蛋白质的生物和化学改性
大豆蛋白的改性技术研究进展
收稿日期:2008-05-23基金项目:教育部高校博士点基金资助项目(20070561059)。
作者简介:杨晓泉(1965—),男,华南理工大学轻工与食品学院副院长,华南理工大学食物蛋白工程研究中心主任,教授、博导,主要研究方向:植物蛋白质改性及分离。
大豆蛋白的改性技术研究进展杨晓泉(华南理工大学食物蛋白工程研究中心,广东广州510640)摘 要:系统阐述了大豆蛋白的功能特性及其物理改性、化学改性及酶法改性技术研究进展,并探讨了蛋白质改性技术在大豆蛋白加工业中的应用前景。
关键词:大豆蛋白;功能特性;改性中图分类号:T Q 936 文献标识码:A 文章编号:1674-0408(2008)03-0037-08Progress i n the Study on M od i f i ca ti on Techn i ques of Soy Prote i nYAN G X iao -quan(Research Center of Food Pr oteins,South China University of Technol ogy,Guangzhou 510640,China )Abstract:The paper syste matically revie ws the recent devel opments of the modificati on techniques in the s oy p r otein p r ocessing,including the physical,che m ical and enzy matic methods,and als o its relati on t o the functi onality of s oy p r otein .The app licati on po 2tentials of the modified s oy p r otein in s oy p r otein p r ocessing industry are als o discussed .Key words:s oy p r otein;functi onality;modificati on 我国有长达数千年的大豆食用历史,大豆蛋白一直是我国居民膳食中蛋白质的重要来源。
蛋白质改性技术的发展
蛋白质改性技术的发展摘要：本文综述了蛋白质的各种改性技术，包括物理改性、酰化作用改性、磷酸化作用改性、糖基化作用改性、酶法水解改性、共价交联作用等6种蛋白质改性技术及其最新进展。
在改变结构和功能性方面，化学法比酶法更有效，酶法改性和物理改性的安全性优于化学改性。
关键词：蛋白质；改性；技术0前言食品工业的飞速发展, 迫切需要大量具有功能特性和营养特性的蛋白质, 作为食品的原料成分或添加基料。
因此, 一方面要大力开发具有优良特性的蛋白质资源;另一方面就是要对现有的蛋白质( 尤其是植物蛋白质) 进行改造, 以满足人类的特殊要求,这就是通常意义上的改性蛋白质蛋白质的改性。
从分子水平看，改性实质是切断蛋白质分子中主链或是对蛋白质分子侧链基团进行修饰，使其氨基酸残基和多肽链发生某种变化，从而引发蛋白空间结构和理化性质改变，使蛋白功能特性和营养特性得到改善。
目前常用的蛋白质改性技术有物理改性、化学改性、酶法改性和基因工程改性等。
