小麦面筋蛋白是一种营养丰富的天然植物蛋白,但是由于缺少离子化基团以及具有较大的分子质量,导致其蛋白分子与水较低的相互作用,水溶解性差又进一步影响了起泡性、乳化性等其它功能性质,因而很大程度上限制了小麦面筋蛋白在众多食品领域的应用。此外小麦面筋蛋白还能够引起腹腔疾病病人的过敏反应,因此通过适度的改性处理,改善小麦面筋蛋白溶解性、致敏性及其它功能性质,促进其高值化应用,是当前一个重要的研究课题。本文采用蛋白质谷氨酰胺酶(以下简称PGase)对小麦面筋蛋白进行脱酰胺,研究PGase处理对其功能及结构性质的影响;将脱酰胺后的小麦面筋蛋白进行体外消化,研究其蛋白酶解敏感性的影响,并对脱酰胺小麦面筋蛋白水解产物抗氧化性进行了分析。研究还利用PGase处理的小麦面筋蛋白制备热诱导凝胶,探究其蛋白构象及凝胶性质的变化。主要研究结论如下:(1)采用单因素试验,得出小麦面筋蛋白PGase脱酰胺反应的较佳工艺条件:底物蛋白浓度7%,反应温度40℃,反应p H=7.0,PGase添加量20 U/g,反应时间24 h。在此条件下,小麦面筋蛋白样品的脱酰胺度达到41.84%。对PGase处理小麦面筋蛋白的研究显示:PGase能够显著提高小麦面筋蛋白在弱酸性及中性条件下的溶解性,其溶解度分别达到60.87%和61.67%,是原始未处理样品的3.52倍和4.05倍;PGase对小麦面筋蛋白进行脱酰胺改性的同时伴随着低程度的水解反应;伴随脱酰胺反应的进行,PGase处理小麦面筋蛋白样品的粒径减小且净负电荷数增加。通过对不同脱酰胺时间PGase处理小麦面筋蛋白结构/构象的研究发现:适度的PGase脱酰胺能够显著提高小麦面筋蛋白的表面疏水性及内源性荧光强度,其中DWG-18样品的荧光强度提高了3.6倍,且最大荧光发射波长发生了红移;红外光谱分析发现PGase处理导致小麦面筋蛋白中氢键键合的β-折叠结构含量减少,而更加灵活的β-转角和α-螺旋等结构相应的增加。游离巯基结果表明,PGase促使小麦面筋蛋白分子内部分二硫键断裂,从而导致PGase处理小麦面筋蛋白游离巯基含量增加。热特性分析表明:PGase处理能够促使蛋白质结构伸展,但随着脱酰胺度增加,小麦面筋蛋白结构并未发生持续伸展。(2)研究了PGase处理对小麦面筋蛋白酶解敏感性的影响及其水解产物抗氧化性的变化,研究发现:经PGase处理后,PGase和蛋白酶复合改性小麦面筋蛋白样品的水解度、可滴定酸含量、短肽得率均显著增加,表明PGase处理能够提高小麦面筋蛋白的酶解敏感性。碱性蛋白酶对小麦面筋蛋白的酶解效率较高,但经PGase处理后,胰蛋白酶对小麦面筋蛋白的酶解效率增幅更明显。体积排阻色谱(SE-HPLC)分析发现,随脱酰胺时间增加,小麦面筋蛋白样品在较低洗脱时间的色谱峰峰值下降,而较高洗脱时间的色谱峰峰值升高,表明经PGase处理后小麦面筋蛋白被水解成更小的肽。从小麦面筋蛋白水解产物中三个组分的分布情况来看,PGase和蛋白酶复合改性小麦面筋蛋白样品中的主要组分是分子量<5KDa的小分子组分;且随着脱酰胺反应的进行,小分子组分含量增加,同时中等分子组分及大分子组分含量降低。小麦面筋蛋白水解产物的抗氧化性分析表明:PGase处理后小麦面筋蛋白水解产物的DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基清除率和还原力均增加,但与PGase和碱性蛋白酶复合改性小麦面筋蛋白(DWGA)样品相比,PGase和胰蛋白酶复合改性小麦面筋蛋白(DWGT)样品的DPPH清除率更高;此外,DWGT和DWGA样品的表面疏水性及游离巯基含量均显著增加,表明PGase通过改变小麦面筋蛋白的结构来影响其蛋白酶解敏感性。(3)研究PGase处理对热诱导小麦面筋蛋白构象及其凝胶性质的影响。SE-HPLC结果显示,PGase处理小麦面筋蛋白1 h,可导致较小程度的水解反应,而热诱导处理易形成大分子蛋白质聚集体。傅里叶红外光谱、内源性荧光光谱分析表明,PGase处理能够在一定程度上抑制小麦面筋蛋白的热诱导聚集行为。PGase处理还能够提高小麦面筋蛋白热诱导凝胶的凝胶强度和保水性:酶添加量为3 U/g时,其凝胶强度和保水性均达到最大值,分别为903.27 N和78.70%;此外,脱酰胺处理后小麦面筋蛋白热诱导凝胶样品中非可冻结水含量增加。扫描电镜(SEM)结果显示PGase脱酰胺小麦面筋蛋白热诱导凝胶形成了更加有序的凝胶网络结构。