超聲波處理對低嘌呤脫脂豆粉巰基含量、疏水性及粒徑分布的影響

崔素萍，許 琳，王 穎，張洪微，左豫虎

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

超聲波處理對低嘌呤脫脂豆粉巰基含量、疏水性及粒徑分布的影響

崔素萍1，許 琳1，王 穎1，張洪微1，左豫虎2

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

為研究超聲波處理對低嘌呤脫脂豆粉性質(zhì)的影響，利用可見分光光度計(jì)、激光粒度分布儀、熒光分光光度計(jì)進(jìn)行了檢測分析。結(jié)果表明：超聲波處理樣品的游離巰基含量、體積平均粒徑、粒徑分布寬度及蛋白質(zhì)表面疏水性均顯著高于未經(jīng)超聲波處理的樣品（P＜0.05）。超聲波功率為405 W、超聲波溫度50 ℃、超聲波時(shí)間30 min時(shí)，游離巰基含量達(dá)到最大值8.75 μmol/g；超聲波功率為450 W、超聲波溫度40 ℃、超聲波時(shí)間60 min時(shí)，相對表面疏水性達(dá)到3.86%。因此，超聲波處理引起了低嘌呤脫脂豆粉蛋白質(zhì)游離巰基含量、粒徑分布和表面疏水性的變化。

超聲波處理；低嘌呤脫脂豆粉；巰基含量；粒徑分布；表面疏水性

高尿酸血癥和痛風(fēng)是一種因嘌呤代謝紊亂導(dǎo)致人體尿酸生成異常的常見病，在過去20多年，分別以每年3.2%和1.2%的發(fā)病率速率遞增[1]。限制高嘌呤食物的攝入，是傳統(tǒng)的食物治療方法[2-3]。目前，國內(nèi)外有關(guān)低嘌呤食物的研究主要集中在低嘌呤啤酒的研制上[4-12]，而有關(guān)其他低嘌呤食物的研究較少。

脫脂豆粕是大豆榨油后的副產(chǎn)物，其蛋白質(zhì)富含人體所需的8 種必需氨基酸，氨基酸模式接近動物蛋白，是替代動物蛋白質(zhì)最好的植物蛋白質(zhì)之一。與大豆相比，除脂肪外，其他營養(yǎng)成分基本未丟失，其中蛋白質(zhì)含量達(dá)45%～50%。如能為痛風(fēng)病人提供一種方便食用的低嘌呤脫脂大豆粉來補(bǔ)充痛風(fēng)病人動物蛋白質(zhì)攝入不足及提高脫脂豆粕的利用率必將有重要的意義。

超聲波作為一種強(qiáng)化過程的手段，其產(chǎn)生的空化作用、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)等可對原料的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生較大影響[13]。超聲波技術(shù)作為輔助加工手段，已被廣泛應(yīng)用于食品加工企業(yè)[14-15]。

麥芽根是啤酒大麥發(fā)芽的副產(chǎn)物，含有磷酸二酯酶和磷酸單酯酶等多種核酸水解酶[16]，食品工業(yè)上常利用麥芽根中的核酸水解酶制備核酸的降解物[17]。

為探討超聲波處理對低嘌呤脫脂大豆粉的影響，本研究小組在前期研究工作中發(fā)現(xiàn)：超聲波處理的低嘌呤脫脂大豆粉顆粒大部分呈球形體，且表面布滿微孔；未經(jīng)超聲波處理的脫脂豆?jié){、低嘌呤脫脂大豆粉和經(jīng)超聲波處理的脫脂豆?jié){、低嘌呤脫脂大豆粉中蛋白質(zhì)的β-折疊和無規(guī)卷曲的總含量分別是59.64%、52.49%、65.46%、56.21%；低嘌呤脫脂大豆粉的雄性和雌性小鼠蛋白質(zhì)消化率分別是79.33%、70.03%。因此，超聲波處理改變了低嘌呤脫脂豆腐粉的微觀結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，改善了蛋白質(zhì)的營養(yǎng)功能。