通过适当的改性技术，可以获得较好功能特性和营养特性的蛋白质，拓宽蛋白质在食品工业中的应用范围。
下面即是蛋白质的几种改性技术及其应用进行综述。
1物理改性所谓蛋白质物理改性是指利用热、机械振荡、电磁场、射线等物理作用形式改变蛋白质的高级结构和分子间的聚集方式, 一般不涉及蛋白质的一级结构。
如蒸煮、搅打等均属于物理改性技术。
质构化(textur izati on)也是一种物理改性，即是将蛋白质经水等溶剂溶胀、膨化后在一定温度下进行强剪切挤压或经螺杆机挤出或造粒的过程，通常用于食品加工，使蛋白质的密度降低，吸水率和保水性提高。
物理改性主要用于蛋白的增溶和凝胶。
据报道，小麦质构化蛋白产品，被切成薄片时，可吸收3倍于自重的水分，它们已成功地配用于汉堡包、咖喱调味食品、炖制辣味肉制品、油炸鸡胸脯和鸡块等制品的加工。
生物质材料的分子改性与应用
生物质材料的分子改性与应用在当今社会，随着对可持续发展和环境保护的日益重视，生物质材料作为一种可再生资源，受到了广泛的关注和研究。
生物质材料来源丰富，包括植物、动物和微生物等，具有良好的生物相容性和可降解性。
然而，为了更好地满足各种应用需求，对生物质材料进行分子改性成为了关键的研究领域。
生物质材料的种类繁多，常见的有纤维素、木质素、淀粉、蛋白质等。
这些材料在原始状态下往往存在一些性能上的不足，例如机械强度不够、稳定性差、亲水性过强等。
通过分子改性，可以有效地改善这些性能，拓展其应用范围。
分子改性的方法多种多样，其中化学改性是较为常见的一种。
以纤维素为例，通过酯化、醚化等化学反应，可以在纤维素分子链上引入新的官能团，从而改变其物理和化学性质。
比如，纤维素的酯化改性可以增加其疏水性，使其在防水材料等领域得到应用；醚化改性则可以提高其溶解性，便于在更多的溶剂中进行加工和应用。
另一种重要的改性方法是物理改性。
物理改性通常不改变生物质材料的化学组成，而是通过改变其物理结构来实现性能的优化。
常见的物理改性方法包括热处理、超声处理、辐照处理等。
例如，对淀粉进行热处理，可以破坏其结晶结构，提高其糊化性能，使其在食品工业中更易于应用。
生物质材料经过分子改性后，在众多领域展现出了广泛的应用前景。
在纺织领域，改性后的生物质纤维具有更好的柔软性、吸湿性和染色性能。
例如，通过对纤维素纤维进行改性处理，可以使其具有类似丝绸的手感和光泽，同时提高其抗皱性能，大大提升了纺织品的质量和舒适度。
在包装材料方面，改性后的生物质材料具有更好的机械强度和阻隔性能。
以淀粉为基础的包装材料，经过改性后能够有效地阻挡氧气和水分的渗透，延长食品的保质期，同时减少塑料包装带来的环境污染问题。
在生物医药领域，改性的生物质材料更是发挥着重要作用。
例如，通过对蛋白质进行分子改性，可以制备出具有特定生物活性的药物载体，实现药物的精准输送和控制释放，提高治疗效果，降低副作用。
生物质材料的改性与功能化研究
生物质材料的改性与功能化研究在当今社会，对于可持续发展和环境保护的追求日益强烈，生物质材料因其来源广泛、可再生以及环境友好等特性，逐渐成为研究的热点。
生物质材料包括植物纤维、木质素、淀粉、蛋白质等，它们在各个领域都有着潜在的应用价值。
然而，原始的生物质材料往往存在一些性能上的不足，为了更好地发挥其优势，对生物质材料进行改性与功能化研究就显得至关重要。
生物质材料的改性是指通过物理、化学或生物等方法改变其原有结构和性能，以满足特定的应用需求。
