东北农业大学食品学院的徐 楠、赵 英、迟玉杰*采用中性蛋白酶对蛋黄液进行酶改性,探究改性前和酶改性后蛋黄液在不同热处理条件(60、65、70 ℃均处理4 min)下蛋白结构和功能性质的变化,解析结构变化与功能性质的关系,以期为酶改性技术在液态蛋生产中的应用提供参考。
1、热处理对酶改性蛋黄液乳化性质的影响
与25 ℃相比,随着热处理温度的升高,两组蛋黄液的EAI均呈现下降的趋势,60 ℃、4 min热处理不会引起蛋黄液EAI的显着下降。当热处理温度超过60 ℃后,蛋黄液的EAI显着下降(P<0.05)。在经过同等强度的热处理后,酶改性蛋黄液的EAI均显着高于未改性蛋黄液(P<0.05)。
2、热处理对酶改性蛋黄液乳化体系粒径大小和分布的影响
蛋黄液乳化体系体积分布与粒径大小的变化趋势一致。随着热处理温度的升高,粒径峰逐渐正向移动,表现为平均粒径逐渐增大。改性后蛋黄液所形成的乳化体系粒径更加接近正态分布,呈现单一峰。而未改性蛋黄液乳化体系粒径分布更加分散,呈现双峰,大粒径颗粒所占比例更大。
3、热处理对酶改性蛋黄液拉曼光谱的影响
酰胺I带构象变化
β-折叠相对含量减少时α-螺旋相对含量增加,即在加热过程中β-折叠转化为α-螺旋结构。在加热过程中,未改性蛋黄液蛋白质二级结构中β-折叠、β-转角及无规卷曲结构相对含量先减小后增大,超过65 ℃后又显着下降;而α-螺旋结构相对含量则是先增大后减小,超过65 ℃后显着上升。
基团微环境变化
1)色氨酸残基的变化
经酶改性后蛋黄液的色氨酸谱带强度上升,表明色氨酸残基微环境转由“包埋”状态微环境转为“暴露”状态,蛋白质结构有所展开。随着热处理温度升高,蛋黄液的色氨酸谱带强度均下降,说明热处理不利于色氨酸残基“暴露”在极性微环境中。
2)酪氨酸残基的变化
未改性前蛋黄液酪氨酸双峰比为0.99,经酶改性后蛋黄液的酪氨酸双峰比为1.62,表明酪氨酸残基微环境转由“包埋”状态转为“暴露”状态。经过热处理后,蛋黄液的酪氨酸双峰比均有所下降,说明热处理不利于极性微环境中酪氨酸残基的“暴露”。
3)脂肪族C—H键弯曲振动变化
经酶改性后蛋黄液的C—H振动谱带强度显着上升,表明更多疏水基团暴露到极性微环境中。疏水作用的改变会进一步影响蛋白质结构。随着热处理温度的升高,蛋黄液的C—H振动谱带强度显着上升,说明热处理有利于脂肪族疏水基团的“暴露”。
基于拉曼光谱的乳化性质模型
该模型具有较好的预测能力,蛋黄液EAI的PLS模型R2=0.992,均方根误差为0.120;蛋黄液EAI的PLS模型R2=0.978,均方根误差为0.334。通过对乳化性质预测模型的分析可知,蛋黄液中蛋白质二级结构及构象变化特别是LDL的构象变化对蛋黄液乳化性质影响最大。
结 论
结果表明,随着热处理温度的升高,酶改性蛋黄液的EAI呈现下降趋势,所形成的乳化体系粒径表现出增大的趋势。经过同等温度的热处理后,酶改性蛋黄液的EAI及ESI均显着高于未改性蛋黄液,所形成的乳化体系粒径显着小于未改性蛋黄液且更加均一。拉曼光谱分析结果显示,经热处理后,酶改性蛋黄液中蛋白质的α-螺旋结构相对含量显着高于未改性蛋黄液,无规卷曲结构相对含量显着低于未改性蛋黄液,色氨酸残基、酪氨酸残基及脂肪族疏水基团充分暴露。