]，在MTGase的交聯(lián)作用下，蛋白質(zhì)聚集現(xiàn)象增加，表現(xiàn)為粒徑的增大[26]，隨后MTGase作用達(dá)到飽和，粒徑變小。

由圖4（b） 可知，處理時(shí)間在40 min之前，隨著處理時(shí)間的增加，粒徑變化不明顯，當(dāng)處理時(shí)間為50 min時(shí)，粒徑達(dá)到最大值，為111.0 nm，隨著處理時(shí)間的繼續(xù)增加，粒徑降低。這是由于恒溫條件下，對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行一定時(shí)間的處理，有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，在MTGase的交聯(lián)作用下，使蛋白粒徑增大；時(shí)間繼續(xù)增加，對(duì)粒徑影響變小，平均粒徑變小。

由圖4（c） 可知，在超聲波的處理下大豆7S球蛋白協(xié)同MTGase交聯(lián)作用，超聲功率為180～300 W時(shí)，平均粒徑先增大后減小，在240 W時(shí)，平均粒徑達(dá)到最大，最大值為112 nm，隨著超聲功率作用繼續(xù)增大，平均粒徑逐漸減小，可能是由于超聲波的空化作用使蛋白質(zhì)二硫鍵破壞，使其結(jié)構(gòu)變得松散，在MTGase的交聯(lián)作用下，蛋白質(zhì)聚集現(xiàn)象增加，表現(xiàn)為粒徑的增大，繼續(xù)增大超聲功率，粒徑減小。

由圖4（d） 可知，相對(duì)于未經(jīng)超聲波處理的大豆7S球蛋白，超聲波處理能極大程度上降低大豆7S球蛋白平均粒徑，隨著超聲時(shí)間的增大，在超聲波的處理下大豆7S球蛋白與MTGase交聯(lián)協(xié)同作用，蛋白質(zhì)趨向于聚集，使其平均粒徑些許增大，隨著超聲波作用時(shí)間的增加平均粒徑改變不明顯，20～60 min時(shí)平均粒徑基本保持不變。可能是由于超聲波的空穴效應(yīng)使其形成湍流，作用生成的剪切力等作用打亂了原來(lái)具有的完整的蛋白顆粒，80 min后增加，平均粒徑反而從107.8 nm增大到129.8 nm，可能是由于過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高強(qiáng)度處理誘發(fā)了其非共價(jià)作用而形成的微小物理聚集體，導(dǎo)致平均粒徑增大。

圖4 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白平均粒徑的影響

3 結(jié)論

以Na2SO3質(zhì)量濃度、處理時(shí)間、超聲功率、超聲時(shí)間為單因素，研究理化預(yù)處理協(xié)同MTGase交聯(lián)改性處理后大豆7S球蛋白的持油性、乳化性及乳化穩(wěn)定性、游離巰基含量、平均粒徑等變化。結(jié)果表明，Na2SO3處理協(xié)同MTGase交聯(lián)處理明顯提高大豆7S球蛋白持油性、乳化性及乳化穩(wěn)定性，Na2SO3質(zhì)量濃度950 mg/L，處理時(shí)間40min時(shí)，持油性達(dá)到最大，最大值為8.94 g/g；Na2SO3質(zhì)量濃度700 mg/L時(shí)，處理時(shí)間30 min時(shí)，乳化性達(dá)到最大（87.60 m2/g），乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大（153.42 min）；超聲處理協(xié)同MTGase交聯(lián)處理明顯提高大豆7S球蛋白游離巰基含量，增大蛋白顆粒平均粒徑；超聲功率180 W，超聲時(shí)間60 min時(shí)，游離巰基含量達(dá)到最大值，為51.96 μmol/g；超聲功率180 W，超聲時(shí)間100 min時(shí)，平均粒徑達(dá)到最大值，為129.8 nm。