其中，物理改性方法主要包括粉碎、研磨、热处理等。
例如，将生物质材料进行粉碎处理，可以增加其比表面积，从而提高其反应活性。
化学改性则是通过化学反应引入新的官能团或改变原有官能团的性质，常见的化学改性方法有酯化、醚化、接枝共聚等。
以纤维素为例，通过酯化反应可以在其分子链上引入酯基，从而改善其溶解性和热稳定性。
生物改性则是利用微生物或酶对生物质材料进行处理，这种方法具有条件温和、环境友好等优点。
功能化是在改性的基础上赋予生物质材料特定的功能，使其能够应用于更广泛的领域。
比如，通过对生物质材料进行表面改性，可以使其具有良好的亲水性或疏水性，从而应用于油水分离领域。
在药物传递领域，将生物质材料功能化为具有靶向性的载体，可以提高药物的治疗效果并降低副作用。
此外，将生物质材料功能化为具有电磁屏蔽性能的材料，在电子设备领域也有着重要的应用前景。
在生物质材料的改性与功能化研究中，有几个关键的问题需要关注。
首先是改性与功能化方法的选择。
不同的生物质材料具有不同的结构和性质，因此需要根据具体情况选择合适的改性与功能化方法。
其次是改性与功能化的程度控制。
过度的改性或功能化可能会导致生物质材料原有性能的损失，而改性或功能化程度不足则无法达到预期的效果。
此外，还需要考虑改性与功能化过程中的环境友好性和成本效益。
以木质素为例，它是一种在自然界中含量丰富的生物质材料，但由于其结构复杂、溶解性差等问题，限制了其应用范围。
人工合成蛋白质的改性与应用研究
人工合成蛋白质的改性与应用研究近年来，随着生物技术的不断发展，人工合成蛋白质逐渐成为了热门研究领域之一。
对蛋白质的改性与应用研究，也无疑成为了该领域的重要课题之一。
一、蛋白质的定义与合成蛋白质是一类高分子有机化合物，由20种不同的氨基酸按照特定的顺序组成，并在折叠过程中形成了复杂的三维空间结构。
在生物过程中，蛋白质扮演着重要的角色，常用于催化反应、传递信号等方面。
对蛋白质的合成与改造，也为细胞的正常生长和发育提供了必要的支持。
目前，人工合成蛋白质主要采用的方法是基于基因工程的技术。
研究者通过对目标蛋白质编码的基因进行人为操作，改变其DNA序列，并通过培养宿主细胞进行转录和翻译等环节，最终得到所需的蛋白质。
二、蛋白质的改性研究蛋白质的改性是指对蛋白质基础结构进行不同形式的加工和操作，以改变其原有的性质和特征。
例如，对蛋白质进行修饰可以增强其稳定性、提高其化学反应的速率、改变其溶解度和聚集行为等等。
改性蛋白质的应用广泛，既涉及到化学、生物、医学等多个领域。
主要的蛋白质改性包括以下几种：1. 磷酸化修饰磷酸化可以改变蛋白质的结构和功能，例如提高蛋白质的催化活性和稳定性等。
以酪蛋白为例，经过磷酸化后可以作为一种增强营养价值的食品添加剂。
2. 糖基化修饰糖基化也是一种常见的蛋白质改性方式。
当蛋白质表面上出现特定的糖类化合物时，可以增加其抗氧化性和稳定性，提高其生物学活性。
例如，胰岛素可以通过糖基化修饰，改变其半衰期，从而实现长效药效。
3. 前体蛋白修饰前体蛋白修饰是指对于某些蛋白质，其原型不具备活性，只有经过相关的修饰和加工才能获得功能性。
例如，抗凝血酶是一种前体蛋白，需要在体内受到多重酶解作用才能转化为活性物质。
4. 交联修饰交联修饰可以增加蛋白质的结构强度和稳定性，从而提高其在复杂环境下的应用能力。
例如，交联氨基酸的人工合成可以实现粘附剂、药物释放、细胞载体等多种生物医学功能。
