糖基化大豆分離蛋白對(duì)肌原纖維蛋白功能特性的影響

王 博，伊 東，謝夢(mèng)穎，潘 男，張莉麗*，夏秀芳*

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

糖基化大豆分離蛋白對(duì)肌原纖維蛋白功能特性的影響

王 博，伊 東，謝夢(mèng)穎，潘 男，張莉麗*，夏秀芳*

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

選擇70 ℃條件下反應(yīng)4 h所得到的糖基化大豆分離蛋白樣品（蛋白與葡萄糖質(zhì)量比1∶1）與肌原纖維蛋白以不同比例（9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5）進(jìn)行復(fù)配，測(cè)定不同復(fù)合蛋白的乳化性能、濁度、表面疏水性、凝膠特性（質(zhì)構(gòu)特性、白度值、微觀結(jié)構(gòu)分析），探討糖基化大豆分離蛋白對(duì)肌原纖維蛋白功能性質(zhì)的影響及其機(jī)理。結(jié)果表明：復(fù)合蛋白的乳化性和表面疏水性均較肌原纖維蛋白顯著提升（P＜0.05）；復(fù)合蛋白的濁度隨著加熱溫度的升高（30～80 ℃）而不斷增加，隨著糖基化大豆分離蛋白比例的加大，濁度不斷變??；肌原纖維蛋白與糖基化大豆分離蛋白混合凝膠的硬度和彈性均顯著優(yōu)于其與天然大豆分離蛋白混合凝膠（P＜0.05），微觀結(jié)構(gòu)比其與天然大豆分離蛋白混合凝膠更加致密均勻；與純肌原纖維蛋白凝膠相比，混合凝膠的白度值下降，但混合比例為9∶1時(shí)白度值下降不顯著（P＞0.05）。

大豆分離蛋白；糖基化；肌原纖維蛋白；乳化性；凝膠特性

大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）是一種含有高蛋白、低膽固醇的功能性食品添加劑[1]。由于其資源豐富，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，近年來(lái)許多研究者致力于SPI功能性和新用途開發(fā)的研究[2]。近年來(lái)，合理利用SPI功能性并將其應(yīng)用到肉品中以提高其品質(zhì)被廣泛應(yīng)用，同時(shí)滿足了消費(fèi)者對(duì)肉制品品質(zhì)的追求[3]。

盡管SPI具有良好的凝膠性、乳化性等功能性質(zhì)，但當(dāng)SPI應(yīng)用于肉制品時(shí)，由于普通肉制品加熱的最終溫度遠(yuǎn)低于SPI的變性溫度，從而使得SPI不能發(fā)生有效的結(jié)構(gòu)改變，這樣不利于其與肌原纖維蛋白（myofibrillar protein，MP）的相互作用[4-5]。因此許多學(xué)者開始研究改性后SPI對(duì)MP功能性質(zhì)的影響，并發(fā)現(xiàn)適當(dāng)改性后的SPI可以顯著提高M(jìn)P的功能性質(zhì)。梁婧等[6]的研究中將不同改性方式的SPI和MP混合，其乳化性和凝膠性顯著提高。張明成[7]用酶水解結(jié)合酶交聯(lián)改善大豆分離并將其添加到火腿腸中，結(jié)果顯示改性后的MP和SPI復(fù)配后的乳化性明顯上升。孔杭如等[8]在探討優(yōu)化牦牛MP和熱改性SPI共凝膠條件的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，MP-SPI溶液體積比9∶1、SPI熱改性溫度100 ℃時(shí)能形成很好的共凝膠。歐陽(yáng)艷華等[9]探究了經(jīng)酶改性的SPI與雞肉MP復(fù)配后的凝膠性和乳化性，結(jié)果表明混合蛋白的凝膠性和乳化性明顯改善。

