羅望子種仁球蛋白結(jié)構(gòu)和功能特性的構(gòu)效關(guān)系

任麗琨，安 琪，邊 鑫，陳鳳蓮，楊 楊，王 冰，艾連中，宋子波，向艷玲，石彥國(guó)，張 娜*

（1 哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院 黑龍江省食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 哈爾濱150076 2 上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院 上海200093 3 云南貓哆哩集團(tuán)食品有限責(zé)任公司 云南玉溪653100）

羅望子（Tamarindus indicaL.），又名酸角，屬豆科，是一種高大常綠喬木，多見(jiàn)于我國(guó)西南省份且多呈半野生狀態(tài)[1]。羅望子的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，其種皮富含單寧、色素；果肉富含多糖、有機(jī)酸等營(yíng)養(yǎng)成分；種仁則以蛋白質(zhì)、多糖及脂肪等為主要成分，其中多糖約占種仁的60%，常作為增稠劑和穩(wěn)定劑應(yīng)用在食品、飲料及煙草工業(yè)上，而對(duì)于提取多糖后殘?jiān)木C合利用研究甚少[2]。探究羅望子種仁多糖提取后殘?jiān)臓I(yíng)養(yǎng)成分并對(duì)其進(jìn)行綜合利用，從而實(shí)現(xiàn)種仁產(chǎn)業(yè)鏈的延長(zhǎng)刻不容緩。

Reddy 等[3]研究表明提取多糖后的羅望子種仁殘?jiān)腥院胸S富的蛋白質(zhì)，在印度、蘇丹等酸角主產(chǎn)國(guó)常被開(kāi)發(fā)成飼料。我國(guó)雖然盛產(chǎn)羅望子，然而對(duì)其科學(xué)研究起步較晚且由于提取種仁多糖后的殘?jiān)糠趾叙こ硇缘牟灰准庸さ臍堄喽嗵?，因而在工業(yè)上常當(dāng)作廢料處理，這不僅污染環(huán)境，而且資源大量浪費(fèi)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能息息相關(guān)，其氨基酸構(gòu)成、分子質(zhì)量的大小、形態(tài)和空間結(jié)構(gòu)等因素對(duì)蛋白質(zhì)的功能和理化性質(zhì)均有較大的影響，如蛋白質(zhì)的肽鍵及氨基酸側(cè)鏈能夠顯著影響其溶解性，而其乳化性質(zhì)受到自身分子大小及表面親疏水性等因素的影響[4]。自上世紀(jì)70年代以來(lái)，眾多學(xué)者相繼測(cè)定了羅望子種仁的營(yíng)養(yǎng)成分[5-7]，發(fā)現(xiàn)羅望子種仁中蛋白含量高達(dá)19.4%，且以種仁球蛋白（Tamarind seed globulin，TSG）和白蛋白為主，TSG 中含有18 種氨基酸，其中谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、組氨酸、酪氨酸及苯丙氨酸含量較高。此外，TSG 的氨基酸種類齊全，評(píng)分較高，必需氨基酸指數(shù)為71.5，除蘇氨酸和酪氨酸外其它6 種必需氨基酸俱全，尤以賴氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸最為豐富。上述研究證實(shí)羅望子種仁蛋白是一種優(yōu)質(zhì)植物蛋白資源，具有較強(qiáng)的開(kāi)發(fā)價(jià)值。目前對(duì)于羅望子種仁蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能特性及其構(gòu)效關(guān)系尚未見(jiàn)研究報(bào)道。本文以羅望子種仁提取多糖后的殘?jiān)鼮樵希崛×_望子種仁球蛋白，通過(guò)電泳、巰基二硫鍵含量及氨基酸組成等分析指標(biāo)對(duì)其蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并測(cè)定其溶解性、乳化性及乳化穩(wěn)定性，研究其構(gòu)效關(guān)系，為日后TSG 的功能注釋及開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

羅望子種仁提取多糖后殘?jiān)瑏?lái)自云南貓哆哩集團(tuán)食品有限責(zé)任公司；大豆分離蛋白，購(gòu)于山松生物制品有限公司；九三非轉(zhuǎn)基因一級(jí)大豆油，購(gòu)于九三糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司。

檸檬酸、三羥甲基氨基甲烷（Tris）、鹽酸、氫氧化鈉（均為分析純），購(gòu)于哈爾濱市化工試劑廠；SDS、TEMED、丙烯酰胺、甲醇、冰醋酸、亞甲基雙丙烯酰胺（均為分析純），購(gòu)于天津市志遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；葡聚糖凝膠SephadexG-50，購(gòu)于Summus 公司；考馬斯亮藍(lán)R-250（分析純），購(gòu)于天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。

