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酶法交联与微射流均质改性花生蛋白及其结构与功能特性研究

胡晓

  本文以从低温脱脂花生粕中提取得到的花生分离蛋白(PPI)为主要研究对象,以转谷氨酰胺酶(TGase)催化的蛋白交联反应和微射流均质为主要改性手段,深入分析和系统比较了TGase交联、微射流均质、及其复合改性对花生分离蛋白及其组分花生球蛋白(Arachin)与花生伴球蛋白(Conarachin)功能特性的影响,同时从改性后的产物其理化特性与结构特性的变化入手,探讨功能特性改善的相关机理。 通过研究发现,随着TGase催化时间的延长(37°C,0-240 min),PPI高分子量(> 66.2 kDa)亚基组分逐渐生成,高分子聚合物含量逐渐增多,自由氨基含量逐步降低,交联程度逐步提高。对PPI的功能特性而言,交联程度的增加有利于提高其热稳定性,但会导致其溶解性(pH 3.0-10.0)下降;PPI交联后其乳化活性有所降低,但适度交联(37°C,90 min)可明显改善其乳化稳定性,而过度交联反而会导致其乳化稳定性的下降。PPI经TGase交联后其总游离巯基含量降低,暴露巯基含量增加,表面疏水性提高,同时发现适度交联(37°C,90 min)更有利于PPI蛋白结构的展开。 对花生蛋白组分而言,花生球蛋白(arachin)与花生伴球蛋白(conarachin)在结构与功能特性上存在较大差异。与花生球蛋白相比,花生伴球蛋白具有较高的溶解性与乳化性,其总游离巯基含量、暴露巯基含量及表面疏水性均高于花生球蛋白,表明其蛋白结构更为伸展。两组分在TGase催化下的交联行为方面也存在一定差异。花生伴球蛋白更易在相同的催化条件下发生亚基分子间的交联反应,生成分子量更高(> 97.4 kDa)的新亚基组分,其由小分子向大分子转化现象愈为明显。交联后的花生蛋白组分其溶解性与乳化活性有所降低,但适度交联可明显改善花生伴球蛋白的乳化稳定性。 对PPI及其组分arachin与conarachin经微射流均质-TGase交联复合改性后其结构与功能特性的变化进行了系统研究。结果表明,微射流均质有利于提高PPI及其组分arachin与conarachin的酶法交联敏感性,促使其在相同的TGase催化条件下发生更多的亚基分子间的交联反应,导致更多的G-L异肽共价键生成。与微射流均质改性相比,复合改性可使PPI及其组分arachin与conarachin具有更好的乳化稳定性;与TGase交联改性相比,复合改性后的产物具有较好的溶解性与乳化活性。微射流均质与TGase交联在对花生蛋白结构的展开方面具有叠加效应,采用微射流均质-TGase交联复合改性相比于单一改性更易导致PPI及其组分(arachin与conarachin)总游离巯基含量下降,暴露巯基含量与表面疏水性增加,产物结构更为伸展。此外,复合改性相比于单一改性对花生蛋白二级结构的影响也愈为明显,其变化趋势具有内在共性,改性后的产物其α螺旋与β转角含量降低,β折叠与无规则卷曲含量增加。 对微射流均质改性花生蛋白交联物进行了系统研究。结果表明,微射流均质(40-160 MPa)可提高PPI交联物的溶解性,改性后的PPI交联物其乳状液表面积平均粒径d32与体积平均粒径d43减小,乳化性得到较大改善,其中经160 MPa均质后的PPI交联物其溶解性与乳化性的改善效果更为明显。花生蛋白组分交联物经微射流均质后其溶解性与乳化性也均有不同程度的提高,其中,arachin交联物经微射流均质后其溶解性与乳化性的改善程度相对较高。花生蛋白交联物经微射流均质改性后,其表面疏水性增加,粒径明显减小,其可溶性小分子组分含量明显增多。……   
[关键词]:花生蛋白;转谷氨酰胺酶;微射流均质;功能特性;结构特性
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:华南理工大学2011年