酶改性大豆蛋白巯基含量及其功能性研究

张伊敏 张娜

摘 要 本文利用Alcalase水解大豆蛋白制备大豆多肽，通过试验测定了大豆蛋白及其产物大豆多肽的巯基含量和功能特性的差异。结果表明：大豆蛋白的总巯基显著高于大豆蛋白20μmol/g左右，同时大豆蛋白的游离巯基的含量也显著高于大豆多肽，约为12μmol/g；大豆蛋白的持水性显著高于大豆多肽，并且大豆蛋白的持水性是大豆多肽的40倍左右，同时两者持油性也具有显著差别，大豆蛋白的持油性是大豆多肽的1.63倍左右；大豆多肽的溶解性显著高于大豆蛋白的6%左右；大豆蛋白的起泡性显著低于大豆多肽，但是其起泡稳定性高于大豆多肽；大豆多肽和大豆蛋白的乳化性与乳化稳定性变化不显著。

关键词 大豆蛋白；大豆多肽；巯基；功能性

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆蛋白；Alcalase酶；十二烷基硫酸钠；大豆油

1.2 仪器与设备

电子天平（上海越平仪器有限公司）； pH计（上海精密科学仪器有限公司）；离心分离机（北京京立离心机有限公司）；磁力搅拌器（上海精密科学仪器有限公司）；紫外分光光度计（上海元析仪器有限公司）；数显恒温水浴锅（天津市欧诺仪器仪表有限公司）；实验型喷雾干燥机（上海比朗有限公司）

1.3 方法

（1）大豆多肽的制备

根据雷鸣[3]等人研究Alcalase水解大豆蛋白制备大豆多肽的方法稍作修改。取7%大豆蛋白溶于水，在90℃水浴10min，冷却，调pH值为7，加酶比底物为4%，放到水浴锅中60℃4h并维持pH值，离心（4000r）10min，取上清液，喷雾干燥。

（2）功能特性测定方法

①巯基测定 参考Ellman的方法[4]。

②热稳定性测定 参考杨继涛[5]等人的方法。

③持油与持水性测定 参考邓芝串[6]等人的方法。

④起泡性与起泡稳定性测定 参考Bera等人的方法。

2 结果与分析

2.1 巯基含量结果分析

通过实验发现游离巯基含量和总巯基含量都是大豆蛋白显著高于大豆多肽（P<0.05），其数值差分别为20mol、12mol左右.巯基含量的增减是由于大豆蛋白分子的肽链断裂，比较紧密的结构松散开来或瓦解，使原来分子内部的巯基暴露出来从而导致其含量的增减，由于大豆多肽本身肽链较大豆蛋白而言肽链较短，结构松散，从而巯基含量下降。Xiao Zhong H U发现干燥后的大豆多肽的巯基含量比大豆蛋白由明显下降。

2.2 热稳定性结果分析

热稳定性是大豆蛋白显著高于大豆多肽。热稳定性高有利于其在高温状态下的保存与运输，有利于延长食品在炎热季节下的储存期。蛋白质的热稳定性是由于蛋白质分子间的静电斥力的影响，蛋白质分子不易结合而沉淀，从而上清液中的蛋白质分子越多，其吸光度值也越大。上清液吸光度值越大，说明溶解的蛋白质越多，沉淀的蛋白量越少，热稳定性越高[5]。因此从结果可以看出，大豆蛋白的静电斥力比大豆多肽更强，稳定性更好。卢晶等人发现相对于酪蛋白，肽的热稳定性稍有下降。

2.3 持水性与持油性结果分析

蛋白质的水化是通过蛋白质的肽键和氨基酸侧链与水分子间的相互作用而实现的[6]。虽然郭丽发现，与大豆β-伴球蛋白相比，该大豆多肽具有较高的持水性和持油性，可能是大豆β-伴球蛋白肽经过酶解后暴露出很多亲水基团，从而增加了其持水性。但是时冬梅发现水解制成的大豆多肽的持水性也稍低于大豆蛋白，与本研究结果相似。