為進(jìn)一步研究超聲波處理對低嘌呤脫脂大豆粉性質(zhì)的影響，本實(shí)驗(yàn)首先利用超聲波處理脫脂豆?jié){，然后在豆?jié){中添加麥芽根粉、Ca2+、Mg2+，在55 ℃條件下水浴1 h，利用麥芽根中的核酸酶水解核酸，利用殼聚糖具有吸附嘌呤的作用[18]，再添加殼聚糖對豆?jié){中嘌呤進(jìn)行吸附去除，最后進(jìn)行噴霧干燥，制備低嘌呤脫脂大豆粉。研究超聲波處理對低嘌呤脫脂豆粉的巰基含量、粒徑分布及表面疏水性的影響，以期為低嘌呤脫脂豆粉的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂豆粕：購于黑龍江大慶日月星公司。麥芽根粉：麥芽根由北大荒農(nóng)墾麥業(yè)提供，將麥芽根粉碎過60 目篩子后，立即使用。

MgSO4天津市大茂化學(xué)試劑廠；CaSO4、NaH2PO4沈陽市華東試劑廠；無水Na2HPO4天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；無水乙醇 天津市永大化學(xué)試劑有限公司；1-苯胺基-8-萘磺酸鹽（8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid，ANS） 美國Sigma公司；以上試劑均為分析純；黃嘌呤、腺嘌呤、鳥嘌呤、次黃嘌呤 天津一方科技有限公司；殼聚糖 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

Ellamn試劑：將5,5’-二硫代雙-2-硝基苯甲酸（5,5’-dithio bis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB）溶入pH 7.0的磷酸鹽緩沖溶液配制而成。

1.2 儀器與設(shè)備

722S可見分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；Bettersize2000激光粒度分布儀 丹東市百特儀器有限公司；RF5301熒光光度計(jì) 日本島津公司；B-191型Büchi小型干燥噴霧儀 瑞士Büchi公司；FS-450N型超聲波處理儀器 上海生析超聲儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預(yù)處理

將脫脂豆粕粉碎，過100 目篩子后，立即使用。

1.3.2 脫脂豆粕粉及低嘌呤脫脂大豆粉營養(yǎng)成分的測定

蛋白質(zhì)含量：按GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》的方法測定，蛋白質(zhì)的換算系數(shù)為6.25；脂肪含量：按GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》的方法測定；總糖含量：按GB/T 18738—2006《食品中總糖的測定》的方法測定。

1.3.3 低嘌呤脫脂豆粉的制備

稱取脫脂豆粕粉10 g，按豆粕粉與水的比例為1∶10，用水溶解，電動攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速500 r/min，攪拌時(shí)間60 min，攪拌溫度60 ℃，攪拌結(jié)束后在不同的超聲波時(shí)間（0、20、30、40、50、60 min）、超聲波功率（0、270、315、360、405、450 W）、超聲波溫度（0、20、30、40、50、60 ℃）的條件下進(jìn)行超聲波處理。然后，添加2%的麥芽根粉、44 mg/L的Ca2+、56 mg/L的Mg2+，在55 ℃條件下水浴1 h。然后，添加2%的殼聚糖，混合均勻后，在吸附溫度為37 ℃條件下，振蕩吸附120 min，然后4 000 r/min離心20 min，上清液為低嘌呤脫脂豆?jié){。將低嘌呤脫脂豆?jié){在進(jìn)風(fēng)溫度180 ℃，出風(fēng)溫度90 ℃條件下進(jìn)行噴霧干燥后得到低嘌呤脫脂豆粉。以不進(jìn)行超聲波處理，不添加殼聚糖的樣品作為對照組實(shí)驗(yàn)。取嘌呤含量最低的噴霧干燥樣品進(jìn)行營養(yǎng)成分和嘌呤含量的測定。