三、蛋白质的应用研究由于人工合成蛋白质的改性具有广泛的应用潜力，因此，在相关领域中的应用研究逐渐深入。
食品工程中的蛋白质功能性改性研究与应用
食品工程中的蛋白质功能性改性研究与应用食品工程中的蛋白质功能性改性研究与应用蛋白质是生物体中最重要的营养成分之一，对于人体的生长发育、免疫功能和代谢调节起着至关重要的作用。
然而，蛋白质在食品加工过程中常常受到诸多因素的影响，如热处理、酸碱性、氧化等，导致其功能性下降或失活。
因此，研究蛋白质的功能性改性已成为食品工程领域的重要课题之一。
蛋白质的功能性主要包括胶凝性、乳化性、发泡性、稳定性等，在食品加工中起到重要的作用。
目前，一些研究通过改变蛋白质的结构和性质，以提高其功能性和稳定性。
常见的蛋白质功能性改性方法包括酶法、物理法和化学法等。
下面将介绍其中几种常见的方法及其应用。
酶法改性：酶法改性是利用特定的酶对蛋白质进行酶解、交联、脱磷酸化等处理，从而改变其结构和性质。
例如，利用蛋白酶对鱼肉蛋白进行酶解处理，可以提高其胶凝性和乳化性，改善鱼肉制品的质地和口感。
物理法改性：物理法改性是通过物理手段改变蛋白质的结构和性质。
常见的物理法包括高压处理、超声波处理、微波处理等。
例如，利用高压处理可以改善蛋白质的溶解性和胶凝性，提高食品的质地和稳定性。
化学法改性：化学法改性是通过化学反应改变蛋白质的结构和性质。
常见的化学法包括酸碱处理、醛基化、酯化等。
例如，利用酸碱处理可以改变蛋白质的异构结构，增强其胶凝性和稳定性。
蛋白质功能性改性的研究与应用已取得了很多成果。
一方面，功能性改性可以提高蛋白质在食品制造过程中的稳定性和质量；另一方面，蛋白质功能性改性也为食品创新提供了新的思路和方法。
以乳化性改性为例，乳化性是蛋白质常见的功能之一，对于食品的质地和口感起到重要的作用。
研究发现，通过改变蛋白质的结构和性质，可以提高其乳化性能。
例如，利用酶法改性可以增加蛋白质的亲水性，使其更易于乳化；利用物理法改性可以增加蛋白质的分子量和稳定性，提高乳化性能。
在实际应用中，蛋白质功能性改性已广泛应用于食品行业。
例如，利用改性蛋白质可以制备出更加稳定的乳化液，用于制作乳饮料、酱料等；利用改性蛋白质可以增加食品的黏度和质地，用于制作肉制品、面制品等。
蛋白质的改性
酰化反应式：
酰化后蛋白质分子表面负电荷增多， 多肽链伸展 及空间结构发生较大改变，导致分子柔韧性提高， 从而增强蛋白质溶解性、持水性及持油性，改善乳 化性及起泡性。
2、3去酰胺改性
一般认为蛋白质中的脱酰胺是羧基中的0和H直接 发生质子化作用，导致NH释放，即将蛋白质中天 冬酰氨和谷氨酰胺脱去酰胺基生成天冬氨酸和谷氨 酸。通过去除此类蛋白质酰胺基团，便可获得良好 溶解性、乳化性及发泡性。 蛋白质化学去酰胺作用可通过以下二种机制进行： (1)酸或碱催化下水解；(2)p一转变机制(pshiftmechanism)。
2、 化学改性 化学改性是通过化学试剂作用于蛋白质, 使部分肽 键断裂或者引入各种功能基团如亲水亲油基团、二 硫基团、带负电荷基团等, 利用蛋白质侧链基团的 化学活性, 选择地将某些基团转化为衍生物, 以此来 达到改变蛋白质功能性质的目的。 食品蛋白质化学改性方法，包括酸碱化、酰化、脱 酰胺、磷酸化、糖基化(即美拉德反应) 等方法。