1.2 儀器與設(shè)備

FW-135 粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；TDL-4A 離心機(jī)，上海菲恰爾分析儀器有限公司；722 紫外分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司；DYY-7C 垂直電泳儀，北京市六一儀器廠；Thermo UltiMate3000 高效液相色譜儀，上海硅儀生化科技有限公司；FJ300 高速均質(zhì)乳化機(jī)，上海滬析實(shí)業(yè)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 羅望子種仁蛋白的提取 羅望子種仁提取多糖后的殘?jiān)袣埩舳嗵呛繛椋?.86±0.45）%，采用超聲輔助堿溶酸沉法從殘?jiān)刑崛SG，將去除多糖的沉淀與pH 7.4 的Tris-HCl 緩沖液混合配置為質(zhì)量濃度為25 g/L 的溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值為12.5，使用恒溫磁力攪拌器于65 ℃下攪拌1.5 h 后放入250 W 超聲清洗器內(nèi)超聲1 h，超聲后的溶液在4 000 r/min 的條件下離心15 min，上清液備用，沉淀重復(fù)上述步驟。合并上清液，調(diào)節(jié)pH 值為T(mén)SG 的等電點(diǎn)4.6 靜置30 min 后，于8 000 r/min 離心10 min，所得沉淀即為粗TSG。再通過(guò)Osborn 法將提取過(guò)TSG 的沉淀與去離子水混合（33.3 g/L），使用恒溫磁力攪拌器室溫?cái)嚢? h，于8 000 r/min 離心15 min，所得上清液即為清蛋白，保留沉淀繼續(xù)提取鹽溶蛋白，醇溶蛋白和谷蛋白，提取操作同上，但所用溶劑不同，依次為5%的NaCl 溶液、70%乙醇和0.25%的NaOH 溶液。本試驗(yàn)主要對(duì)含量最高的，具有良好物化性質(zhì)的TSG 進(jìn)行研究，因此將提取的粗TSG 溶于去離子水調(diào)節(jié)至中性pH 7.0 再通過(guò)葡聚糖凝膠柱層析法純化，獲得高純度TSG，冷凍干燥用于后續(xù)試驗(yàn)。

1.3.2 SDS-PAGE 測(cè)定分子質(zhì)量 根據(jù)Laemmli等[9]的方法，采用SDS-PAGE 凝膠電泳測(cè)定制備的TSG 分子質(zhì)量。配制12%分離膠，5%濃縮膠，采用垂直電泳裝置電泳，考馬斯亮藍(lán)染色，通過(guò)凝膠呈像系統(tǒng)掃描，Quantity One 軟件分析。

1.3.3 巰基（SH）和二硫鍵（S-S）含量的測(cè)定 根據(jù)Wen 等[10]的方法稍加修改，對(duì)游離巰基含量進(jìn)行測(cè)定，0.5 mL 1 mg/mL TSG 溶液加入2.5 mL Tris-Gly 緩沖液（含8 mol/L 尿素，pH 8.0）和0.02 mL 4 mg/mL DTNB 快速混合，將其置于25.0 ℃水浴30 min 后用分光光度計(jì)測(cè)定在412 nm 處的吸光度值，使用公式（1）計(jì)算游離SH 含量。

式中：A412——412 nm 處吸光值；D——蛋白樣品稀釋倍數(shù)；C——樣品蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，mg/mL。

參考Wen 等[10]的方法并適當(dāng)修改，對(duì)二硫鍵含量進(jìn)行測(cè)定，0.5 mL 1 mg/mL TSG 溶液加入5 mL Tris-Gly 緩沖液（含10 mol/L 尿素，pH 8.0）和0.1 mL β-巰基乙醇，于25.0 ℃混合反應(yīng)1 h，加入30 mL TCA（質(zhì)量濃度120 g/L）沉淀大分子蛋白并于10 000 r/min 離心10 min，重復(fù)3 次，收集沉淀物溶于15 mL Tris-Gly 緩沖液（含8 mol/L 尿素，pH 8.0）中，加入0.15 mL DTNB（4 mg/mL）快速混合，將其置于25.0 ℃水浴30 min，使用紫外分光光度計(jì)在412 nm 處測(cè)定吸光度值，進(jìn)行S-S 含量的計(jì)算，公式如（2）所示。

