蛋白质或化合物的性质

多糖和蛋白质是食品中两种重要的组成成分，将植物蛋白与多糖结合起来，不仅能更好地发挥两者的优势，还能显示出新的功能特性，改善其自身存在的缺点。文章主要介绍了多糖—植物蛋白复合物的制备及影响因素、多糖—植物蛋白复合物的功能性质以及其应用研究。

本研究基于糖苷类黄酮的不同糖基数目和糖苷键类型,分别选取槲皮素(Qu)、槲皮苷(Que,单糖苷)、芦丁(Ru,双糖苷);木犀草素(Lu)、异荭草苷(Iso,碳糖苷)、木犀草苷(Cyn,氧糖苷)为研究对象,采用多光谱学、显微技术、计算机模拟等技术研究糖苷类黄酮与动物蛋白-β-乳球蛋白(β-LG)和植物蛋白-豌豆蛋白(PP)的相互作用,从蛋白结构变化和相互作用机制的角度探求糖苷类黄酮-蛋白质复合物理化性质变化的规律。主要研究结果如下:(1)研究结果表明两组糖苷类黄酮均能提升PP和β-LG的起泡性能和乳化性能,且效果为Qu>Ru>Que,Lu>Iso>Cyn。Qu、Que、Ru的加入提升了PP的起泡性,但不利于PP的泡沫稳定性,显微镜观察发现复合物形成的泡沫变得更细腻、均匀,但泡沫壁厚度降低,且较快聚合崩溃;Qu、Que、Ru的加入同时提升β-LG的起泡能力和泡沫稳定性;Lu、Iso、Cyn的添加能同时改善PP和β-LG的起泡性和泡沫稳定性。两组糖苷类黄酮均能降低PP和β-LG的油水界面张力,显著改善两种蛋白质的乳化性和乳化稳定性。此外,与蛋白质结合可以保护自然条件储存的糖苷类黄酮的抗氧化能力。研究结果可为蛋白-糖苷类黄酮功能性食品开发提供理论依据。(2)采用荧光光谱和分子对接技术研究了不同糖基数目糖苷类黄酮Qu、Que、Ru与PP、β-LG的相互作用。研究结果表明这三种黄酮与蛋白结合作用力大小、蛋白结构变化程度均为Qu>Ru>Que。Qu-PP、Que-PP、Ru-PP、Qu-β-LG的主要相互作用力为氢键作用,Que-β-LG、Ru-β-LG的主要相互作用为疏水相互作用。Qu与蛋白结合能力最强,含双糖苷的Ru相较于含单糖苷的Que具有更多羟基,展现出更强的蛋白结合能力。Qu、Que、Ru与蛋白结合后,会使蛋白的最大荧光发射波长发生蓝移,蛋白的三级结构发生改变。圆二色谱结果表明蛋白二级结构由规则、紧密排列的α-螺旋转变为无序、松散的无规则卷曲结构。ANS荧光结果表明复合物表面疏水性下降。糖苷类黄酮与蛋白的相互作用是蛋白功能性质如起泡性能和乳化性能提升的关键原因。研究结果可为糖苷类黄酮改性蛋白提供理论依据。(3)荧光光谱和分子对接结果表明,不同糖苷键类型的糖苷类黄酮(Lu、Iso、Cyn)与蛋白结合力大小、蛋白结构变化程度均为Lu>Iso>Cyn。其中,IsoPP、Cyn-PP、Lu-β-LG、Iso-β-LG、Cyn-β-LG的主要相互作用力为氢键作用,LuPP的主要相互作用力为疏水相互作用。Lu共平面性最好,与蛋白结合的能力最强,碳糖苷黄酮Iso相较于氧糖苷黄酮Cyn保留了活性羟基,能更好地与大分子蛋白结合。荧光光谱结合圆二色谱结果表明,蛋白质的三级结构、二级结构发生变化。分子模拟结果表明部分蛋白质表面疏水性氨基酸参与了蛋白质-糖苷类黄酮的相互作用,ANS荧光结果表明,三种糖苷类黄酮的加入使蛋白的表面疏水性降低。这些结构变化有助于蛋白质功能性质的提升。