糖基化改性由于其不需要外加任何化學(xué)試劑，是一個(gè)自然、自發(fā)的反應(yīng)[10]，蛋白質(zhì)的糖基化改性可以提高蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)、增加酶的熱穩(wěn)定性，是一種很有前景的改性方法。因此本實(shí)驗(yàn)研究糖基化改性后的SPI對(duì)MP功能性質(zhì)的影響，以期為SPI的綜合利用和生產(chǎn)出具有較高質(zhì)量的肉制品提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

SPI 哈爾濱高科大豆食品公司；豬背部最長(zhǎng)肌哈爾濱家樂福超市。

葡萄糖 上海國(guó)藥集團(tuán)；氯化鈉、氯化鎂、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、乙二醇二乙醚二胺四乙酸（ethylenebis(oxyethylenenitrilo)tetraacetic acid，EGTA）、十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）、溴酚藍(lán) 天津市津東天正精細(xì)化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

AL-104型精密電子天平 常州萬(wàn)泰天平儀器有限公司；DK-8B型電熱恒溫水浴鍋 西化儀科技有限公司；STARTER 3100型pH計(jì) 成都啟運(yùn)通儀器有限公司；冷凍干燥機(jī) 常州中云干燥工程有限公司；QT-1旋渦混合器 西安華辰樂天實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司；TG16-WS型高速離心機(jī) 常州市萬(wàn)合儀器制造有限公司；TU-1800紫外-可見光分光光度計(jì) 濟(jì)南博鑫生物技術(shù)有限公司；T18高速勻漿機(jī) 德國(guó)IKA公司；TA-XT Plus型質(zhì)構(gòu)分析儀 英國(guó)Stable Micro System公司；色差儀CS-10杭州彩譜科技有限公司；S-3400N掃描電子顯微鏡日本日立公司；EMS 150R離子噴膜儀 海德創(chuàng)業(yè)生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 糖基化SPI的制備

參照王松等[11]的方法并略加修改，SPI和葡萄糖質(zhì)量比1∶1放于燒杯中用蒸餾水溶解，使蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，保鮮膜密封，將混合液置于70 ℃恒溫水浴鍋中反應(yīng)4 h后，取樣冷凍干燥，測(cè)定樣品蛋白含量，備用。

1.3.2 MP的提取

參照Liu Gang等[12]的方法并略加修改。選取豬背部最長(zhǎng)肌，去除可見脂肪和結(jié)蹄組織后，將肉切成小塊絞碎稱質(zhì)量備用。提取，加入4 倍體積的提取液（10 mmol/L磷酸鹽、 0.1 mol/L NaCl、2 mmol/L MgCl2和1 mmol/L EGTA，pH 7.0）勻漿60 s，4 ℃、3 500 r/min冷凍離心15 min，取沉淀，以同樣方法再提取兩次，將沉淀中加入4 倍體積洗液（0.1 mol/L NaCl）勻漿60 s，在4 ℃、3 500 r/min條件下冷凍離心15 min，去上清液，重復(fù)洗一次，去上清液后再加4 倍體積洗液，勻漿60 s，4 層紗布過(guò)濾，用0.1 mol/L HCl調(diào)pH值至6.0，3 500 r/min、4 ℃冷凍離心15 min，得到沉淀即為MP，在4 ℃保存?zhèn)溆?，存?chǔ)時(shí)間不得超過(guò)48 h。用雙縮脲法測(cè)定其蛋白含量。整個(gè)提取過(guò)程需在4 ℃條件下完成。

1.3.3 糖基化SPI與MP的復(fù)合

提取的MP與糖基化SPI分別按蛋白質(zhì)量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4和5∶5進(jìn)行復(fù)合，對(duì)復(fù)合蛋白進(jìn)行各指標(biāo)測(cè)定。