1.3.4 嘌呤含量的測定

采用高效液相色譜法測定脫脂豆粕粉及低嘌呤脫脂大豆粉中嘌呤含量，測定方法參考文獻(xiàn)[19]。

1.3.5 低嘌呤脫脂豆?jié){中蛋白質(zhì)游離巰基含量的測定

蛋白質(zhì)游離巰基含量的測定方法參考文獻(xiàn)[20]，將經(jīng)1.3.3節(jié)中制備的低嘌呤脫脂豆?jié){及脫脂豆?jié){，在4 000 r/min條件下離心20 min，取上清液1 mL，加入3 mL pH 7.0磷酸鹽緩沖液和0.1 mL Ellamn試劑，混勻后于25 ℃恒溫水浴中保溫5 min，用可見分光光度計(jì)在412 nm波長處測定吸光度。以不加樣品而加Ellamn試劑作為空白，以不加Ellamn試劑而加樣品作為樣品空白。游離巰基含量可通過下式計(jì)算得出。

式中：A412nm為除去樣品空白和試劑空白后的吸光度；D為稀釋倍數(shù)；13 600為摩爾吸光系數(shù)/（L/（mol·cm））；ρ為樣品中蛋白質(zhì)含量/（g/L）。

1.3.6 低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的測定

將噴霧干燥后的樣品馬上用激光粒度分布儀進(jìn)行粒子分布測定，測定參數(shù)為：樣品折射率為1.5，介質(zhì)的折射率為1.3，設(shè)置遮光率為10%～20%，測定時(shí)折光率為10%～15%。

1.3.7 低嘌呤脫脂豆粉蛋白質(zhì)表面疏水性的測定

采用ANS熒光探針法[21]進(jìn)行表面疏水性的測定，用Folin-酚法測定低嘌呤脫脂豆?jié){中蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，并用0.01 mol/L磷酸鹽緩沖溶液逐步稀釋至蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度在0.04～0.2 mg/mL之間。取不同質(zhì)量濃度稀釋樣品2 mL，在390 nm激發(fā)波長和470 nm發(fā)射波長條件下分別測定樣品的熒光強(qiáng)度（FI0）和樣品加入10 μL ANS溶液（8 mmol/L）后的熒光強(qiáng)度（FI1），F(xiàn)I1和FI0的差值即為FI，以蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，F(xiàn)I為縱坐標(biāo)作圖，曲線初始階段的斜率即為蛋白質(zhì)分子的表面疏水性指數(shù)，記為S0。相對表面疏水性指數(shù)可以通過下式計(jì)算。

式中：S0C為未經(jīng)超聲波處理的對照蛋白質(zhì)表面疏水性指數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

所有實(shí)驗(yàn)均設(shè)3 次重復(fù)，取平均值，利用SPSS 12.0分析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫脂豆粕粉及低嘌呤脫脂大豆粉中營養(yǎng)物質(zhì)及嘌呤含量

表1 脫脂豆粕粉及低嘌呤脫脂大豆粉營養(yǎng)物質(zhì)含量Table 1 Contents of major nutrients in defatted soybean powder and low-purine defatted soybean powder

脫脂豆粕粉及低嘌呤脫脂大豆粉中各營養(yǎng)物質(zhì)含量結(jié)果見表1。脫脂豆粕粉中總嘌呤含量為253 mg/100 g，高于150 mg/100 g的標(biāo)準(zhǔn)[22]，屬于高嘌呤食物。低嘌呤脫脂大豆粉中嘌呤含量為144.95 mg/100 g，屬于低嘌呤食物。并且，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)含量高于脫脂豆粕粉中蛋白質(zhì)的含量，脂肪及總糖含量低于脫脂豆粕粉中的含量，說明低嘌呤脫脂大豆粉是一種高蛋白、低脂肪、低嘌呤含量的適合于痛風(fēng)病人食用的產(chǎn)品。

2.2 超聲波處理對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響

2.2.1 超聲波功率對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響

超聲波溫度50 ℃、超聲波時(shí)間30 min，超聲波功率對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響見圖1。隨著超聲波功率的增加，低嘌呤脫脂豆粉的游離巰基含量呈上升趨勢，在405 W時(shí)達(dá)到最大值為8.75 μmol/g，比未超聲波處理時(shí)增加了35.66%。這可能是由于隨著超聲波功率的增加，蛋白質(zhì)變性程度增大，蛋白質(zhì)二硫鍵斷裂增加，巰基游離出來，暴露到分子的表面。而超過405 W時(shí)，含量又開始下降，可能是較大的超聲波功率使變性的蛋白質(zhì)分子又發(fā)生了聚集作用。經(jīng)過不同超聲波功率處理后，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量均高于對照組。

