酶解对大豆蛋白结构功能性影响及高乳化起泡性蛋白制备

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本研究采用酶解修饰技术改善大豆蛋白的功能性质,采用生物化学和光谱学方法,从蛋白质分子空间构象和溶液性质角度,探讨酶解修饰技术对大豆分离蛋白结构及功能性的影响机制,以开发具有优良功能性质的大豆蛋白产品,为大豆精深加工及高值化应用提供理论依据。通过本试验研究,得到下述主要结论:(1)三种蛋白酶对大豆分离蛋白酶解作用,由强到弱依次为Alcalase碱性蛋白酶>AS1.398中性蛋白酶>木瓜蛋白酶。大豆分离蛋白经酶解后其溶解性均有提高,且溶解性的提高主要与大豆11S球蛋白酶解后溶解性的大幅提高有关。大豆分离蛋白经碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶水解后其乳化性均有显著提高,且乳化性的提高主要与大豆7S球蛋白的提高有关。中性蛋白酶对大豆分离蛋白乳化性的影响较小。大豆分离蛋白经酶解后其起泡性均有提高,且起泡性的提高与大豆11S和7S球蛋白的起泡性均增强有关,但泡沫稳定性有所降低。大豆分离蛋白经碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶水解后,其表面疏水性有所改善。(2)酶解处理的大豆分离蛋白中无规则卷曲结构含量增加,α-螺旋和p-折叠结构含量减少,更多的无规则卷曲结构为蛋白的良好表面性质及乳液稳定性的表达提供了更多柔性结构单元。大豆分离蛋白经酶解后肽键断裂形成小肽,其粒径大小逐渐降低。经过碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶水解的大豆分离蛋白δ电位绝对值随酶解时间先增加后降低。经过15min酶解,大豆分离蛋白中7S组分酶解程度高于11S组分,经过60min酶解,7S和11S组分均发生明显酶解现象。(3)确定了制备兼具高乳化性和起泡性的大豆分离蛋白的方法,即双酶分步水解法,先采用碱性蛋白酶水解修饰后配合木瓜蛋白酶水解工艺。碱性蛋白酶酶解条件为:酶添加量1.78%,酶解时间53.1min,酶解pH为9.1,酶解温度45.6℃。木瓜蛋白酶酶解条件为:酶添加量1.15%,酶解时间61.9min,酶解pH为7.1,酶解温度50.3℃。此时测得蛋白乳化性为59.33m2/g,泡沫膨胀率为243.41%,与未酶解大豆分离蛋白相比分别提高了67.1%和196.8%。
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