1.3.4 復(fù)合蛋白性質(zhì)的測(cè)定

1.3.4.1 復(fù)合蛋白乳化活性及乳化穩(wěn)定性的測(cè)定

參照Agyare等[13]的方法，并稍作修改。復(fù)合蛋白溶解在pH 6.5、0.1 mol/L磷酸鹽緩沖溶液中，使蛋白質(zhì)量濃度為1 mg/mL，將2.0 mL大豆油和8.0 mL蛋白溶液放入直徑為中2.5 cm的塑料離心中用勻漿機(jī)高速勻漿1 min，立即從距離心管底部0.5 cm的地方取勻漿液50 μL加入到5 mL 0.1%的SDS溶液中，振蕩混勻后用TU-1800紫外分光光度計(jì)在500 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度記作A0，勻漿后10 min再次在相同位置取勻漿液50 μL加入到5 mL 0.1%的SDS溶液中，振蕩混勻后測(cè)定吸光度記做A10，用0.1% SDS溶液作空白對(duì)照。復(fù)合蛋白溶液的乳化活性指數(shù)（emulsifying activity index，EAI）和乳化穩(wěn)定性指數(shù)（emulsifying stability index，ESI），分別用公式（1）、（2）來(lái)表示。

式中：A500nm為500 nm波長(zhǎng)處的吸光度；φ為油相體積分?jǐn)?shù)（φ = 0.2%）；ρ為蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度/（mg/mL）；A0、A10為乳狀液在0、10 min的吸光度。

1.3.4.2 復(fù)合蛋白濁度的測(cè)定

復(fù)合蛋白的濁度根據(jù)Benjakul等[14]的方法并稍作修改進(jìn)行測(cè)定。復(fù)合蛋白配制成蛋白質(zhì)量濃度1 mg/mL的溶液后吸取5 mL放入試管中，將試管分別放在30、40、50、60、70、80 ℃的水浴鍋中加熱30 min后取出，冷卻至室溫，以不加蛋白的溶液為空白，在600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.3.4.3 復(fù)合蛋白表面疏水性的測(cè)定

依據(jù)Chelh等[15]的方法測(cè)定復(fù)合蛋白的表面疏水性。1 mL的3 mg/mL蛋白溶液加入200 μL 1 mg/mL的溴酚藍(lán)，室溫條件下攪拌10 min后，7 000 r/min離心15 min，取上清液稀釋10 倍后在595 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度（A樣品）。溴酚藍(lán)空白樣是用1 mL的pH 6.0 20 mmol/L的磷酸鹽緩沖液加200 μL溴酚藍(lán)，磷酸鹽緩沖液作空白樣（A空白）。表面疏水性以溴酚藍(lán)結(jié)合量表示，如公式（3）所示。

1.3.4.4 復(fù)合蛋白凝膠的制備

將復(fù)合蛋白按比例溶解在0.6 mol/L的NaCl溶液中配制成蛋白質(zhì)量濃度為40 mg/mL的溶液，將溶液放入25 mm×40 mm密封的玻璃瓶中后，將其放入80 ℃的水溶鍋中加熱30 min，取出凝膠放在冰浴中冷卻后貯存在2～4 ℃的冰箱中過(guò)夜備用。制備好的凝膠在每次分析前要放在室溫條件下（25～27 ℃）平衡30 min。

1.3.4.5 復(fù)合蛋白凝膠質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

復(fù)合蛋白凝膠室溫條件下平衡30 min，將待測(cè)樣品置于測(cè)定平臺(tái)上，利用物性分析儀在室溫條件下進(jìn)行測(cè)量。以質(zhì)構(gòu)剖面分析方法測(cè)定凝膠的硬度和彈性等。物性儀的參數(shù)設(shè)定如下：測(cè)試前速率為5 mm/s，測(cè)試速率為2 mm/s，測(cè)試后速率為5 mm/s，下壓距離為凝膠高度的50%，引發(fā)力為5 g，探頭型號(hào)選擇P/0.5。每個(gè)樣品進(jìn)行3 次平行實(shí)驗(yàn)，取平均值。

1.3.4.6 復(fù)合蛋白凝膠白度值的測(cè)定

復(fù)合凝膠的白度值用色差儀來(lái)測(cè)定，色差儀可以測(cè)定出凝膠的L值、a值、b值，白度值按Park[16]的方法來(lái)計(jì)算，見公式（4）。