圖1 超聲波功率對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響Fig.1 Effect of ultrasonic power on sulfhydryl content of low-purine defatted soybean powder

2.2.2 超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響

圖2 超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響Fig.2 Effect of ultrasonic treatment time on sulfhydryl content of lowpurine defatted soybean powder

超聲波功率450 W，超聲波溫度40 ℃，超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響見圖2。超聲波時(shí)間在0～40 min時(shí)，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基的含量顯著增加，在40 min時(shí)，游離巰基含量最高，比未超聲波處理增加了47.46%。超聲波時(shí)間在40～60 min時(shí)，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基的含量開始下降。這也可能是由于在較短的超聲波時(shí)間時(shí)，蛋白質(zhì)變性程度低，只有部分巰基游離出來，暴露到分子表面，隨著超聲波時(shí)間的延長，蛋白的變性程度增大，游離巰基含量上升。超聲波時(shí)間大于40 min時(shí)，游離巰基含量下降的原因可能是變性的蛋白質(zhì)又發(fā)生了凝固現(xiàn)象導(dǎo)致的。經(jīng)過不同超聲波時(shí)間處理后，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量均高于對照組。

2.2.3 超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響

超聲波功率450 W，超聲波時(shí)間40 min，超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響見圖3。超聲波溫度在0～30 ℃時(shí)，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)的游離巰基含量呈線性增加。在30 ℃時(shí)，游離巰基含量達(dá)到最高，比未超聲波處理增加了18.44%。當(dāng)超聲波溫度大于30 ℃時(shí)，游離巰基含量開始下降，下降的原因可能是變性的蛋白質(zhì)發(fā)生了聚集作用。經(jīng)過不同的超聲波溫度處理后，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量均高于對照組處理。

圖3 超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量的影響Fig.3 Effect of temperature on sulfhydryl content of low-purine defatted soybean powder

綜上所述，超聲波處理后，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量均高于對照組。隨著超聲波功率、超聲波時(shí)間、超聲波溫度的增加，游離巰基含量均有明顯的改變。

2.3 超聲波處理對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響

2.3.1 超聲波功率對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響

表2 超聲波功率對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響Table 2 Effect of ultrasonic power on particle size of low-purine defatted soybean powder

激光粒度儀是用等效散射光能分布來測定顆粒的大小，從理論上說，粒度分布能全面地反映樣品溶液中顆粒的粗細(xì)特性和均勻程度。由表2可知，不同超聲波功率處理后的樣品體積平均粒徑和粒徑分布寬度均高于對照樣品。超聲波功率在270～405 W時(shí)，隨著功率的增加，體積平均粒徑減小，405 W時(shí)最低，且差異顯著（P＜0.05）。這可能是經(jīng)過超聲波功率處理后，產(chǎn)生了輻射壓強(qiáng)及超聲波壓強(qiáng)，使蛋白質(zhì)分子變性，細(xì)胞組織變形，使生物分子斷裂。隨著超聲波功率進(jìn)一步加大，蛋白質(zhì)分子又重新聚合。粒徑分布寬度用以表征樣品粒徑的均勻程度，該比值大于1.5時(shí)，就可以認(rèn)為樣品是寬分布的。粒度分布寬，表示樣品顆粒的粗細(xì)不均勻；反之則表示均勻[23]。由表1可知，粒徑分布寬度都高于1.5，表明低嘌呤脫脂豆粉顆粒分布不均勻。超聲波功率在270～405 W時(shí)，粒徑分布寬度隨著功率的增加而升高，低嘌呤脫脂豆粉顆粒的分布變得更不均勻。

2.3.2 超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響

表3 超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響Table 3 Effect of ultrasonic treatment time on particle size of lowpurine defatted soybean powder

