理化復合預處理對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（谷氨酰胺轉氨酶，Transgluaminase，EC2.3.2.13）交聯(lián)小麥蛋白進而提高凝膠強度的效率，因此限制小麥蛋白在食品領域應用。本文在采用物理和化學預處理以提高小麥面筋蛋白溶解度基礎上，通過添加TG酶提高小麥面筋蛋白的凝膠強度，同時利用化學作用力檢測、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，探究預處理及TG酶改性提高小麥面筋蛋白凝膠性的作

2、用機理。主要結論如下:
　　(1)小麥面筋蛋白經Na2SO3、尿素/Na2SO3、尿素等化學預處理后，其溶解度分別為33.33％、40.89％、28.84％。化學預處理結合超聲波復合處理可以進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％，而經過尿素/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％。理化復合預處理的最優(yōu)參數(shù)為:尿素濃度為0.5mol/

3、L、Na2SO3添加量為800mg/L、預處理時間為30min、預處理溫度為60℃，超聲波處理時間為60℃，超聲波處理溫度為50min，此時溶解度可達45.82％。
　　(2)通過單因素實驗和正交實驗，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％。
　　經尿素/超聲波預處理后，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。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，但尿素對三種蛋白的二硫鍵和巰基含量無顯著影響。面筋蛋白、麥谷蛋白和麥醇溶蛋白經過尿素、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結果表明，經過尿素、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;麥谷蛋白中的LMW-GS條帶的光密度增強，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，但光密度基本無變化。SEM結果表明，面筋蛋白、麥谷蛋白和麥醇溶蛋白經過尿素、Na2SO3、超聲波處理后，蛋白質表面結

6、構有不同程度的腐蝕、破壞，表面結構粗糙，形狀不均一，其中尿素/Na2SO3/超聲波對蛋白質的表面破壞最嚴重。通過傅里葉紅外光譜和圓二色譜對三種蛋白的二級結構進行檢測，結果表明:三種蛋白的二級結構均以β-折疊為主。經過理化復合預處理后，三種蛋白的β-折疊結構含量降低，無規(guī)則卷曲結構含量增大。
　　(3)對理化復合預處理所得蛋白質樣品進行TG酶改性，通過對比未進行預處理的樣品來觀察小麥面筋蛋白的凝膠強度及結構變化。未處理的小麥面筋蛋白

7、凝膠強度為149g/cm2，而經TG酶改性后小麥面筋蛋白原樣、尿素/超聲波預處理、Na2SO3/超聲波預處理以及尿素/Na2SO3/超聲波預處理的小麥面筋蛋白的凝膠強度分別為170 g/cm2、254 g/cm2、344 g/cm2和277 g/cm2。Na2SO3/超聲波預處理結合TG酶改性后的小麥面筋蛋白的凝膠強度達到最高，比未改性的小麥面筋蛋白的凝膠強度提高了131％。三種蛋白經過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電泳結果表明:面筋蛋白經過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。SEM結果表明，理化復合預處理的三種蛋白質經過TG酶改性后，表面結構平滑，蛋白網(wǎng)絡緊密，孔徑大小和形狀更加均一。傅