式中：L代表亮度（0代表黑色，100代表白色）；a代表紅度（a為正時(shí)表示紅色，a為負(fù)時(shí)表示綠色）；b代表黃度（b為正時(shí)表示黃色，b為負(fù)時(shí)表示藍(lán)色）。

1.3.4.7 復(fù)合蛋白凝膠微觀結(jié)構(gòu)的觀察

取待測(cè)凝膠樣品，切成約2 mm×5 mm的小條，用體積分?jǐn)?shù)為2.5% pH 6.8的戊二醛浸泡過(guò)夜固定，再用0.1 mol/L pH 6.8磷酸鹽緩沖液洗滌3 次，每次10 min。然后分別用體積分?jǐn)?shù)為50%、70%、80%、90%的乙醇進(jìn)行脫水，每次10 min；再用100%乙醇脫水3 次，每次10 min。之后用氯仿脫脂1 h，再分別用100%乙醇與叔丁醇體積比1∶1和叔丁醇進(jìn)行置換各一次，每次15 min。用冷凍干燥儀對(duì)樣品進(jìn)行干燥。掃描時(shí)將凝膠樣品觀察面向上黏貼在掃描電子顯微鏡樣品臺(tái)上，用EMS 150R型離子濺射鍍膜儀進(jìn)行離子濺射噴金，將處理好的樣品放入樣品盒中待檢。加速電壓為5 kV，在1 000 倍的放大條件下進(jìn)行掃描觀察。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Statistica 8.1軟件進(jìn)行，使用Tukey HSD程序進(jìn)行差異顯著性（P＜0.05）分析，采用Sigmaplot 10.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 糖基化SPI對(duì)MP乳化性能的影響

乳化能力通常是衡量一定量的蛋白質(zhì)溶液在一定條件下所能乳化油的量[17]。肉的乳化體系是一種由斬拌或絞碎的脂肪顆粒、溶出的蛋白、各種水溶及水不溶物質(zhì)組成的多相復(fù)合體系[18]。評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)乳化能力主要有EAI和ESI兩個(gè)指標(biāo)。

圖1 糖基化SPI對(duì)MP乳化活性（a）和乳化穩(wěn)定性（b）的影響Fig. 1 Effect of glycosylated SPI on the emulsifying activity (a) and emulsifying stability (b) of myof i brillar protein

圖1a展示的是不同比例的MP與SPI、糖基化SPI復(fù)合蛋白乳化活性的變化。乳化活性指的是蛋白乳化液的濁度與乳化微粒界面面積之間的線性關(guān)系，主要反映蛋白質(zhì)在油水界面的擴(kuò)散、吸附和定向排列[19]。從圖1a可以看出，復(fù)合蛋白的乳化活性均高于MP，并隨著SPI、糖基化SPI所占比例的增加呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。在同一復(fù)配比例條件下，MP-糖基化SPI復(fù)合蛋白的乳化活性顯著高于MP與SPI復(fù)合蛋白（P＜0.05）。復(fù)配比例為5∶5時(shí)，MP與SPI、糖基化SPI復(fù)合蛋白的乳化活性分別達(dá)到了15.03、20.06 m2/g，后者比前者提高了33.42%。這是因?yàn)镾PI是一種優(yōu)良的天然乳化劑，但由于其較差的溶解性限制了其乳化性能的發(fā)揮。而經(jīng)過(guò)糖基化改性后的SPI由于引入了親水羥基，溶解性增加，同時(shí)暴露出疏水性氨基酸殘基，使其能夠較好地吸附在油水界面，從而與MP復(fù)合后可顯著提高其乳化活性。