2、1 酸调改性 蛋白质在水溶液中是两性离子，在其等电点，蛋白 质分子本身具有最低的自由电荷，分子自身容易相 互聚集，并从水溶液中沉淀出来，其水合度也达到 最低。利用这一特点，用各种酸改性蛋白质，研究 制得的塑料样片在吸水性能上的变化。调节pH值的 酸包括盐酸、硫酸、醋酸、丙酸、磷酸和柠檬酸等 。 例：加入硼酸3％会明显提高全粉白豆蛋白的机械 性能。
Hale Waihona Puke 酸碱去酰胺改性是在比较温和条件下进行。 （1）在酸性条件下，去酰胺反应是直接水解蛋白 质酰胺键中氨，脱氨形成羧酸。但酸法去酰胺由于 温度高，不仅在酸的催化下肽键水解控制不好，蛋 白质也有部分变性。 （2）用碱催化去酰胺改性仅台湾有报道，这种方 法虽速度快，但使蛋白质中氨基酸发生消旋作用， 使必需氨基酸L一对映体减少和消化率降低，并产 生赖丙氨酸，毒理研究表明它对小鼠肾有毒害作用， 因此研究甚少。
食品加工中的蛋白质改性技术研究
食品加工中的蛋白质改性技术研究在食品科技领域中，蛋白质改性技术一直扮演着重要的角色。
蛋白质是食品中不可或缺的营养成分，对于维持人体健康起着至关重要的作用。
然而，蛋白质在食品加工过程中容易发生变性、降解等问题，导致其功能性和营养价值受到影响。
因此，研究蛋白质改性技术，改善食品加工过程中的问题，具有重要的意义。
一、蛋白质改性技术的意义蛋白质改性技术指的是通过物理、化学或生物学方法对蛋白质进行结构或功能的改变。
这种改变可以改善蛋白质在食品加工中的稳定性、水溶性、发泡性、乳化性等特性。
同时，蛋白质改性技术也可以增加食品的营养价值和功能性，拓展食品市场。
蛋白质改性技术在食品加工中起到了重要的作用。
例如，对于面制品加工，蛋白质改性技术可以增加面团的弹性和延展性，改善面食质地。
对于乳制品加工，蛋白质改性技术可以增加乳制品的稳定性和口感。
对于肉制品加工，蛋白质改性技术可以改善肉制品的水分保持性和质感。
二、蛋白质改性技术的研究方法在蛋白质改性技术的研究中，物理、化学和生物学方法是常用的手段。
1. 物理方法物理方法是通过改变蛋白质的环境条件来改变其结构和功能。
例如，利用高压和超声波可以改变蛋白质分子的构象，从而影响其溶解性和胶凝性。
利用冷冻和融化循环可以改变蛋白质的结晶形态，从而改变食品的质地。
此外，利用电场、热处理等方法也可以实现蛋白质改性。
2. 化学方法化学方法是通过改变蛋白质分子的化学结构来改变其性质。
例如，利用酶解、甲基化、酯化等化学反应可以改变蛋白质的水溶性和胶凝性。
通过交联反应可以改变蛋白质的稳定性和机械性。
此外，利用改性剂、添加剂等化学物质也可以实现蛋白质改性。
3. 生物学方法生物学方法是通过利用微生物、酵素等生物体对蛋白质进行改造。
例如，利用基因工程技术可以改变蛋白质的氨基酸序列，从而改变其结构和功能。
利用发酵技术可以产生具有特定功能的蛋白质。
三、蛋白质改性技术的应用案例蛋白质改性技术在食品加工中有着广泛的应用。
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文章编号:1003 7969(2000)06 0181 05蛋白质的生物和化学改性周瑞宝1,周 兵2(1 郑州工程学院食品科学与工程系,450052郑州市嵩山南路140号;2 郑州油脂化学集团公司,450053郑州市黄河路;第一作者:男,59岁,教授)摘要:生物酶或化学法改性食品蛋白质,是提高食品功能特性的重要途径。