式中：C′SH——總巰基含量，μmol/g；CSH——游離巰基含量，μmol/g。

1.3.4 氨基酸的測(cè)定 參照衛(wèi)陽(yáng)飛等[11]的方法取0.50 g 蛋白樣品加入10 mL 6 mol/L 的鹽酸，于110.0 ℃水解24 h，抽濾，經(jīng)60.0 ℃反復(fù)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)3 次，定容至10 mL，過(guò)0.45 μm 的濾膜，樣品備用。

采用PITC 柱前衍生氨基酸分析法對(duì)氨基酸含量進(jìn)行分析，精密量取800 μL 混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品溶液，置于5 mL 離心管中。加入400 μL 1 mol/L 的三乙胺乙腈溶液，混勻，隨后精密加入0.1 mol/L 異硫氰酸苯酯乙腈溶液400 μL，混勻后室溫放置1 h，加入2 mL 正己烷，劇烈振搖，靜置10 min，取下層溶液過(guò)0.22 μm 濾膜注入高效液相色譜儀中進(jìn)行色譜分析并記錄色譜圖；另精密量取樣品測(cè)定溶液400 μL，測(cè)定方法同上，參照GB 5009124-2016 對(duì)氨基酸含量進(jìn)行計(jì)算[12]。

1.3.5 溶解性的測(cè)定 參照Garcia 等[13]的方法對(duì)蛋白溶解性進(jìn)行測(cè)定，將TSG 和大豆分離蛋白溶于去離子水中配置成50 mg/mL 溶液，用2 mol/L的HCl 和NaOH 溶液調(diào)節(jié)溶液pH 值，于室溫下攪拌30 min 后以4 000 r/min 離心30 min，取上清液于280 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定紫外分光光度值。

式中：m1——上清液蛋白質(zhì)含量，g；m2——總蛋白質(zhì)的含量，g。

1.3.6 乳化性和乳化穩(wěn)定性的測(cè)定 參照Garcia等[13]的方法對(duì)蛋白乳化性和乳化穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定。將TSG 和大豆分離蛋白溶于去離子水中配置成質(zhì)量濃度為10 mg/mL 的溶液，使用2 mol/L 的HCl 和NaOH 對(duì)其pH 值進(jìn)行調(diào)節(jié)，加入等體積大豆油，10 000 r/min 高速剪切2 min，4 000 r/min 離心15 min，測(cè)量乳化層體積，液體總體積及30 min 后乳化層體積。并用如下公式計(jì)算乳化性和乳化穩(wěn)定性。

式中：V1——乳化層體積，mL；V2——30 min后乳化層體積，mL；V3——液體總體積，mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 分子質(zhì)量

采用SDS-PAGE 電泳法，以蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品為對(duì)照組，對(duì)TSG 的分子質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖1所示。圖中最左側(cè)條帶為蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品，條帶1 為上樣質(zhì)量濃度8 mg/mL 的TSG。由圖可知，TSG 主要由11 個(gè)亞基條帶組成，分布在10～70 ku，屬于低分子質(zhì)量蛋白，其中最主要亞基分布在35.34 ku 及13.83 ku 兩處，其表達(dá)量顯著高于其它分子質(zhì)量的條帶。蛋白質(zhì)的亞基組成及大小能夠影響蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)。種子球蛋白普遍包含堿性亞基及酸性亞基，分子質(zhì)量分別在20～27 ku 及30～39 ku 內(nèi)[14]，其中酸性亞基有利于蛋白溶解性的提高，這主要是由于酸性亞基的結(jié)構(gòu)疏松，有利于促進(jìn)蛋白質(zhì)分子的伸展及親水基團(tuán)的暴露[15]，從而提高蛋白質(zhì)的溶解性。而堿性亞基則有利于蛋白持油性的提高，降低蛋白的起泡能力，這可能與堿性亞基的疏水基團(tuán)較多有關(guān)[16]。蛋白亞基的大小及酸性亞基和堿性亞基的比例對(duì)蛋白溶解性、起泡性、乳化性等功能特性造成一定的影響進(jìn)而影響其在食品工業(yè)中的生產(chǎn)應(yīng)用，如：蛋白質(zhì)亞基組成及大小的不同會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)局部厚度不同，致使網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)密度形成差異[17]，蛋白大分子亞基含量的減少，有利于蛋白溶解性、乳化性、乳化穩(wěn)定性的提高[18]，進(jìn)而影響產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)及加工品質(zhì)。因此，了解蛋白的亞基組成、大小及亞基與蛋白功能特性的關(guān)系可為蛋白的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)。