圖1b展示的是不同比例的MP與SPI、糖基化SPI復(fù)合蛋白乳化穩(wěn)定性的變化。乳化穩(wěn)定性與乳化微粒直徑或顆粒度有一定的關(guān)系，通常乳化微粒越小乳化穩(wěn)定性越好，但也受其他的因素影響[20]。由圖1b可知，在同一復(fù)配比例條件下，MP與糖基化SPI復(fù)合蛋白的乳化穩(wěn)定性顯著高于MP與SPI復(fù)合蛋白（P＜0.05），并且其隨著糖基化SPI所占比例的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在復(fù)配比例7∶3時(shí)達(dá)到最大值39.12%，比MP的乳化穩(wěn)定性提高了68.18%。得到這一結(jié)果可能是因?yàn)樘腔疭PI增加了混合體系的黏度，從而使油水界面上蛋白質(zhì)的吸附層厚度增加，繼而阻止油滴聚集，最終使得體系乳化穩(wěn)定性提高。但當(dāng)糖基化SPI比例過(guò)大時(shí)，復(fù)合蛋白的親水性增強(qiáng)，會(huì)優(yōu)先吸附體系中的水使得蛋白的疏水基團(tuán)不能有效地暴露在油水界面上，因此導(dǎo)致乳化穩(wěn)定性下降[21]。

2.2 糖基化SPI對(duì)MP濁度的影響

濁度是反映蛋白聚集程度的指標(biāo)，形成具有優(yōu)良質(zhì)構(gòu)特性的凝膠的前提條件是形成大的聚集物[22]。它可以反映溶液中懸浮粒子的數(shù)量和大小，當(dāng)濁度小時(shí)說(shuō)明蛋白質(zhì)分散并且懸浮顆粒的直徑小，當(dāng)濁度升高時(shí)說(shuō)明蛋白聚集、懸浮顆粒直徑變大。蛋白質(zhì)的濁度能夠用來(lái)粗略地評(píng)價(jià)蛋白聚集程度[23]。圖2所示是不同比例MP與SPI、糖基化SPI復(fù)合溶液濁度的變化。隨著加熱溫度的升高（30～80℃），各溶液的濁度不斷增加，這是因?yàn)榈鞍兹芤涸诩訜徇^(guò)程中蛋白質(zhì)單體可通過(guò)疏水建、氫鍵、二硫鍵、靜電作用以及范德華力等形成蛋白聚集體[24]。當(dāng)加熱溫度相同時(shí)，MP與SPI、糖基化SPI復(fù)合溶液的濁度均小于MP溶液，并且隨著SPI和糖基化SPI比例的加大濁度不斷變小。這說(shuō)明MP間的結(jié)合能力大于MP與SPI間的結(jié)合。還可以發(fā)現(xiàn)，MP-糖基化SPI復(fù)合液的濁度比在相同溫度、混合比例的MP-SPI復(fù)合液顯著增加。在加熱溫度為80 ℃時(shí)，比例為9∶1、8∶2、 7∶3、6∶4、5∶5的MP-糖基化SPI復(fù)合液的濁度比MP-SPI復(fù)合液分別提高了18.41%、14.76%、22.79%、11.94%、10.81%。這是由于SPI經(jīng)過(guò)糖基化改性后結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，暴露出許多內(nèi)部基團(tuán)，同時(shí)引入糖鏈，增加了蛋白間聚合的機(jī)會(huì)，形成較多的蛋白聚集體。

圖2 糖基化SPI對(duì)MP濁度的影響Fig. 2 Effect of glycosylated SPI on the turbidity of myof i brillar protein

2.3 糖基化SPI對(duì)MP表面疏水性的影響

圖3 糖基化SPI對(duì)肌原纖維蛋白表面疏水性的影響Fig. 3 Effect of glycosylated SPI on the surface hydrophobicity of myof ibrillar protein

