物理预处理对小麦蛋白糖基化改性的影响

发布时间：2019-04-13 11:43

【摘要】：小麦面筋蛋白是小麦淀粉生产过程中的重要副产物,是一种氨基酸含量丰富、营养价值高的优质植物蛋白。但是小麦面筋蛋白在水中的溶解性差,限制了其在食品工业中的应用。蛋白质糖基化是一种化学改性方式,具有反应条件简单,反应成本低,安全性高等优势。本论文以小麦面筋蛋白和葡萄糖为原料,利用超声波、微波、超高压等手段促进小麦面筋蛋白糖基化反应,对其反应的工艺条件、机理、糖基化产物的结构和功能特性等方面进行了研究,为小麦面筋蛋白的高值利用提供理论依据。首先,研究了小麦面筋蛋白湿热糖基化反应的工艺条件。以接枝度为评价指标,利用单因素试验和响应面分析,研究反应温度、反应时间、体系pH值、蛋白与糖的添加比例等对糖基化反应的影响,并优化反应条件。结果表明,反应温度为80℃、反应时间为60 min、反应体系pH为10、小麦面筋蛋白和葡萄糖的添加比例为1:1,在此条件下,小麦面筋蛋白糖基化接枝度达15.47%。超声波可以促进小麦面筋蛋白-葡萄糖糖基化反应进程。研究表明:接枝度和中间产物(A294)含量随着超声时间(40 kHz,300 W)的延长先增大后减小,且均在超声时间为40 min时取得最大值,为29.83%和0.328,褐变程度随着超声时间的延长而不断增加。通过对超声波-糖基化复合改性小麦面筋蛋白功能特性的研究发现:产物在不同pH条件下的溶解度较对照组显著提高,在超声时间为40 min时,溶解性最好,糖基化改性后的小麦面筋蛋白的等电点向酸性方向发生了偏移;乳化活性和乳化稳定性也达到最大,分别为56.82 m2g-1和36.27 min。小麦面筋蛋白糖基化产物的抗氧化性随着超声处理时间的延长而不断增加。超声波-糖基化复合改性小麦面筋蛋白后,其结构发生显著变化,超声波可以提高小麦面筋蛋白的表面疏水性,改变了小麦面筋蛋白的空间结构,促进糖基化反应的发生;通过红外光谱可知,α-螺旋含量减少,β-折叠含量增多,且小麦面筋蛋白以共价键的结合形式引入了糖分子;SDS-PAGE电泳显示,小麦面筋蛋白经过超声波-糖基化改性后生成了大分子物质,且PAS染色显示出红色糖基谱带,证明小麦面筋蛋白与葡萄糖发生了共价交联反应。微波可以显著促进小麦面筋蛋白-葡萄糖糖基化反应。研究表明:随着微波功率从0 W增大到700 W,接枝度和中间产物含量(A294)呈现先增大后减小的趋势,在微波功率为350 W时取得最大值,为23.75%和0.702,褐变程度随着微波功率的增大而不断增大。通过对微波-糖基化复合改性小麦面筋蛋白功能特性的研究发现:产物在不同pH条件下的溶解度较对照组显著提高,在微波功率为350 W时,溶解性最佳,糖基化改性后的小麦面筋蛋白的等电点发生了酸移;乳化活性和乳化稳定性在微波功率为350 W时也达到最大,分别为41.65 m2g-1和11.99 min;产物的抗氧化性随着微波功率的增加而不断增加。通过分析结构变化发现:适当的微波处理削弱小麦面筋蛋白分子间或分子内的非共价作用,破坏二硫键,使得小麦面筋蛋白的结构变得松散,提高小麦面筋蛋白表面疏水性,促进了糖基化反应的发生;SDS-PAGE电泳显示小麦面筋蛋白经过微波-糖基化改性后生成了大分子物质,经过PAS染色后出现红色糖基谱带,在350 W时谱带颜色最深,证明有糖蛋白的生成。超高压能够提高小麦面筋蛋白糖基化反应的程度。研究表明:接枝度和中间产物含量(A294)随着压力的增大而呈现先增大后减小的趋势,且均在压力为300 MPa时取得最大值,为27.44%和0.313,褐变程度随着压力的增大而不断增大。通过对产物功能特性的研究发现:产物在不同pH条件下的溶解度较对照组显著提高,在压力为300 MPa时,溶解性最好,糖基化改性后小麦面筋蛋白的等电点发生了酸移;乳化活性和乳化稳定性在压力为300 MPa时达到最大,较未处理的小麦面筋蛋白的乳化活性和乳化稳定性分别提高4倍和3倍左右;产物的还原力和清除DPPH自由基能力呈现不断增大的趋势。通过分析结构发现:适当的超高压处理可以破坏蛋白质分子间的非共价键作用,使小麦面筋蛋白分子结构伸展,内部的疏水基团暴露,疏水性增强。SDS-PAGE电泳显示小麦面筋蛋白经过超高压-糖基化改性后生成了大分子物质,经过PAS染色后有红色糖基谱带出现,在超高压压力为300 MPa时条带颜色最深,说明小麦面筋蛋白与葡萄糖发生了共价交联反应,生成了糖蛋白。
[Abstract]:The wheat gluten protein is an important by-product in the process of wheat starch production, and is a high-quality vegetable protein with rich amino acid content and high nutritive value. But the solubility of the wheat gluten protein in water is poor, and the application of the wheat gluten protein in the food industry is limited. Glycosylation is a chemical modification method, which has the advantages of simple reaction condition, low reaction cost, high safety and the like. In this paper, wheat gluten protein and glucose are used as raw materials, and the glycosylation reaction of wheat gluten protein is promoted by means of ultrasonic wave, microwave, ultra-high pressure and the like, and the reaction conditions, mechanism, structure and functional characteristics of the glycosylation product are studied. And provides a theoretical basis for high-value utilization of the wheat gluten protein. First, the process conditions of wet-heat glycosylation of wheat gluten protein were studied. The effects of reaction temperature, reaction time, pH value of the system, the ratio of protein to sugar, and the like on the glycosylation reaction were studied with the degree of grafting as the evaluation index, and the reaction conditions were optimized. The results showed that the reaction temperature was 80 鈩，

本文编号：2457521