生物酶有酶源易于得到,应用更安全,并且可将蛋白质改性到所期望的功能值;化学法的乙酰化、磷酸化、糖基化、交联反应,在改变结构和功能性方面,对提高蛋白质功能特性比酶法更有效。
关键词:蛋白质;生物酶;化学法;改性中图分类号:TQ645 9+9 文献标识码:A1 蛋白质的酶法改性蛋白质的改性就是用化学因素(如化学试剂、酶制剂等)或物理因素(如热、高频电场、射线、机械振荡等),使氨基酸残基和多钛链发生某种变化,引起蛋白大分子空间结构和理化性质改变,从而获得较好的功能性和营养特性。
用于水解大豆蛋白的酶,包括植物来源的木瓜酶(Papain)、微生物蛋白酶(Alcalase、Neutrase、Ther mitase)和动物蛋白酶(Pepsin、Chymotrypsin)等,都可以用于蛋白质的改性。
1 1 大豆蛋白的部分水解及其功能特性大量文献列举了蛋白质水解对功能特性的影响,其中包括:植物蛋白的大豆蛋白[1]、蚕豆蛋白、小麦谷朊粉、玉米蛋白、燕麦粉(蛋白)、棉籽蛋白、葵花籽和菜籽蛋白;以及动物蛋白的酪蛋白,都可以进行蛋白酶水解,又称蛋白生物酶改性。
大豆蛋白酶改性[2],对于提高蛋白质的溶解性具有特殊重要性,甚至对于在水中难于分散的谷类蛋白,也是如此。
只有使蛋白水解之后,才能显示它的改性意义。
玉米蛋白是一种玉米储存蛋白,在pH2~5,具有很高的不溶性,当用胰蛋白酶处理水解使1 9%的肽键断裂时,在同样的pH范围内,溶解度可达30%~50%。
而小麦谷朊粉用此法处理,在pH7时,达到9 8%水解度(D H)时,溶解度从7%增加到50%。
燕麦粉经Alcalase 或Neutrase酶处理,在等电点(pH5.0)条件下溶解度提高3~4倍[3]。
在一定的酶与底物比例条件下,增加水解度(3 8%~ 10 4%),溶解度也同时增加。
用Alcalase在pH8,或Neutrase在pH7条件下,使大豆分离蛋白进行有限的蛋白酶水解,会改变它的pH值与溶解曲线图。
用Thermitase酶处理蚕豆分离蛋白,使水解度达到8 3%时,在等电的pH值下,溶解度增加高达40%。
用Ttaphyloc occus aureus V8蛋白酶水解酪蛋白,水解度达到2%和6 7%时,溶解度增加25%和50%。
大豆蛋白生物改性,可以提高水解蛋白的吸水和结合水的能力。
这是由于蛋白水解过程中释放出氨基和羧基,离子基团数量增加。
甚至大豆分离蛋白在84%的相对湿度的室温下,其吸水性随酶处理程度成比例增加。
酸 沉大豆蛋白和11S大豆球蛋白,用菠萝蛋白酶进行有限蛋白水解后,吸水能力增加2~2 5倍。
运用Alcalase或Teutrase处理燕麦粉,随水解度(DH)的升高,吸水能力增加。
大豆蛋白质酶改性对蛋白质的乳化能力很敏感。
使用木瓜蛋白酶对大豆蛋白进行短时水解,会增加乳化能力,然而,当继续水解时,乳化能力减少。
有人发现大豆分离蛋白在水解度(DH)为5%时,乳化特性最佳。
蛋白酶改性,也能改善花生蛋白的乳化特性。
用胰蛋白酶部分水解由大豆和蚕豆得到的11S 球蛋白,其中高分子量的水解产物大豆球蛋白 T 和豆球蛋白 T,分别对乳化能力和乳化稳定性,起着关键作用。
随着豆蛋白 T的生成,其乳化能力和乳化稳定性增加,当豆蛋白 T被胰酶进一步水解时,乳化能力和乳化稳定性降低。
蛋白酶部分水解时,乳化能力和乳化稳定性的有益作用可能是由于暴露了分子内部掩蔽的疏水基团,改善亲水 疏水平衡,从而提高乳化能力。