表面疏水性是蛋白質(zhì)重要的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，可用來(lái)評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)的空間構(gòu)像，與蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)息息相關(guān)。在分析蛋白分子三維結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)有一些疏水基團(tuán)暴露在分子表面，這些疏水性基團(tuán)片段對(duì)分子之間相互作用方面起了關(guān)鍵作用，此即為蛋白質(zhì)的表面疏水性[25]。因此，表面疏水性對(duì)理解蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)起著至關(guān)重要的作用。蛋白質(zhì)的表面疏水性不僅可以反映分子表面疏水性基團(tuán)的相對(duì)含量，還可以用以衡量蛋白質(zhì)的變性程度[15]。不同比例的MP與SPI、糖基化SPI復(fù)合蛋白表面疏水性的變化如圖3所示，復(fù)合蛋白的表面疏水性均高于MP，并隨著SPI、糖基化SPI所占比例的增加呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。在同一復(fù)配比例條件下，MP-糖基化SPI復(fù)合蛋白的表面疏水性顯著高于MP-SPI復(fù)合蛋白（P＜0.05）。MP的表面疏水性（溴酚藍(lán)結(jié)合量）為20.99 μg，而復(fù)配比例為5∶5時(shí)，MP與SPI、糖基化SPI復(fù)合蛋白的表面疏水性分別達(dá)到了28.92、40.17 μg，比MP的表面疏水性分別提高了37.78%、91.38%，并且后者比前者提高了38.90%。這是由于未改性SPI中多數(shù)的疏水性基團(tuán)通過(guò)疏水作用而聚集，并埋藏在分子內(nèi)部[26]。而SPI經(jīng)過(guò)糖基化改性后，蛋白分子結(jié)構(gòu)展開使埋藏在內(nèi)部的更多疏水基團(tuán)暴露出來(lái)，并且蛋白參與反應(yīng)后會(huì)有更多的疏水性氨基酸殘基存在，從而可以顯著提高混合蛋白的表面疏水性。

2.4 糖基化SPI對(duì)MP凝膠特性的影響

2.4.1 糖基化SPI對(duì)MP凝膠質(zhì)構(gòu)的影響

圖4 糖基化SPI對(duì)MP凝膠質(zhì)構(gòu)的影響Fig. 4 Effect of glycosylated SPI on the texture prof i le analysis of myof i brillar protein gels

MP與SPI、糖基化SPI按蛋白質(zhì)量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5混合制備復(fù)合凝膠，凝膠質(zhì)構(gòu)的變化如圖4所示。蛋白質(zhì)凝膠的質(zhì)構(gòu)特性能夠很好地體現(xiàn)蛋白質(zhì)形成凝膠的能力，其中硬度和彈性是蛋白質(zhì)凝膠質(zhì)構(gòu)最主要的兩個(gè)參數(shù)。從圖4可以看出，與MP凝膠相比，添加SPI和糖基化SPI制備的復(fù)合凝膠的硬度和彈性均顯著降低（P＜0.05），并且隨著SPI和糖基化SPI添加量的增加，凝膠的硬度和彈性均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。這與馬宇翔等[27]的研究結(jié)果一致，他們研究了SPI對(duì)鹽溶豬肉蛋白熱誘導(dǎo)凝膠強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明，SPI添加量越高混合蛋白凝膠的強(qiáng)度越低。這是因?yàn)闊o(wú)論是天然還是改性后的SPI在蛋白質(zhì)量濃度為4 g/100 mL時(shí)都無(wú)法獨(dú)立形成凝膠[28]，而再將其添加到MP中，會(huì)使得MP的濃度下降，MP的凝膠強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與蛋白質(zhì)量濃度成正比，因此，添加SPI的量越大，MP分子在形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)受到的阻礙越大，無(wú)法形成強(qiáng)度較好的凝膠。從圖4還可以發(fā)現(xiàn)，MP-糖基化SPI復(fù)合凝膠的硬度和彈性均顯著高于同一比例條件下天然MP-SPI復(fù)合凝膠，在復(fù)合比例為9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5時(shí)，凝膠硬度分別提高了38.51%、42.46%、22.01%、7.38%、12.15%，凝膠彈性分別提高了5.27%、15.72%、10.02%、1.65%、4.20%。這與Feng等[29]的觀點(diǎn)一致，其發(fā)現(xiàn)加入改性后的SPI可以有效改善混合凝膠的強(qiáng)度。這是由于SPI經(jīng)糖基化改性后引入了糖鏈，分子運(yùn)動(dòng)阻力增大，黏度增加，同時(shí)反應(yīng)后蛋白質(zhì)的疏水性側(cè)鏈殘基會(huì)暴露出來(lái)，從而有利于與MP的相互作用[30]。