由试验结果可知大豆蛋白（387.21%）显著比大豆多肽（237.33.%）的持油性要高（P<0.05），其数据比大豆多肽高150%左右，蛋白质的持油性是由蛋白质内部的疏水基团所决定的，特别是巯基含量，大豆蛋白暴露的巯基多于大豆多肽，从而大豆蛋白可以快速与油互溶中并呈现半透明状并不能完全融合，而大豆多肽的则难以与油互溶。并且肽的颗粒小于大豆蛋白，从而对油的吸附能力小。刘睿等人通过水解7s球蛋白时发现水解度越大，水解产物的吸油性越低[1]。其原因可能是在水解度低的情况下可能只是肽链伸展开来，但并未切断。当肽链切断成小分子时，其吸油性降低。

2.4 起泡性与起泡稳定性结果分析

由試验结果可知大豆多肽的起泡性显著高于大豆蛋白（P<0.05），肽的起泡性大约是蛋白的4倍。起泡性受表面张力的影响，在剧烈搅拌时形成泡沫，蛋白质水解后，水解物黏度降低，低表面张力对泡沫的形成比较有利。然而，大豆蛋白的起泡稳定性则显著高于大豆多肽（P<0.05），约为大豆多肽的5倍左右。这是由于决定泡沫稳定性的关键因素在于液膜的强度，液膜黏度大可以增加膜强度。大豆蛋白黏度高，酶水解使大豆蛋白的肽链展开，巯基充分暴露出来，导致疏水性增强，表面张力减弱，形成坚韧的液膜，因而增强了大豆肽溶液的发泡力并，且黄群等在研究S-卵白蛋白分子时发现维持蛋白质空间结构的非共价键相互作用力被打断，蛋白分子以得一定程度地伸展、柔顺性增加，此外疏水基团的外露使空气-水界面的表面张力有所下降，蛋白质能更好地扩散到空气-水界面，从而使起泡能力提高。但由于肽的肽链短，黏度低，导致液膜脆，无法包裹气泡，因而泡沫稳定性差，故泡沫稳定性显著高于大豆多肽。同时在Songchai WiriyaumPaiwong等利用菠萝蛋白酶对大豆分离蛋白改性的研究中也发现，将水解物与天然态相比，肽的起泡性明显改善，然而起泡稳定性略有下降[2]。

3 结论与讨论

大豆蛋白的热稳定性高于大豆多肽，根据吸光度值的大小判定溶液的热稳定性上清液吸光度值越大，说明溶解的蛋白质越多，沉淀的蛋白量越少，热稳定性越高。而吸光值大豆蛋白比大豆多肽高0.03左右；大豆蛋白的持水性高于大豆多肽是其数值的40倍左右，其持油性也高于大豆多肽，约为1.63倍左右；大豆蛋白的起泡性低于大豆多肽使其数值的0.25倍，但是大豆蛋白起泡稳定性高于大豆多肽，是大豆多肽的5倍左右；大豆蛋白的乳化性与乳化稳定性和大豆多肽相差不大，并且经分析可这两者的乳化稳定性具有相似性。从而与大豆蛋白相比，大豆多肽的起泡性更优；同时我们可以知道大豆多肽的乳化性与乳化稳定性较好，在烤制食品、冷冻食品以及汤类食品的制作中，加入大豆多肽作乳化剂使制品状态稳定。

参考文献

[1] 倪倩， 何东平. 大豆多肽的制备及其应用研究[J]. 粮食与食品工业， 2008， 15（2）：15-19.

[2] 阮奇珺. 大豆蛋白热诱导二硫键连接物的形成及巯基变化亚基水平研究[D]. 江南大学， 2015.

[3] 雷鸣， 李志忠. 大豆多肽制备中蛋白酶的选择[J]. 甘肃农业大学学报， 2006， 41（5）：122-126.

[4] Zhao J， Xiong Y L， Mcnear D H. Changes in structural characteristics of antioxidative soy protein hydrolysates resulting from scavenging of hydroxyl radicals.[J]. Journal of Food Science， 2013， 78（2）：C152-C159.

[5] 杨继涛， 杨敏， 张媛，等. 酰化和酶法修饰后牦牛乳酪蛋白热稳定性变化[J]. 食品工业科技， 2015，（9）：129-131.

[6] 邓芝串， 张超， 张晖，等. 黑籽瓜种子蛋白质的功能特性[J]. 食品工业科技， 2014，（10）：115-119.