碱性蛋白酶水解对藜麦分离蛋白结构、聚集行为及凝胶性的影响OA北大核心

【目的】研究碱性蛋白酶对藜麦分离蛋白结构、理化性质及聚集行为的影响,并探究碱性蛋白酶水解对藜麦分离蛋白凝胶性的作用。【方法】通过碱提酸沉法于4℃下提取藜麦分离蛋白,使用碱性蛋白酶在不同酶底比条件下对藜麦分离蛋白进行处理。分析藜麦分离蛋白的组成、粒径、Zeta电位、溶解度、表面疏水性(S0-ANS)的变化及其与蛋白热聚集体的ThT荧光强度、形貌的关联性。进一步提高蛋白浓度,将藜麦分离蛋白加热制成凝胶,通过对凝胶的微观结构、质构及凝胶中蛋白质二级结构的分析,探讨酶水解处理与聚集行为和凝胶性之间的关系,揭示酶水解促进凝胶性改变的原因。【结果】随着酶底比(E/S)的上升,藜麦分离蛋白溶液(2%,w/v)的蛋白粒径逐渐减小,其电负性呈现先上升后下降的趋势,藜麦分离蛋白的表面疏水性逐渐上升。同时,藜麦分离蛋白聚集体的Th T荧光强度在酶底比为0—0.08%时呈现上升趋势,而当酶底比继续升高(0.08%—0.14%)则下降。通过透射电子显微镜(TEM)观察,在酶底比为0.05%和0.08%时分别形成了较短的纤维(145—306 nm)和较长的纤维(217—406 nm),继续增大酶底比则纤维的长度缩短并且无定型聚集增加。另外,藜麦分离蛋白的不同聚集行为对其凝胶性有显著影响(P<0.05)。在有纤维聚集体形成的条件下,藜麦分离蛋白凝胶具有更高的硬度、储能模量以及更致密的凝胶网络结构。与短纤维相比,长纤维的形成对凝胶硬度、储能模量及凝胶网络的增强效果更加明显。此外,碱性蛋白酶水解显著影响藜麦蛋白凝胶中蛋白质的二级结构,β-折叠和无规则卷曲含量随酶底比的增加呈现出先上升后下降的趋势。【结论】限制性碱性蛋白酶水解有助于藜麦分离蛋白形成有序的纤维聚集体,进而改善其凝胶性。当E/S为0.08%时,藜麦分离蛋白热诱导形成的纤维最长,蛋白凝胶硬度最大,黏弹特性最好,凝胶中蛋白质二级结构有序、微观结构致密。但是,更高的水解程度会增加无定型聚集并降低凝胶强度。因此,碱性蛋白酶限制性水解可以通过促进纤维聚集体形成而显著改善藜麦蛋白凝胶性弱的问题。