2.4.2 糖基化SPI對(duì)MP凝膠白度值的影響

表1 糖基化SPI對(duì)MP凝膠白度值的影響Table 1 Effect of glycosylated SPI on the whiteness of myof i brillar protein gels

不同比例的MP與天然SPI、糖基化SPI混合凝膠的白度值變化如表1所示，MP與天然SPI、糖基化SPI混合凝膠的白度值均低于純MP凝膠，并且隨著天然SPI和糖基化SPI添加比例的增大，混合凝膠的白度值呈逐漸變小的趨勢(shì)。這與楊振[21]的研究結(jié)果一致，向MP凝膠中添加SPI會(huì)使得其白度值降低。得到這一結(jié)果是因?yàn)樘烊籗PI本身呈現(xiàn)淡黃色，并且SPI在糖基化改性過(guò)程中會(huì)形成褐色色素類物質(zhì)。但通過(guò)差異顯著性分析可以發(fā)現(xiàn)，MP-糖基化SPI以9∶1混合形成凝膠的白度值與純MP凝膠白度值差異不顯著（P＞0.05）；在復(fù)合比例為9∶1、8∶2、7∶3時(shí)，MP-糖基化SPI混合凝膠的白度值略低于MP-SPI復(fù)合凝膠，但差異不顯著（P＞0.05），隨著SPI比例的進(jìn)一步增加，兩者間的差異顯著（P＜0.05）。因此，在將糖基化SPI應(yīng)用于肉制品時(shí)，為了避免影響肉制品的感官顏色，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膹?fù)配比例。

2.4.3 糖基化SPI對(duì)MP凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖5 糖基化SPI對(duì)MP凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig. 5 Effect of glycosylated SPI on the microstructure of myof i brillar protein gels

掃描電子顯微鏡是觀察凝膠微觀結(jié)構(gòu)的主要方法，通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察蛋白質(zhì)凝膠的微觀結(jié)構(gòu)可以直觀地反映凝膠的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的關(guān)系。圖5展現(xiàn)的是MP凝膠、MP與SPI和糖基化SPI按不同比例制備的混合凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。由于實(shí)驗(yàn)條件有限，MP-糖基化SPI以6∶4、5∶5形成的凝膠較弱，取樣未成功，因此沒有得到其微觀結(jié)構(gòu)圖。可以看出，MP凝膠有較好的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)均勻致密，線條纖細(xì)，形成的網(wǎng)格細(xì)小，蛋白質(zhì)間相互交聯(lián)，沒有明顯的空洞。而隨著SPI添加量的增大，混合凝膠所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越松散不規(guī)則，線條粗細(xì)不均勻，形成大小不同的空洞和斷層。這都是由于SPI的不規(guī)則碎片和小分子無(wú)序混亂地與MP混合，阻礙了MP形成較好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[31]。當(dāng)MP-SPI混合比例為6∶4和5∶5時(shí)幾乎不能觀察到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只能觀察到SPI的不規(guī)則碎片。這與馬宇翔等[27]的研究結(jié)果也是一致的，其發(fā)現(xiàn)添加SPI的混合凝膠的結(jié)構(gòu)變得粗糙。從圖5還可以發(fā)現(xiàn)，在相同比例條件下，MP-糖基化SPI形成的凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要好于MP-SPI所形成的。尤其是以9∶1混合的MP-糖基化SPI凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能與純MP凝膠相媲美，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也很致密均勻，但略有空洞形成。由此可以看出，蛋白凝膠微觀結(jié)構(gòu)決定了凝膠的質(zhì)構(gòu)特性，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越致密均勻，其硬度和彈性越好。這與圖4所展現(xiàn)的凝膠硬度和彈性是一致的。

