一種糖基化改性提高卵白蛋白起泡性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于卵白蛋白起泡技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種糖基化改性提高卵白蛋白起泡 性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雞蛋作為一個(gè)完整的生命體，含有生命生長發(fā)育所必須的元素，它由一些特殊的 生理活性物質(zhì)組成，其生理功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)在的研宄成果。雞蛋中含有豐富的蛋白質(zhì)作為 一種食品材料，被廣泛添加到各種食品中。它不僅具有提高營養(yǎng)價(jià)值的功能，并且具有改善 各種食品品質(zhì)和功效的特性。卵白蛋白具有很強(qiáng)的乳化性與起泡性，這方面的功能特性可 廣泛的應(yīng)用于食品行業(yè)。尤其是卵白蛋白的起泡性，在蛋糕、冰淇淋類食品中的應(yīng)用相當(dāng)普 遍 [1氣
[0003] 通常食品泡沫是由連續(xù)液相和分散氣相所構(gòu)成。而蛋白質(zhì)可否成為起泡劑主要靠 其迀移至界面的速率和其形成穩(wěn)定膜的能力。經(jīng)糖基化改性 [4_8]后，使卵白蛋白某些性質(zhì) 發(fā)生改變從而使卵白蛋白的起泡性增強(qiáng)。
[0004] 影響卵白蛋白起泡性的因素有很多，如蛋白質(zhì)濃度、pH值、溫度、離子強(qiáng)度、糖類、 脂類等[9]，蛋雞的年齡和產(chǎn)蛋季節(jié)也對(duì)卵白蛋白的起泡性有一定的影響。目前通過研宄發(fā) 現(xiàn)對(duì)卵白蛋白進(jìn)行適度改性可以提高卵白蛋白的起泡性能，其改性的方法包括物理法、化 學(xué)法、酶法和基因工程方法等 [1°_13]。蛋白質(zhì)的化學(xué)改性是通過對(duì)蛋白質(zhì)中側(cè)鏈基團(tuán)羥基 (-0H)、羧基（-C00H)、氨基（_NH2)等進(jìn)行改性或加入其它的基團(tuán)，從而改善其起泡性和穩(wěn)定 性。食品蛋白質(zhì)的化學(xué)改性方法分為：酰化、磷酸化、糖基化、氨基酸共價(jià)連接和氧化等方 法?；瘜W(xué)改性的優(yōu)點(diǎn)有：設(shè)備要求和成本低、反應(yīng)時(shí)間短、改性效果好等優(yōu)點(diǎn)。所以蛋白質(zhì) 改性的主流方法是化學(xué)改性。酶法改性分有：水解改性和非水解改性。蛋白質(zhì)通過蛋白酶 催化水解生成蛋白肽，蛋白肽易溶解且具有多種生物學(xué)活性。蛋白質(zhì)的酶法改性對(duì)蛋白質(zhì) 的營養(yǎng)性不影響，也不產(chǎn)生毒性等優(yōu)點(diǎn) [18]。
[0005] 卵白蛋白為磷酸糖蛋白，有高度二級(jí)結(jié)構(gòu)的球型結(jié)構(gòu)，相對(duì)分子質(zhì)量為43. OkDa， 等電點(diǎn)為4. 5, 50%以上為疏水氨基酸殘基，含3. 5%糖基及埋藏于疏水中心內(nèi)部的1個(gè)二硫 鍵、4個(gè)自由巰基，巰基均包埋在蛋白質(zhì)的疏水核心部分。卵白蛋白相對(duì)有序度較高，結(jié)構(gòu)較 為致密，自然卵白蛋白在儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì)轉(zhuǎn)化為熱穩(wěn)定性的S-卵白蛋白構(gòu)型。卵白蛋白的結(jié) 構(gòu)獨(dú)特性決定其分子改性以改善其功能特性時(shí)，呈現(xiàn)出與其他常用食品蛋白不同的機(jī)理與 條件。隨著蛋品深加工、綜合利用的研宄深入，雞蛋生物活性成分的多級(jí)聯(lián)產(chǎn)提純技術(shù)日趨 發(fā)展與完善，卵白蛋白作為雞蛋清中含量最大的蛋白組分，是各種方法提純其它功能活性 成分時(shí)必須首先分離的對(duì)象，采用生物、物理或化學(xué)方法改善卵白蛋白的功能特性，對(duì)促進(jìn) 其尚效綜合利用具有重要意義。
