物理預(yù)處理對(duì)小麥蛋白糖基化改性的影響.pdf

1、小麥面筋蛋白是小麥淀粉生產(chǎn)過程中的重要副產(chǎn)物，是一種氨基酸含量豐富、營養(yǎng)價(jià)值高的優(yōu)質(zhì)植物蛋白。但是小麥面筋蛋白在水中的溶解性差，限制了其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。蛋白質(zhì)糖基化是一種化學(xué)改性方式，具有反應(yīng)條件簡單，反應(yīng)成本低，安全性高等優(yōu)勢。本論文以小麥面筋蛋白和葡萄糖為原料，利用超聲波、微波、超高壓等手段促進(jìn)小麥面筋蛋白糖基化反應(yīng)，對(duì)其反應(yīng)的工藝條件、機(jī)理、糖基化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能特性等方面進(jìn)行了研究，為小麥面筋蛋白的高值利用提供理論依據(jù)。

2、r>　　首先，研究了小麥面筋蛋白濕熱糖基化反應(yīng)的工藝條件。以接枝度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面分析，研究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、體系pH值、蛋白與糖的添加比例等對(duì)糖基化反應(yīng)的影響，并優(yōu)化反應(yīng)條件。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度為80℃、反應(yīng)時(shí)間為60 min、反應(yīng)體系pH為10、小麥面筋蛋白和葡萄糖的添加比例為1∶1，在此條件下，小麥面筋蛋白糖基化接枝度達(dá)15.47％。
　　超聲波可以促進(jìn)小麥面筋蛋白-葡萄糖糖基化反應(yīng)進(jìn)程。研究表明:接枝度

3、和中間產(chǎn)物(A294)含量隨著超聲時(shí)間(40 kHz，300 W)的延長先增大后減小，且均在超聲時(shí)間為40 min時(shí)取得最大值，為29.83％和0.328，褐變程度隨著超聲時(shí)間的延長而不斷增加。通過對(duì)超聲波-糖基化復(fù)合改性小麥面筋蛋白功能特性的研究發(fā)現(xiàn):產(chǎn)物在不同pH條件下的溶解度較對(duì)照組顯著提高，在超聲時(shí)間為40 min時(shí)，溶解性最好，糖基化改性后的小麥面筋蛋白的等電點(diǎn)向酸性方向發(fā)生了偏移;乳化活性和乳化穩(wěn)定性也達(dá)到最大，分別為56.

4、82 m2g-1和36.27 min。小麥面筋蛋白糖基化產(chǎn)物的抗氧化性隨著超聲處理時(shí)間的延長而不斷增加。超聲波-糖基化復(fù)合改性小麥面筋蛋白后，其結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，超聲波可以提高小麥面筋蛋白的表面疏水性，改變了小麥面筋蛋白的空間結(jié)構(gòu)，促進(jìn)糖基化反應(yīng)的發(fā)生;通過紅外光譜可知，α-螺旋含量減少，β-折疊含量增多，且小麥面筋蛋白以共價(jià)鍵的結(jié)合形式引入了糖分子;SDS-PAGE電泳顯示，小麥面筋蛋白經(jīng)過超聲波-糖基化改性后生成了大分子物質(zhì)，且PA

5、S染色顯示出紅色糖基譜帶，證明小麥面筋蛋白與葡萄糖發(fā)生了共價(jià)交聯(lián)反應(yīng)。
　　微波可以顯著促進(jìn)小麥面筋蛋白-葡萄糖糖基化反應(yīng)。研究表明:隨著微波功率從0W增大到700 W，接枝度和中間產(chǎn)物含量(A294)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在微波功率為350 W時(shí)取得最大值，為23.75％和0.702，褐變程度隨著微波功率的增大而不斷增大。通過對(duì)微波-糖基化復(fù)合改性小麥面筋蛋白功能特性的研究發(fā)現(xiàn):產(chǎn)物在不同pH條件下的溶解度較對(duì)照組顯著提高，在

6、微波功率為350 W時(shí)，溶解性最佳，糖基化改性后的小麥面筋蛋白的等電點(diǎn)發(fā)生了酸移;乳化活性和乳化穩(wěn)定性在微波功率為350W時(shí)也達(dá)到最大，分別為41.65 m2g-1和11.99 min;產(chǎn)物的抗氧化性隨著微波功率的增加而不斷增加。通過分析結(jié)構(gòu)變化發(fā)現(xiàn):適當(dāng)?shù)奈⒉ㄌ幚硐魅跣←溍娼畹鞍追肿娱g或分子內(nèi)的非共價(jià)作用，破壞二硫鍵，使得小麥面筋蛋白的結(jié)構(gòu)變得松散，提高小麥面筋蛋白表面疏水性，促進(jìn)了糖基化反應(yīng)的發(fā)生;SDS-PAGE電泳顯示小麥面筋蛋

7、白經(jīng)過微波-糖基化改性后生成了大分子物質(zhì)，經(jīng)過PAS染色后出現(xiàn)紅色糖基譜帶，在350 W時(shí)譜帶顏色最深，證明有糖蛋白的生成。
　　超高壓能夠提高小麥面筋蛋白糖基化反應(yīng)的程度。研究表明:接枝度和中間產(chǎn)物含量(A294)隨著壓力的增大而呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且均在壓力為300 MPa時(shí)取得最大值，為27.44％和0.313，褐變程度隨著壓力的增大而不斷增大。通過對(duì)產(chǎn)物功能特性的研究發(fā)現(xiàn):產(chǎn)物在不同pH條件下的溶解度較對(duì)照組顯著提高，

8、在壓力為300 MPa時(shí)，溶解性最好，糖基化改性后小麥面筋蛋白的等電點(diǎn)發(fā)生了酸移;乳化活性和乳化穩(wěn)定性在壓力為300 MPa時(shí)達(dá)到最大，較未處理的小麥面筋蛋白的乳化活性和乳化穩(wěn)定性分別提高4倍和3倍左右;產(chǎn)物的還原力和清除DPPH自由基能力呈現(xiàn)不斷增大的趨勢。通過分析結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn):適當(dāng)?shù)某邏禾幚砜梢云茐牡鞍踪|(zhì)分子間的非共價(jià)鍵作用，使小麥面筋蛋白分子結(jié)構(gòu)伸展，內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露，疏水性增強(qiáng)。SDS-PAGE電泳顯示小麥面筋蛋白經(jīng)過超高壓-糖