由表3可知，不同超聲波時(shí)間處理后樣品的體積平均粒徑和粒徑分布寬度均高于對照樣品。超聲波時(shí)間20～40 min時(shí)，隨著超聲波時(shí)間的延長，低嘌呤脫脂豆粉的體積平均粒徑顯著減小；超聲波時(shí)間40～60 min時(shí)，低嘌呤脫脂豆粉的體積平均粒徑顯著增大。長時(shí)間的超聲波處理可能破壞了蛋白質(zhì)分子穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)分子發(fā)生了聚合，使得粒徑變大。超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響差異顯著。粒度分布寬度大于1.5，表明低嘌呤脫脂豆粉的分布是不均勻的。超聲波時(shí)間為60 min時(shí)的低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布寬度比超聲波時(shí)間20 min的低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布寬度有所降低。表明超聲波處理后使溶液中蛋白質(zhì)顆粒在溶液中所占的體積分?jǐn)?shù)增加，故而使得溶液的分散性增強(qiáng)[23]。

2.3.3 超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響

表4 超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響Table 4 Effect of temperature on particle size of low-purine defatted soybean powder

超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉粒徑分布的影響如表4所示，不同超聲波溫度處理后樣品的體積平均粒徑和粒徑分布寬度均顯著高于對照樣品。超聲波溫度為20～40 ℃時(shí)，隨著溫度增加，低嘌呤脫脂豆粉的體積平均粒徑顯著減??；超聲波溫度40～60 ℃時(shí)，低嘌呤脫脂豆粉的體積平均粒徑顯著增大。這可能是由于超聲波溫度的升高，破壞了低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)有序的緊密結(jié)構(gòu)，使其破碎成更小的粒子。隨著超聲波溫度的進(jìn)一步升高，變性的低嘌呤脫脂豆粉發(fā)生了凝膠作用，變成了較大的顆粒。由表4可知，不同超聲波溫度的粒徑分布寬度均顯著大于1.5，表明低嘌呤脫脂豆粉顆粒的分布是不均勻的。

2.4 超聲波處理對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性的影響

圖4 超聲波功率對低嘌呤脫脂豆粉相對表面疏水性的影響Fig.4 Effect of ultrasonic power on surface hydrophobicity of lowpurine defatted soybean powder

2.4.1 超聲波功率對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性的影響超聲波溫度50 ℃、超聲波時(shí)間30 min，超聲波功率對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性的影響見圖4。超聲波功率在270 W時(shí)，相對表面疏水性達(dá)到最大值，比未超聲波處理的樣品提高了71.26%，且超聲波處理均高于對照。這可能是由于超聲波處理使低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)受到了破壞。劉堅(jiān)等[21]認(rèn)為是蛋白質(zhì)分子內(nèi)部疏水相互作用逐漸受到破壞，更多的疏水性區(qū)域暴露，增加了蛋白質(zhì)的表面疏水性。超聲波功率360 W，相對表面疏水性為最小值；劉堅(jiān)等[21]認(rèn)為這可能是由于蛋白質(zhì)分子間相互作用形成更多的蛋白質(zhì)聚集體，導(dǎo)致表面疏水性下降。經(jīng)過不同超聲波功率處理后，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)相對表面疏水性均高于對照組。

2.4.2 超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性的影響

圖5 超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉相對表面疏水性的影響Fig.5 Effect of ultrasonic treatment time on surface hydrophobicity of low-purine defatted soybean powder

超聲波功率450 W、超聲波溫度40 ℃，超聲波時(shí)間對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性的影響見圖5。超聲波時(shí)間在60 min，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)的表面疏水性達(dá)到了最大值為3.86%。超聲波時(shí)間在20～40 min時(shí)，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)的表面疏水性隨著時(shí)間的延長而逐漸下降；超聲波時(shí)間在40～60 min時(shí)，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)的表面疏水性隨著時(shí)間的延長而逐漸增大。蛋白質(zhì)表面疏水性的變化與蛋白質(zhì)分子發(fā)生折疊或伸展有關(guān)，當(dāng)?shù)鞍渍郫B時(shí)，其表面疏水性降低；當(dāng)?shù)鞍咨煺箷r(shí)，其表面疏水性增加。經(jīng)過不同超聲波時(shí)間處理后，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性均高于對照組。

