亚基解离、分子修饰改善植物蛋白功能特性的作用机理研究

利用蛋白组成、结构与功能特性相关的原理，以致密球状结构的大豆蛋白和花生蛋白为原料，根据其蛋白质的氨基酸组成、二三四级结构特征等差异，深入研究蛋白质的亚基解离程度及分子的聚集状态对蛋白质分子修饰（酶解、接枝、控制性重组装）效果的影响，分析亚基解离后蛋白质结构特征与分子修饰效果之间的内在关系，阐明蛋白质亚基解离程度与分子修饰程度的内在规律，在此基础上探讨蛋白质的亚基解离规律和分子修饰的作用机理。进一步研究蛋白质亚基解离和分子修饰后其分子结构、侧链基团结构对蛋白质功能特性的影响，揭示蛋白质分子结构、分子柔顺性、侧链基团性质、空间位阻与功能特性的内在关系，建立蛋白质高效定向可控的分子改性方法。该研究可以为蛋白质的定向改性制备高品质功能性蛋白奠定理论基础，在蛋白质深加工领域具有重要的应用前景。

一方面我国人均优质蛋白质资源严重不足，另一方面我国有大量大豆粕、花生粕、小麦面筋蛋白等低值蛋白资源，这部分蛋白资源由于自身蛋白结构的特殊性及加工过程的变性导致其加工特性和营养价值均不好。本项目以致密球状结构的大豆蛋白、花生蛋白和小麦面筋蛋白为原料，根据其蛋白质的氨基酸组成、二三四级结构特征等差异，深入研究蛋白质的亚基解离程度及分子的聚集状态对蛋白质分子修饰（酶解、接枝、脱酰胺、控制性重组装）效果的影响，分析亚基解离后蛋白质结构特征与分子修饰效果之间的内在关系，阐明蛋白质亚基解离程度与分子修饰程度的内在规律，在此基础上探讨蛋白质的亚基解离规律和分子修饰的作用机理。进一步研究蛋白质亚基解离和分子修饰后其分子结构、侧链基团结构对蛋白质功能特性的影响，揭示蛋白质分子结构、分子柔顺性、侧链基团性质、空间位阻与功能特性的内在关系，建立蛋白质高效定向可控的分子改性方法。结果表明：（1）大豆蛋白微射流处理（120MPa，均质一次）导致SPI和7S富集组分分子中聚集体解离，而11S经微射流改性，产生更多的聚集体；酶解-均质复合处理显著改善了两类富集组分（11S富集组分和7S富集组分）的溶解性和乳化特性，尤其是酶解-均质复合改性的7S富集组分，所制备的乳状液粒度分布和静置乳析率接近于酪朊酸钠稳定的乳状液；酶解-均质复合改性可以提高其凝胶强度，并使起始凝胶时间提前。（2）选用实验室自制酶和Alcalase、Protamex及Papain三种商业蛋白酶水解花生粕，监测各酶水解花生粕产物中蛋白回收率、水解度、肽分子量分布，结果表明，自制酶可高效水解花生粕蛋白，蛋白回收率和水解度分别高达80.6%和43.4%，且小分子量肽段含量较高，其中有15.9%的肽分子量小于1 KDa，而三种商业蛋白酶水解花生粕产物的肽主要分布在3–6 KDa之间。（3）柠檬酸脱酰胺后小麦面筋蛋白在pH 7时溶解度显著升高，等电点在pH 5左右，柠檬酸（0.2 M）脱酰胺过程中蛋白水解度较低（< 2.40%）；脱酰胺使小麦面筋蛋白的胃蛋白酶消化率降低，但胰酶消化率升高，消化产物中赖氨酸及总必需氨基酸的含量升高；柠檬酸脱酰胺增加了蛋白的α-螺旋结构含量，柠檬酸脱酰胺醇溶蛋白的变性温度及变性焓升高，结构较为紧密；能够形成较稳定的乳浊液，加热乳浊液后粒径有所降低，加热后乳浊液中色氨酸荧光最大吸收波长红移，表明蛋白在界面上重排以