第三章 花生蛋白的研究與開發(一)(2 / 3)

(一)花生蛋白巰基與二硫鍵含量與分布

巰基和二硫鍵是蛋白質分子中穩定蛋白質構象的重要化學鍵。蛋白分子中具有較高的巰基br二硫鍵含量,可通過巰基氧化或巰基與二硫鍵間的交換反應誘導蛋白質之間的相互交聯br聚集。

蛋白質中巰基和二硫鍵的含量與分布對其在食品體係中所表現出的功能特性優劣的影響非常顯著,一般用暴露巰基(ExpodSH)、總巰基(TotalSH)和二硫鍵(SH-SH)含量來表征其在蛋白質中存在的狀態與分布,其中總巰基包含暴露在分子表麵和包埋在分子內部的巰基。此外還原和非還原電泳及熱差示掃描(DSC)等手段也能定性地分析出蛋白質中二硫鍵與巰基的分布情況。

1.天然花生蛋白及其組分的巰基與二硫鍵含量與分布

花生球蛋白中暴露巰基、遊離巰基和二硫鍵含量分別為3.46μm、19.34μm和7.94μm,而花生伴球蛋白中暴露巰基、遊離巰基和二硫鍵含量分別為8.07μm、13.01μm和2.47μm。球蛋白中暴露巰基的含量僅約為伴球蛋白中暴露巰基含量的一半,而花生球蛋白中總巰基和二硫鍵的含量則顯著高於花生伴球蛋白中總巰基與二硫鍵的含量,表明分布於花生球蛋白分子表麵的巰基較少,大部分巰基包裹於球蛋白分子內部,花生伴球蛋白的情況則相反,分子中大部分巰基暴露於伴球蛋白分子的表麵。球蛋白與伴球蛋白這一結構特性的差異,將有可能影響到兩種蛋白組分的熱特性和凝膠特性。此外,球蛋白中的二硫鍵含量約是伴球蛋白的3倍,二硫鍵作為蛋白質分子中較為穩定的化學價鍵,因此球蛋白內部包含了大量的功能性基團,采用改性手段使其功能性基團可控地釋放出來,對調節其物化功能特性具有十分重要的作用(趙冠裏,2011)。

2.改性對巰基與二硫鍵含量與分布的影響

花生蛋白分子中的巰基與二硫鍵的含量和分布會因分子修飾改性而發生改變,這主要是由於蛋白分子在外加能量輸入的過程中,蛋白肽鏈伸展或斷裂會導致分子內部的巰基和二硫鍵重新排布,進而對蛋白的功能特性產生重要的影響。

(二)花生蛋白表麵疏水性

蛋白質的表麵疏水性(Surfabsp;hydrophobicity,Ho)可以表征其與外界極性水環境相連的蛋白質表麵疏水性基團的數量。表麵疏水性的高低決定了蛋白質分子間相互作用的能力,進而影響蛋白質的界麵或凝膠等功能特性。以ANS為熒光探針的熒光光譜,用於表征蛋白質疏水性基團的暴露情況。ANS是一種對極性敏感的熒光探針,相對於天然或完全變性的蛋白質分子,ANS熒光探針與部分變性的蛋白質分子的疏水性基團具有更強的相互作用力,產生增強的熒光發射光譜。以熒光強度與蛋白質濃度的初始斜率來定量表征天然花生蛋白和花生分離蛋白的表麵疏水性,蛋白與ANS結合的發射熒光光譜則可以定性地比較改性前後蛋白表麵疏水性的差異。

天然花生蛋白及其組分的表麵疏水性花生球蛋白與伴球蛋白表麵疏水性指數分別為147.6和213.7,花生伴球蛋白的表麵疏水性顯著高於花生球蛋白的表麵疏水性。

第三節 花生蛋白的功能特性及改性研究進展

花生蛋白的功能特性是指在加工、製取、儲藏和流通過程中影響食品品質的理化性質。其中包括持水性、持油性、溶解性、乳化性與乳化穩定性、起泡性與泡沫穩定性及凝膠性等,這些性質與蛋白質自身的理化特性密切相關,不僅與其氨基酸組成和序列、分子結構與形態、電荷分布、疏水程度等物理性質直接相關,還與其他食品組分,如水、離子、脂質等相關,而且其所處的環境情況,如溫度、pH值、離子強度等都會影響到蛋白質的功能特性。

一、花生蛋白的功能特性

(一)持水持油性

持水性是指蛋白產品結合水、吸附水的能力,是蛋白質水化作用的直接表現,而持油性是指蛋白產品保持脂質分子的能力。

它們在奶製品、肉製品以及焙烤食品等加工中起著非常重要的作用。張維農等研究了花生蛋白產品的持水持油性,結果表明花生分離蛋白的持水性高於濃縮蛋白,且吸水性均隨pH值的增加而增大;花生分離蛋白的持油性略高於濃縮蛋白,達到1.25gbrg(張維農等,2002)。董貝森認為花生蛋白在pH=4.5時持水性最小,為0.7gbrg,且隨著溫度的升高,持水性不斷下降(董貝森,1998)。吳海文等研究了不同的處理方法對花生蛋白的持水持油性的影響,結果顯示與脫脂蛋白粉相比,經乙醇浸提製備的花生濃縮蛋白的持水持油性最好,分別為2.6gbrg和3.1mLbrg(吳海文等,2009)。

(二)溶解性

蛋白質的溶解性是指蛋白質之間的相互作用或蛋白質與溶劑之間的相互作用。疏水相互作用及離子相互作用是影響溶解性的主要作用,它們能夠讓蛋白質的溶解度降低或增加(ErkanYal,ctal.,2007)。同時,蛋白質的溶解性又會影響增稠、起泡、乳化等功能性質,近而影響在食品加工中的應用。

王章存等研究了幾種方法提取的花生蛋白在不同pH值條件下的溶解性,結果表明溶解曲線均呈V字形,在等電點時溶解度最小,在pH為9.0時幾乎能全部溶解(王章存等,2009)。

(三)乳化性與乳化穩定性

乳化性是蛋白質的又一重要功能性質,是反映促進油、水型乳狀液形成能力的指標。乳化穩定性是指維持乳狀液穩定存在的能力。花生蛋白質是一種表麵活性劑,它能使水和油的界麵張力降低,使之易於乳化,還可以阻止非連續相的聚集,起到穩定乳狀液的作用。乳化性及乳化穩定性也會受到多種因素的影響,如蛋白質濃度、溫度、溶解性、pH值、離子強度等。段家玉研究了花生堿提蛋白和花生水解蛋白在不同pH值下和不同蛋白質濃度下的乳化性及乳化穩定性,結果顯示花生水解蛋白的乳化性與乳化穩定性比花生堿提蛋白均有較大提高(段家玉,2006)。曾衛國探討了不同蛋白濃度、溫度、pH值、離子強度對堿性提取的花生蛋白的乳化性及乳化穩定性的影響,其中NaCl濃度為0.4molbrL時乳化性達到最好(曾衛國,2005)。