2.4.3 超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性的影響

圖6 超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉相對表面疏水性的影響Fig.6 Effect of temperature on surface hydrophobicity of low-purine defatted soybean powder

超聲波功率450 W、超聲波時(shí)間40 min，超聲波溫度對低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性的影響見圖6。超聲波處理可提高低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)的表面疏水性。超聲波溫度20 ℃時(shí)相對表面疏水性最大，可能是由于疏水性集團(tuán)暴露在蛋白質(zhì)分子表面從而疏水性增加[24]。超聲波溫度大于20 ℃后，疏水性的降低可能是超聲波溫度的增加使部分蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)分子之間的疏水性增加，使蛋白質(zhì)發(fā)生了聚集，蛋白質(zhì)表面暴露的疏水性基團(tuán)減少所致[25]。經(jīng)過不同超聲波溫度處理后，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)表面疏水性含量均高于對照組。

3 結(jié)論與討論

經(jīng)過超聲波處理后，低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)游離巰基含量、表面疏水性及低嘌呤脫脂豆粉的粒徑分布均發(fā)生了改變，且均高于未經(jīng)超聲波處理的對照樣品。

結(jié)合本團(tuán)隊(duì)前期的研究結(jié)果可知，低嘌呤脫脂豆粉性質(zhì)改變的原因是由于超聲波處理導(dǎo)致了低嘌呤脫脂豆粉中蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的變化，蛋白質(zhì)產(chǎn)生了變性作用，變性后的蛋白質(zhì)內(nèi)部疏水性基團(tuán)及巰基暴露，并且變性的蛋白質(zhì)會產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象。超聲波處理過程中，低嘌呤脫脂豆粉蛋白質(zhì)分子二級結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)，營養(yǎng)功能及低嘌呤脫脂豆粉的性質(zhì)都發(fā)生了改變、且變化情況復(fù)雜。低嘌呤脫脂豆粉蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的改變是引起低嘌呤脫脂豆粉微觀結(jié)構(gòu)，營養(yǎng)功能及功能性質(zhì)改變的原因之一，有關(guān)低嘌呤脫脂豆粉結(jié)構(gòu)和功能特性的相互關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

[1] DAVID S, NEWCOMBE D S. Gout[M]. London: Springer, 2013: 9-23.

[2] KOLASINSKI S L. Food, drink, and herbs: alternative therapies and gout[J]. Current Rheumatology Reports, 2014, 16(4): 409-414.

[3] CHOI H K, ATKINSON K, KARLSON E W, et al. Purine-rich foods, dairy and protein intake and the risk of gout in men[J]. The New England Journal of Medicine, 2004, 350(11): 1093-1103.

[4] 林先軍. 低嘌呤類物質(zhì)啤酒的研究[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2006.

[5] FUJINO S, KURIHARA K, KIRIN B. Method for producing fermented malt beverage having reduced purine ring compound: Japan, 200429007l[P]. 2004-10-21.

[6] SAKUMA S, FUJINO S. Method for producing fermented malt beverage using zeolite: Japan, 2004290072[P]. 2004-10-21.

[7] HATANAKA H, ASHIKARA T, OGAWA J, et al. Purine nucleosidase: United States, US6066484[P]. 1997-08-18.

[8] 劉少林. 大豆中嘌呤含量的測定積分離研究[D]. 合肥: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009.

[9] 王吉龍. 低嘌呤啤酒工藝的開發(fā)研究[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014.

[10] 康富帥. 低嘌呤啤酒生產(chǎn)菌株的選育及發(fā)酵工藝優(yōu)化[D]. 廣州: 華南理工大學(xué), 2013.

[11] 商曰玲. 啤酒釀造過程中嘌呤含量的變化研究[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009.

[12] SUNTORY L, SHIBANO Y, YOMO H, et al. Poress for producing beer: United States, WO9625483[P]. 1996-08-22.

[13] 賈俊強(qiáng), 馬海樂, 趙偉睿, 等. 超聲波處理對麥胚清蛋白結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)的影響[J]. 過程工程學(xué)報(bào), 2009, 9(1): 107-112.