酚类物质广泛存在于植物体内,对植物蛋白的性质及结构有着不容忽视的影响。在传统的蛋白质提取过程中,高活性的酚类化合物可以在碱性条件下与蛋白质的巯基（-SH）和氨基（-NH2）共价结合,改变蛋白质的结构,从而影响蛋白质的性质。目前对松仁蛋白的研究主要集中在蛋白的结构、性质和生物活性等方面,缺乏松仁中多酚对松仁蛋白影响的相关研究。本研究以松仁粕（pine kernel meal,PKM）和脱酚松仁粕（dephenolized pine kernel meal,DPKM）为研究对象,分别提取其中分离蛋白（protein isolates,PI）、球蛋白（globulin,Glo）、清蛋白（albumin,Alb）和谷蛋白（gluten,Glu）,研究松仁中多酚对松仁各组分蛋白结构、理化性质、功能特性的影响以及初探凝胶机理形成,为红松松仁蛋白质的深加工利用和产品开发提供参考。具体研究结果如下:（1）脱多酚对松仁各组分蛋白理化性质的影响。对脱酚前后各组分蛋白中蛋白质含量、蛋白纯度、不同结合方式酚含量、巯基、二硫键、自由氨基、疏水性、热变性温度、分子量、浊度等指标进行测定。与PKM相比,DPKM亮度降低并偏向褐色、蛋白质含量和纯度显著增高（P<0.05）,游离酚和结合酚的含量显著降低。DPKM各组分蛋白的总巯基以及游离巯基明显升高,二硫键含量降低（P<0.05）;PKM和DPKM中PI的总巯基含量最高,分别为162.88μmol/g和163.07μmol/g。DPKM的各组分蛋白的表面疏水性显著降低;其中PKM和DPKM疏水性最大的蛋白质都为Alb,分别是970.20、655.40,疏水性最弱的都为Glo,分别是295.03、147.60。PKM中的PI、Glo、Alb、Glu变性温度分别为84℃、82℃、95℃、82℃,DPKM中的PI、Glo、Alb、Glu变性温度分别为97℃、81℃、91℃、86℃,脱酚后蛋白质的变性温度发生改变。DPKM的自由氨基含量均呈现出升高的趋势（P<0.05）,PKM和DPKM自由氨基含量最大的蛋白质都为Alb,分别192μmol/g和196μmol/g。脱酚处理后得到的各组分蛋白溶液浑浊度降低,且PKM和DPKM各组分蛋白的浑浊度都为PI>Glo>Alb>Glu。（2）脱多酚对松仁各组分蛋白结构的影响。对脱酚前后各组分蛋白质的氨基酸组成、FTIR、CD、荧光光谱、紫外光谱、扫描电镜进行比较。氨基酸分析共检测到16种氨基酸,6种为必需氨基酸,其中,氨基酸总量PI>Glu>Alb>Glo,DPKM各组分蛋白中各氨基酸含量、必需氨基酸和总氨基酸的含量显著高于PKM（P<0.05）。通过FTIR可知,相比于PKM,DPKM的各组分蛋白分别发生一定的红移,大约50%的二级结构被β-折叠所占据,其次是α-螺旋和β-转角结构。由CD光谱进一步发现,PKM和DPKM各组分蛋白的CD光谱在200～210 nm左右呈单负峰,DPKM各组分蛋白的强度显著降低,表明蛋白质的二级结构发生了明显变化。DPKM的蛋白质样品的荧光强度上升,蛋白质的三级结构展开。PKM各组分蛋白表面呈现出片状结构,表面更光滑,有锋利的边缘,表面有小孔;DPKM各组分的蛋白质呈现出块状结构,表面粗糙,可以观察到更多的孔洞和驼峰。（3）脱多酚对松仁各组分蛋白功能特性的影响。分析脱酚前后各组分蛋白溶解性、乳化性及乳化稳定性、起泡性及起泡稳定性、凝胶性、持水性、持油性的变化。PKM和DPKM各组分蛋白的溶解性都呈现出先下降后上升的趋势,在相同p H下,DPKM各组分蛋白质的溶解性显著上升,但乳化性显著低于PKM（P<0.05）,其中PKM和DPKM的乳化性能Glu>Alb>PI>Glo,Glu的乳化性最强,分别为146.97 m2/g和123.94m2/g。DPKM的乳化稳定性普遍增加,其中Glu的乳化稳定性最强分别为107.39 min和142.91 min。DPKM各组分蛋白质的起泡性和起泡稳定性都比PKM高,其中PKM和DPKM的起泡性都是Glu>PI>Alb>Glo。三种蛋白（PI、Alb、Glu）所形成凝胶的G’值均高于G”,其主要表现为弹性行为;与PKM各组分蛋白的凝胶相比,DPKM的G’值更高。PKM和DPKM各组分蛋白凝胶的表观粘度值均随着剪切速率的增加而降低,从0～20 s-1,随着剪切速率的增加,凝胶样品的表观粘度迅速下降,之后趋于平缓,DPKM中PI和Glu所制备的凝胶表观粘度明显更高。DPKM中PI、Glo和Glu的持水性显著低于PKM（P<0.05）。（4）脱多酚前后松仁蛋白凝胶机理探究。对脱酚前后各组分蛋白凝胶的巯基、二硫键、持水性、分子间相互作用力、FTIR和扫描电镜进行分析。DPKM各组分蛋白制备的凝胶的总巯基、游离巯基含量显著高于PKM,PKM和DPKM中PI的总巯基含量最高,分别为194.94μmol/g、197.39μmol/g。脱酚后的各组分蛋白的凝胶持水性显著降低（P<0.05）且PKM和DPKM各组分蛋白凝胶的溶解度在不同溶剂中的分布有显著差异,主要以离子键和氢键为主,占到60%左右。与PKM相比,DPKM各组分蛋白凝胶的吸收峰的强度显著降低,主要都以β-折叠为主,α-螺旋、无规则卷曲的含量显著降低,β-折叠、β-转角的含量显著上升。通过扫描电镜发现PKM各组分蛋白的凝胶结构更加完整,孔隙减少,蛋白质的聚集程度和凝胶颗粒的尺寸增大。