理化復(fù)合預(yù)處理對(duì)TG酶改性小麥面筋蛋白的影響研究.pdf

1、小麥面筋蛋白的低分散性和低溶解度，降低了利用TG酶（谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶，Transgluaminase，EC2.3.2.13）交聯(lián)小麥蛋白進(jìn)而提高凝膠強(qiáng)度的效率，因此限制小麥蛋白在食品領(lǐng)域應(yīng)用。本文在采用物理和化學(xué)預(yù)處理以提高小麥面筋蛋白溶解度基礎(chǔ)上，通過(guò)添加TG酶提高小麥面筋蛋白的凝膠強(qiáng)度，同時(shí)利用化學(xué)作用力檢測(cè)、激光粒度分布、SDS-PAGE電泳、掃描電鏡、傅里葉紅外光譜及圓二色譜等技術(shù)，探究預(yù)處理及TG酶改性提高小麥面筋蛋白凝膠性的作

2、用機(jī)理。主要結(jié)論如下:
　　(1)小麥面筋蛋白經(jīng)Na2SO3、尿素/Na2SO3、尿素等化學(xué)預(yù)處理后，其溶解度分別為33.33％、40.89％、28.84％?；瘜W(xué)預(yù)處理結(jié)合超聲波復(fù)合處理可以進(jìn)一步提高小麥面筋蛋白的溶解度。未處理的小麥蛋白溶解性為8％，而經(jīng)過(guò)尿素/超聲波、Na2SO3/超聲波，尿素/Na2SO3/超聲波處理的小麥蛋白的溶解性顯著提高，分別為30％、35％和48％。理化復(fù)合預(yù)處理的最優(yōu)參數(shù)為:尿素濃度為0.5mol/

3、L、Na2SO3添加量為800mg/L、預(yù)處理時(shí)間為30min、預(yù)處理溫度為60℃，超聲波處理時(shí)間為60℃，超聲波處理溫度為50min，此時(shí)溶解度可達(dá)45.82％。
　　(2)通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，確定了從小麥面筋蛋白中提取麥醇溶蛋白的最佳工藝為:乙醇濃度65％，料液比30∶1，提取時(shí)間2.5h，提取溫度35℃;麥谷蛋白的最佳提取工藝為:pH為10，料液比30∶1，提取時(shí)間2.5h，提取溫度35℃。麥醇溶蛋白和麥谷蛋白提取得率

4、分別為29.33％和39.99％。
　　經(jīng)尿素/超聲波預(yù)處理后，面筋蛋白、麥谷蛋白和麥醇溶蛋白的氫鍵降低，Na2SO3的添加使得面筋蛋白的離子鍵含量提高，但麥谷蛋白和麥醇溶蛋白的離子鍵含量降低，尿素、Na2SO3和超聲波處理使得三種蛋白的疏水相互作用增強(qiáng)。Na2SO3的添加使得三種蛋白的二硫鍵含量降低、游離巰基含量提高，但尿素對(duì)三種蛋白的二硫鍵和巰基含量無(wú)顯著影響。面筋蛋白、麥谷蛋白和麥醇溶蛋白經(jīng)過(guò)尿素、Na2SO3和超聲波處理后

5、，三種蛋白的小分子量蛋白增多，其中尿素/Na2SO3/超聲波處理對(duì)三種蛋白的粒度分布影響最大，小分子量蛋白數(shù)量較多。SDS-PAGE結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)尿素、Na2SO3和超聲波處理后，面筋蛋白的小分子量蛋白條帶的光密度增強(qiáng);麥谷蛋白中的LMW-GS條帶的光密度增強(qiáng)，HMW-GS條帶的光密度減弱;麥醇溶蛋白的蛋白條帶變得較清晰，但光密度基本無(wú)變化。SEM結(jié)果表明，面筋蛋白、麥谷蛋白和麥醇溶蛋白經(jīng)過(guò)尿素、Na2SO3、超聲波處理后，蛋白質(zhì)表面結(jié)

6、構(gòu)有不同程度的腐蝕、破壞，表面結(jié)構(gòu)粗糙，形狀不均一，其中尿素/Na2SO3/超聲波對(duì)蛋白質(zhì)的表面破壞最嚴(yán)重。通過(guò)傅里葉紅外光譜和圓二色譜對(duì)三種蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明:三種蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)均以β-折疊為主。經(jīng)過(guò)理化復(fù)合預(yù)處理后，三種蛋白的β-折疊結(jié)構(gòu)含量降低，無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)含量增大。
　　(3)對(duì)理化復(fù)合預(yù)處理所得蛋白質(zhì)樣品進(jìn)行TG酶改性，通過(guò)對(duì)比未進(jìn)行預(yù)處理的樣品來(lái)觀察小麥面筋蛋白的凝膠強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)變化。未處理的小麥面筋蛋白

7、凝膠強(qiáng)度為149g/cm2，而經(jīng)TG酶改性后小麥面筋蛋白原樣、尿素/超聲波預(yù)處理、Na2SO3/超聲波預(yù)處理以及尿素/Na2SO3/超聲波預(yù)處理的小麥面筋蛋白的凝膠強(qiáng)度分別為170 g/cm2、254 g/cm2、344 g/cm2和277 g/cm2。Na2SO3/超聲波預(yù)處理結(jié)合TG酶改性后的小麥面筋蛋白的凝膠強(qiáng)度達(dá)到最高，比未改性的小麥面筋蛋白的凝膠強(qiáng)度提高了131％。三種蛋白經(jīng)過(guò)TG酶改性后，疏水相互作用增大，二硫鍵含量提高，游

8、離巰基含量降低。激光粒徑分布結(jié)果表明:TG酶改性后，三種蛋白的大分子量蛋白片段的數(shù)量增多。SDS-PAGE電泳結(jié)果表明:面筋蛋白經(jīng)過(guò)TG酶改性后，生成了不溶于SDS溶液的大分子量蛋白片段;麥谷蛋白中的HMW-GS是TG酶反應(yīng)的主要參與者;麥醇溶蛋白與TG酶作用后生成了分子量較大的ωb-醇溶蛋白，甚至更大的不溶性大分子蛋白質(zhì)。SEM結(jié)果表明，理化復(fù)合預(yù)處理的三種蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)TG酶改性后，表面結(jié)構(gòu)平滑，蛋白網(wǎng)絡(luò)緊密，孔徑大小和形狀更加均一。傅