[14] DANIELA B, TAMARA M, GUSTAVO V, et al. Ultrasound technologies for food and bioprocessing[M]. New York: Springer, 2011: 65-105.

[15] ZHANG Qiuting, TU Zongcai, XIAO Hui, et al. Influence of ultrasonic treatment on the structure and emulsifying properties of peanut protein isolate[J]. Food and Bioproducts Processing, 2014, 92(1): 30-37.

[16] BELUHAN S, KARMELIíC I, NOVAK S, et al. Partial purification and biochemical characterization of alkaline 5’-phosphodiesterase from barley malt sprouts[J]. Biotechnology Letters, 2003, 25(13): 1099-1103.

[17] 馮芳, 劉建軍, 趙祥穎, 等. 麥芽根中5’-磷酸二酯酶的高效提取[J].釀酒, 2008, 35(6): 87-90.

[18] 雷崑, 黃雅琳. 殼聚糖對啤酒中嘌呤的吸附性能[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2006, 34(7): 1431.

[19] 車康. 低嘌呤脫脂豆腐粉的檢測與性質(zhì)分析[D]. 大慶: 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué), 2012.

[20] KATO A, NAKAI S. Hydrophobicity determined by a fluorescence probe method and its correlation with surface properties of proteins [J]. Biochimica Biophysica Acta, 1980, 624: 13-20.

[21] 劉堅(jiān), 江波, 張濤, 等. 超高壓對鷹嘴豆分離蛋白功能性質(zhì)的影響[J].食品發(fā)酵工業(yè), 2006, 32(12): 64-68.

[22] 夏道宗, 鐘怡平. 痛風(fēng)的營養(yǎng)與飲食療法研究進(jìn)展[J]. 浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 36(11): 1249-1251.

[23] 蘇丹, 李樹君, 趙鳳敏. 超高壓處理對大豆分離蛋白結(jié)構(gòu)的影響[J].食品科技, 2009, 34(12): 51-55.

[24] CHAN J T Y, OMANA D A, BETTI M. Application of high pressure processing to improve the functional properties of pale, soft, and exudative (PSE)-like turkey meat[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2011, 12: 216-225.

[25] 代春華, 湯堅(jiān), 顧小紅, 等. 脈沖超聲波對黃粉蟲幼蟲水溶性蛋白結(jié)構(gòu)的影響[J]. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2012, 33(2): 130-133; 186.

Influence of Ultrasonic Treatment on Sulfhydryl Content, Surface Hydrophobicity and Particle Size of Low-Purine Defatted Soybean Powder

CUI Suping1, XU Lin1, WANG Ying1, ZHANG Hongwei1, ZUO Yuhu2
(1. College of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China; 2. College of Agronomy, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China)

In this research the influence of ultrasonic treatment on low-purine defatted soybean powder was analyzed using visible spectrophotometer, laser particle size distribution analyzer and fluorescence spectrophotometer. Results suggested that free sulfhydryl content, average particle size, size distribution width and protein surface hydrophobicity of the sample after ultrasonic treatment were significantly higher than those of control samples without ultrasonic treatment (P ＜ 0.05). Treatment with an ultrasonic power of 405 W at 50 ℃ for 30 min yielded maximum sulfhydryl content of 8.75 μmol/g. Protein surface hydrophobicity of 3.86% was obtained when the ultrasonic treatment was performed by irradiation with 450 W ultrasonic waves at 40 ℃ for 60 min. Therefore, ultrasonic treatment can change sulfhydryl content, particle size distribution, and protein surface hydrophobicity of low-purine defatted soybean powder.

ultrasonic treatment; low-purine defatted soybean powder; sulfhydryl content; particle size distribution; surface hydrophobicity

TS229

A

1002-6630（2015）21-0050-06

10.7506/spkx1002-6630-201521011

2015-01-12

黑龍江省農(nóng)墾總局科技局科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（HNK125B-13-03）；黑龍江省教育廳高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（JG2012010458）

崔素萍（1968—），女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称窢I養(yǎng)與質(zhì)量安全。E-mail：cuisup@163.com