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)復(fù)合蛋白乳化性質(zhì)、濁度、表面疏水性及凝膠質(zhì)構(gòu)特性和白度值的測(cè)定，并對(duì)凝膠微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察可知：MP-糖基化SPI的乳化活性和乳化穩(wěn)定性均較MP-SPI顯著提升（P＜0.05），并且隨著糖基化SPI所占比例的增大乳化活性呈上升趨勢(shì)；MP-糖基化SPI的濁度與表面疏水性高于MP-SPI，表面疏水性隨著糖基化SPI所占比例的增加呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，并且在同一復(fù)合比例條件下，MP-糖基化SPI的表面疏水性顯著高于MP-SPI（P＜0.05）；MP-糖基化SPI復(fù)合凝膠的硬度和彈性均顯著優(yōu)于MP-SPI復(fù)合凝膠（P＜0.05）；在一定比例條件下，MP-糖基化SPI復(fù)合凝膠的微觀結(jié)構(gòu)比MP-SPI復(fù)合凝膠更加致密均勻。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的研究得出，糖基化SPI與天然SPI相比對(duì)混合蛋白的功能性質(zhì)起到了積極的作用，從而拓寬了SPI在食品工業(yè)（尤其是肉制品）中的應(yīng)用。

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Effect of Glycosylated Soybean Protein Isolate on Functional Properties of Myof i brillar Protein

WANG Bo, YI Dong, XIE Mengying, PAN Nan, ZHANG Lili*, XIA Xiufang*
(College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)

Glycosylated soybean protein isolate (SPI) was prepared by reaction between SPI and glucose at a ratio of 1:1 (m/m) at 70 ℃ for 4 h, and its blends with myof i brillar protein (MP) at different ratios of 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 and 5:5 (m/m) were determined for emulsifying properties, turbidity, surface hydrophobicity and gel properties (texture properties, whiteness and microstructure) in order to elucidate the effect and mechanism of glycosylated SPI on the functional properties of MP. The results showed that the emulsifying properties and surface hydrophobicity of glycosylated SPI and MP blends were significantly improved compared with MP (P ＜ 0.05). The turbidity of the blended proteins rose with increasing temperature (30-80 ℃), but it decreased with higher proportion of glycosylated SPI. The gel hardness and springiness of MP and glycosylated SPI blends were signif i cantly better than those of MP and native SPI blends (P ＜ 0.05), and the gel microstructure was more compact and uniform than that of MP and native SPI blends. Compared with MP, the gel whiteness of the mixed proteins signif i cantly decreased, except for no signif i cant difference at a mixing ratio of 9:1 (P ＞ 0.05).

soybean protein isolate; glycosylation; myof i brillar protein; emulsifying properties; gel properties

10.7506/spkx1002-6630-201707011

TQ936.2

A

1002-6630（2017）07-0063-07

王博, 伊東, 謝夢(mèng)穎, 等. 糖基化大豆分離蛋白對(duì)肌原纖維蛋白功能特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(7): 63-69. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201707011. http://www.spkx.net.cn

WANG Bo, YI Dong, XIE Mengying, et al. Effect of glycosylated soybean protein isolate on functional properties of myof i brillar protein[J]. Food Science, 2017, 38(7): 63-69. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201707011. http://www.spkx.net.cn

2016-04-28

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）項(xiàng)目（2013AA102208）；黑龍江省博士后資助項(xiàng)目（LBH-15013）；黑龍江應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計(jì)劃重大項(xiàng)目（GA15B302）

王博（1992—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工。E-mail：wangbo9214@163.com

*通信作者：張莉麗（1981—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)榘l(fā)酵和蛋白質(zhì)工程。E-mail：Lilizhang2011@163.com夏秀芳（1973—），女，教授，博士，研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品加工。E-mail：Xxfang524@163.com