蛋白质表面失去亲水肽,导致表面疏水作用增加,而有利于表面吸附。
过度消化的不利影响,使其失去球状收稿日期:2000 09 15表1 植物蛋白和奶蛋白水解物的神经功能肽(4)顺 序 名 称 起源和序在蛋白中的位置内源神经功能肽Tyr Gl y Gl y P he Leu Le u/脑啡肽植物蛋白水解物的外源神经功能肽Gl y Tyr Tyr Pro A4HMW 麦谷蛋白Tyr Gl y Gl y Trp B4未测到Tyr Pro Gl n P ro Gl n P ro P he 麦醇溶蛋白Glia dorphi n 麦醇溶蛋白(43 49)奶蛋白水解物中的外源神经功能活性肽Arg T yr Le u Gly T yr L eu Glu 酪蛋白exorphin 牛的 S l 酪蛋白(9091)Tyr Pro Phe P ro Gly Caso mo rphin 5牛的 酪蛋白(60 65)Tyr Gl y Leu Phe NH 2 Lact orphi n 人和牛的 L acat albumi nTyr Leu Le u P he NH 2 Lact orphi n牛的 乳球蛋白(102 105) NH 2奶蛋白水解物中的抗显效活性肽Tyr Pro Ser Tyr OC H 3Casoin 4牛的 s 1 酪蛋白(35 38) OC H 3结构与断裂的肽的最适大小有关,而导致油滴周围形成较厚的蛋白质层,乳化稳定性降低。
虽然蛋白酶改性,一般会增加发泡能力,但泡沫稳定性降低。
大豆分离蛋白经Alcalase 或Neutrase 处理后,水解度达3%~6%时,发泡能力提高好几倍。
发泡能力增大,发泡稳定性有所降低,这是用Thermitase 酶,部分水解蚕豆分离蛋白(DH =3.2%~8 3%)实验数据得到的。
用Thermitase 酶处理小麦谷朊粉(DH=5 2%~9 8%),发泡能力变化没有多大意义,当增加水解度(DH)时,发泡稳定性降低。
天然的玉米蛋白,在pH1~12范围内,没有发泡能力,而用胰蛋白部分酶水解(DH =1 4%~1 9%),可以改善发泡能力,但产生的泡沫很不稳定。
用木瓜蛋白酶水解花生蛋白和葵花籽蛋白,其发泡能力得到增加。
大豆蛋白有限的蛋白酶水解,蛋白表面经由一个链式肽裂解,产生高分子量的产物。
胰蛋白酶水解分子质量为350K 道尔顿的11S 的大豆球蛋白。
生成分子质量为200ku~260ku 的球蛋白 T,它仍有原蛋白的一些结构和性质。
然而,这种改性11S 蛋白的结构不稳定,在它的表面有利于发生解离,甚至链结构展开。
这种酶改性可能是由于球蛋白一个中间产物对表面功能特性有促进作用。
1 2 蛋白生物酶水解作用1 2 1 生物功能肽的分离 从部分水解的大豆蛋白、小麦谷蛋白以及乳蛋白中分离出生物活性肽。
为食品蛋白的营养价值引入一个新的评价标准。
一种以失活状态存在的具有氨基酸顺序的肽,通过体内消化释放,并在食物的肠道消化过程中,充当新陈代谢的潜在的生理效应物,称为生物活性肽。
由体内产生的神经功能肽称为内生神经功能肽(Endor phins),由植物蛋白水解得到的,称为外源神经功能肽 E xorphins !。
酪啡肽已在酪蛋白组分和乳清两种水解蛋白中发现。
某些肽对于麻醉剂受体有亲和性,功能类似于显效神经功能作用,称为神经功能肽;另一些,则既对麻醉剂受体,又对抗麻醉剂作用有亲和力(抗兴奋剂),又称为抗神经显效功能肽,如抑制吗啡功能作用的肽。