[0006] 本發(fā)明主要是采用濕法糖基化改性改善卵白蛋白起泡性的方法，研宄單糖類起泡 劑的使用對(duì)卵白蛋白起泡性的影響，同時(shí)尋找一種合適的卵白蛋白起泡劑的替代品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種糖基化改性提高卵白蛋白起泡性的方法，能有效預(yù)測 實(shí)際糖基化產(chǎn)物起泡性，具有一定應(yīng)用價(jià)值。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種糖基化改性提高卵白蛋白起泡性的方法：將1. 〇g卵白蛋白與適量葡萄糖混合均 勻，其中葡萄糖的體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 5%，溶于100mL蒸餾水中，攪拌，調(diào)節(jié)pH值=7. 4,得蛋 白濃度10mg/mL的混合溶液；60°C水浴加熱30min后，取出迅速冷卻，得到改性后卵白蛋白。
[0009] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明能有效預(yù)測實(shí)際糖基化產(chǎn)物起泡性，具有一定應(yīng) 用價(jià)值。
【附圖說明】
[0010] 圖1是葡萄糖添加量對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響 圖2是pH值對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響 圖3是反應(yīng)溫度對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響 圖4是反應(yīng)時(shí)間對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響 圖5是各兩因素交互作用的響應(yīng)面及等高線圖，a.反應(yīng)溫度與pH值，b.葡萄糖量與反 映溫度。
[0011] 圖6是卵白蛋白改性前后泡沫顯微圖像A.改性前，B.改性后。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 1材料與方法 1. 1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑 1. 1. 1實(shí)驗(yàn)儀器 FA2004電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；HJ-3數(shù)顯恒溫磁力攪拌器，常州 澳華儀器有限公司；PHS-4A實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，上海向陽科學(xué)儀器廠；LXJ-IIB離心機(jī)，上海安亭 科學(xué)儀器廠；HH-S2恒溫水浴鍋，金壇市成輝儀器廠；FD5- series真空冷凍干燥機(jī)，上海海 信科學(xué)儀器廠；FJ200-SH型數(shù)顯高速分散均質(zhì)機(jī)，上海標(biāo)本模型制造廠。
[0013] 1.1. 2實(shí)驗(yàn)試劑 新鮮雞蛋：超市購買；硫酸銨、氫氧化鈉、葡萄糖、鹽酸等均為分析純。
[0014] 1.2實(shí)驗(yàn)方法 1. 2. 1卵白蛋白提取 選擇新鮮的雞蛋，將蛋白與蛋黃分離，蛋白與去離子水按重量比為1:1稀釋，在25°C 下磁力攪拌l〇min，用紗布過濾，然后邊磁力攪拌，邊緩慢加入PEG8000,用量為混合液的 15wt. % ;攪拌1-2h，混合液在5000r/min的條件下離心20min，取上清液邊磁力攪拌，邊用 lmol/L HC1調(diào)pH值至4. 5,靜置30min后產(chǎn)生沉淀，收集沉淀即為卵白蛋白純品，冷凍干燥 后冷減備用。
[0015] 1. 2. 2卵白蛋白糖基化改性 分別稱量1. 〇g卵白蛋白和一定量葡萄糖，混合均勻后，溶于50mL蒸餾水中攪拌，調(diào)節(jié) pH值到某一確定值后，定容到100mL容量瓶中，得到蛋白濃度10mg/mL的混合溶液，混合溶 液轉(zhuǎn)移到燒杯中，將燒杯置于60°C水浴鍋中加熱30min后，取出迅速冷卻，得到改性后卵白 蛋白待測液[16]。
[0016] 1. 2. 3起泡性及穩(wěn)定性測定 試驗(yàn)組：取改性后待測液，在室溫下于高速組織搗碎機(jī)中均質(zhì)2min(7000r/min)，然 后快速移至250mL量筒，記下均質(zhì)停止時(shí)泡沫體積％，起泡性根據(jù)均質(zhì)停止時(shí)泡沫體積與 100mL的百分比來計(jì)算。
[0017]起泡性/%=VQ/100X100 均質(zhì)停止20min后，記下此時(shí)泡沫體積Vi，泡沫穩(wěn)定性根據(jù)20min時(shí)泡沫占均質(zhì)停止時(shí) 泡沫的體積分?jǐn)?shù)來計(jì)算[17]。
