【摘 要】
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菠萝蜜种子是菠萝蜜食用后或加工过程中的主要副产物,具有丰富的营养价值,是淀粉和蛋白质的来源之一,直接丢弃不仅污染环境,而且浪费资源。研究表明菠萝蜜种子蛋白是一种优质蛋白质,但由于其溶解性较差,限制了在食品工业中的应用。本文主要对菠萝蜜种子蛋白进行糖基化改性,提高其溶解性,获得高溶解性菠萝蜜种子蛋白产品,并对其结构和功能性质进行分析,从而制备功能性质良好的蛋白产物,拓宽其在食品工业中的应用,为菠萝蜜
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菠萝蜜种子是菠萝蜜食用后或加工过程中的主要副产物,具有丰富的营养价值,是淀粉和蛋白质的来源之一,直接丢弃不仅污染环境,而且浪费资源。研究表明菠萝蜜种子蛋白是一种优质蛋白质,但由于其溶解性较差,限制了在食品工业中的应用。本文主要对菠萝蜜种子蛋白进行糖基化改性,提高其溶解性,获得高溶解性菠萝蜜种子蛋白产品,并对其结构和功能性质进行分析,从而制备功能性质良好的蛋白产物,拓宽其在食品工业中的应用,为菠萝蜜种子蛋白的进一步加工和开发提供理论指导。研究结果如下:1、对菠萝蜜种子蛋白进行糖基化改性,以溶解性为指标,采用单因素和正交试验优化了高溶解性菠萝蜜种子糖基化改性蛋白的制备工艺。最优条件为:糖基供体为半乳糖,蛋白浓度1%(w/v),反应温度90℃,pH 10,反应时间1小时,蛋白和糖的质量比1:2,测得其溶解性为68.72%,约为原始蛋白的2倍。2、研究了改性前后的菠萝蜜种子蛋白的结构性质,来探究糖基化提升菠萝蜜种子蛋白溶解性的原因。结果表明:蛋白与半乳糖是以共价键结合。氨基酸分析显示,赖氨酸主要参与糖基化反应,导致含量减少。疏水性氨基酸的减少增大了蛋白质在溶液中的溶解,提高了溶解性。圆二和内源荧光结果表明,蛋白在发生糖基化以后结构发生了变化,蛋白分子的结构展开,聚集体发生解聚,亲水能力增强,溶解性提升。表面疏水性分析表明,蛋白内部疏水基团暴露,疏水作用增强,接入糖后形成松散的网络结构,易于溶解。粒径表明,热处理会导致蛋白质粒径分布变宽,聚集形成大分子颗粒,形成可溶性聚集,而糖基化会在蛋白质热处理中降低蛋白质分子的聚集,使D4,3值减小。扫描电镜结果表明,未处理的原始蛋白呈大片状结构和团聚,导致溶解性不高,接入糖分子后表面结构较为松散,质地疏松,部分呈规则的多孔状结构。综上,糖基化改变了蛋白质的结构,使蛋白在溶液中易于溶解和分散,从而大大提升蛋白质的溶解性。3、研究了菠萝蜜种子蛋白的功能性质,并与市面上常见的蛋白产品对比。结果表明,在溶解性上,糖基化改性后的蛋白溶解性显著提升到68.72%,高于市售大豆分离蛋白的溶解性(26%),与乳清蛋白的溶解性还是有一点差距。在起泡性上,蛋白质改性后的起泡性显著增加,泡沫稳定性下降,其起泡能力(210%)高于大豆蛋白(85%),低于蛋清蛋白。在持水持油性方面,改性蛋白的持水性和持油性显著提升,都高于乳清蛋白,其持水性(3.57 g/g)虽不如大豆蛋白(9.92 g/g),但持油性高于它。在乳化性上,糖基化改性降低了蛋白的乳化活性,但与市售大豆分离蛋白相比,其乳化性和乳化稳定性还是高于大豆蛋白的。在热稳定性上,糖基化改性后蛋白的变性温度高于对照组,这说明糖基化改性能够增加蛋白质的热稳定性。其变性温度值(101.76℃)高于大豆蛋白和乳清蛋白的热变性温度。总之,糖基化反应能够提高菠萝蜜种子蛋白的溶解性、起泡性、持水持油性、热稳定性等功能性质,同其它蛋白相比也具备一定的优势,可被充分开发与利用。
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