表1中列出了各种神经功能肽。
由植物蛋白小麦谷朊粉和乳蛋白中得到的神经功能肽,简要地说明了神经功能活性肽的排序。
在 s 1和 酪蛋白中发现免疫肽,在 s 1和 酪蛋白中发现抗显效的I 转换酶抑止肽,在k 酪蛋白中发现抗血栓肽。
在 s 1和酪蛋白中分离出丝氨酸磷酸盐,它们是结合微量元素的肽。
某些神经功能活性肽,也可从小麦谷朊粉中分离出来。
由食品蛋白水解分离出具有生物活性的肽,列于表1中。
1 2 2 苦味肽 根据蛋白质属性和所采用的蛋白酶,连续水解蛋白可以从蛋白质中放出苦味肽[6]。
这种苦味是氨基酸组成,顺序及肽链长度之间作用的结果。
苦味被表述为阈值的对数,即肽的mol 浓度,低于此阈值,苦味不被察觉。
Ney 最早以所谓Q 值形式说明肽的苦味,尤其是由酪蛋白和大豆蛋白中衍生的苦味与肽的疏水作用有关。
其Q 值高于5861 52kJ/mol 的为苦肽,而低于5442 84kJ/mol 的为非苦肽。
另外与分子质量也有关系,大于6000u 的,具有较高的苦味值。
苦味是影响蛋白水解物可接受性的主要问题,而减少苦味常用吸附剂选择吸附疏水肽、共沸提取、端肽酶水解、掩蔽剂掩蔽苦味、胃合蛋白反应等等。
1 3 类胃合蛋白(类似胃内蛋白消化产物的合成)作用由高浓度的蛋白水解物与蛋白酶摇制时形成一种类胶状沉淀胃合蛋白!。
水解蛋白中的肽的大小、底物的浓度和水解时的pH 值,是影响形成胃合蛋白的重要因素。
平均分子量在1043~685之间的肽的组分能更有效地产生胃合蛋白,最佳底物浓度范围是20%~40%(W/V),最佳pH 值是pH4 0~7 0。
胃合蛋白在高温情况下,疏水性越强,越有利于蛋白质凝集。
温度对疏水间形成坚固的形体,有重要作用,高温最好。
胃合蛋白作用的一个重要实践,是用于蛋白质的脱苦。
另一方面,加入诸如蛋氨酸的必须氨基酸及其脂类,提高食品蛋白的质量。
已用大豆蛋白、蚕豆蛋白、卵蛋白、酪蛋白、微生物和叶蛋白水解物进行了实验。
2 蛋白质的糖基化作用2 1 糖蛋白美拉德反应是一个糖残基与蛋白质反应的糖酰化的简单例子[3]。
当卵蛋白与几种具有葡萄糖的双糖混合,50∀,相对湿度65%时保持0~20d。
观察加合物的物理化学特性,发现断裂的赖氨酸的 氨基基团和附着物的变化。
在这种条件下,异麦芽糖和蛋白质作用,会产生很重的褐色反应,而麦芽糖和乳糖仅有微弱的变化,多糖的糊精和乳酰氨与溶菌酶、卵蛋白和干燥的蛋清粉混合,在60∀和相对湿度79%的条件下,实验结果相同。
这些蛋白质 多糖结合物,具有良好的乳化性能,并已用作商品乳化剂。
与乳酰氨结合的溶菌酶,具有良好的乳化稳定性。
溶菌酶 糊精和溶菌酶 乳酰氨结合物,具有抗微生物和抗菌效果。
经改性的酪蛋白,在等电点条件下,溶解性提高。
在中性和碱性条件下,没有变化,但在低pH值时,溶解度降低。
葡萄糖酰化,增加吸水、发泡能力,糖酰化的 乳球蛋白的泡沫稳定性更好。
糖-C HO H2N-蛋白质糖-CH=N-蛋白质NaC NBH3糖-CH2-NH-蛋白质(1)蛋白质-COO-+R1-N=C=N-R1 p H4~7-CO-O-(C=NR1)-NH-R1 葡萄糖氨蛋白质-CO-NH-葡萄糖+R1-NH-CO-NH-R1(2)图1 糖氨反应图2 2 蛋白质的酶法糖酰化酶法糖酰化的糖蛋白,其溶解性比天然蛋白明显增加。