[0018]泡沫穩(wěn)定性ApVi/V。X100 空白對(duì)照組：取1. 〇g卵白蛋白溶解于l〇〇mL蒸餾水中制得待測液，將該待測液按試驗(yàn) 組處理方法進(jìn)行處理計(jì)算即可。
[0019] 2結(jié)果與分析 2. 1單因素試驗(yàn) 2. 1. 1葡萄糖添加量對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響 在溫度60°C、pH值8. 0、反應(yīng)時(shí)間30min的條件下，分別將1. 0%、2. 0%、3. 0%、4. 0%、5. 0% 葡萄糖(混合溶液體積的質(zhì)量百分?jǐn)?shù))與1. 〇g卵白蛋白混合進(jìn)行反應(yīng)，考察葡萄糖添加量對(duì) 卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響，確定葡萄糖量的取值范圍。結(jié)果如圖1所示。
[0020] 由圖1可知，隨著葡萄糖量的增加，卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性也隨之提高，當(dāng)葡萄 糖量達(dá)到3. 0%時(shí)，卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性達(dá)到最佳，繼續(xù)增加葡萄糖的量，卵白蛋白起 泡性和穩(wěn)定性隨葡萄糖量的增加而下降。因而確定葡萄糖量為3. 0%時(shí)，卵白蛋白改性效果 最好。
[0021] 2. 1. 2反應(yīng)pH值對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響 在溫度60°C、葡萄糖量3. 0%、反應(yīng)時(shí)間30min的條件下，分別調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值5. 0、 6. 0、7. 0、8. 0、9. 0進(jìn)行反應(yīng)，考察反應(yīng)pH值對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響，從而確定 pH值取值范圍。結(jié)果如圖2所示。
[0022] 由圖2可知，隨著pH值升高，卵白蛋白的起泡性和穩(wěn)定性隨之增加，當(dāng)pH值達(dá)到 8. 0左右；卵白蛋白起泡性和的穩(wěn)定性達(dá)到最高值。繼續(xù)升高pH值，卵白蛋白起泡性和穩(wěn) 定性逐漸下降。因而確定pH值8.0左右，卵白蛋白改性效果最佳。原因可能是pH值小于 8. 0時(shí)為酸性，會(huì)抑制糖基化的發(fā)生。pH值大于8. 0時(shí)為堿性堿性過強(qiáng)會(huì)破壞蛋白質(zhì)的一 級(jí)結(jié)構(gòu)[19]。
[0023] 2. 1. 3反應(yīng)溫度對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響 在pH值8. 0、葡萄糖量3. 0%、反應(yīng)時(shí)間30min的條件下，分別調(diào)節(jié)溫度30 °C、40 °C、 50 °C、60 °C、70 °C進(jìn)行反應(yīng)，探宄反應(yīng)溫度對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響，以此確定溫 度的取值范圍。結(jié)果如圖3所示。
[0024] 由圖3可知，隨著溫度的升高卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性也隨之上升，當(dāng)溫度達(dá)到 60°C時(shí)，卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性都達(dá)到最高值，繼續(xù)升高反應(yīng)溫度，卵白蛋白起泡性和穩(wěn) 定性逐漸降低。從而確定反應(yīng)溫度60°C時(shí)，卵白蛋白改性效果最佳。原因可能是適當(dāng)?shù)纳?高溫度有助于糖基化的發(fā)生，當(dāng)溫度過高時(shí)過高的溫會(huì)破蛋白質(zhì)的活性。從而降低蛋白質(zhì) 性能。
[0025] 2. 1. 4反應(yīng)時(shí)間對(duì)卵白蛋白起泡性和穩(wěn)定性的影響 在pH值8. 0、葡萄糖量3. 0%、溫度60 °C的條下，分別設(shè)置反應(yīng)時(shí)間lOmin、20min、 30min、40min、50