圖1 TSG 電泳圖Fig.1 SDS-PAGE for TSG

2.2 巰基的二硫鍵含量

采用DTNB 比色法，探究中性條件下TSG 中總巰基、游離巰基及二硫鍵含量，結(jié)果如表1所示。

巰基是蛋白質(zhì)中最具活性的官能團(tuán)，可改善蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)而致使蛋白質(zhì)功能特性發(fā)生改變[19]，巰基發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生的二硫鍵是穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象重要的共價(jià)鍵，其可使肽鏈的空間結(jié)構(gòu)更緊密，有助于維持蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)[20]，因此，二硫鍵含量高的蛋白質(zhì)其結(jié)構(gòu)更趨于穩(wěn)定。此外，巰基和二硫鍵具有較高的生物活性，含量高時(shí)能顯著改善蛋白的結(jié)構(gòu)及表面疏水性、溶解度、乳化性和起泡性[21]，其中表面疏水性與游離巰基含量呈線性正相關(guān)，這可能是由于隨著游離巰基含量的增加，蛋白質(zhì)解折疊及疏水性殘基的暴露，導(dǎo)致蛋白表面疏水性增強(qiáng)[22]所致。二疏鍵則在乳化凝膠形成過(guò)程中對(duì)脂肪的穩(wěn)定起決定作用[23]，由表1 可知，TSG 中游離巰基含量為（33.97±2.94）μmol/g，二硫鍵含量為（44.08±3.79）μmol/g，TSG 中巰基及二硫鍵含量均較高，因此功能性質(zhì)良好，在食品工業(yè)上有極大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

表1 TSG 中巰基/二硫鍵的含量Table 1 Content of sulfhydryl/disulfide bond in TSG

2.3 氨基酸

采用PITC 柱前衍生氨基酸分析法對(duì)TSG 的氨基酸組成及含量進(jìn)行分析，結(jié)果如表2所示。由表可知TSG 氨基酸種類組成較齊全，總氨基酸含量為528.17 mg/g，其中必需氨基酸含量占總氨基酸含量（E/T）的45.85%，必需氨基酸/非必需氨基酸（E/N）比值為0.85，均顯著高于FAO/WHO 理想蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中人體必需氨基酸含量/氨基酸總含量（40%）及人體必需氨基酸含量/非必需氨基酸（0.6）標(biāo)準(zhǔn)值。在8 種必需氨基酸中，異亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸及蘇氨酸含量最為豐富，其中異亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸均高于FAO 中推薦值（異亮氨酸含量4.0%，苯丙氨酸含量6.0%、蘇氨酸含量4.0%）。但TSG 中缺少含硫氨基酸——蛋氨酸，推測(cè)可能是由于酸水解作用導(dǎo)致氨基酸損失[24]所致。此外田琨等[25]研究表明豆科植物中缺乏蛋氨酸，因此蛋氨酸的缺少也可能與TSG 提取原料有關(guān)。含硫氨基酸中除蛋氨酸外還包括半胱氨酸和胱氨酸，是蛋白質(zhì)中巰基和二硫鍵的主要來(lái)源，二者可通過(guò)氧化還原而互變。TSG 中胱氨酸的含量約占總氨基酸含量的5.89%，而青稞蛋白和大豆分離蛋白中僅為1.51%[26]，1.30%[27]，胱氨酸含量的高低直接影響巰基及二硫鍵的含量，因而致使TSG 巰基和二硫鍵含量較高。

表2 TSG 氨基酸組成及含量Table 2 Amino acid composition and content of TSG

2.4 溶解性

以大豆分離蛋白為對(duì)照組，對(duì)相同質(zhì)量濃度不同pH 值條件下大豆分離蛋白和TSG 的溶解性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖2所示。由圖可知，隨著pH值的升高，TSG 和大豆分離蛋白的溶解性均呈現(xiàn)先升高后降低而后逐漸平穩(wěn)升高的趨勢(shì)。在極端酸性條件pH 2.5 到等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解性發(fā)生驟降且在等電點(diǎn)附近時(shí)達(dá)到最小，其中TSG 溶解性從（87.66±4.87）%降低到（12.58±0.97）%，大豆分離蛋白從（94.96±3.97）%降低到（13.07±0.85）%。隨后越偏離等電點(diǎn)，TSG 及大豆分離蛋白的溶解度越高，pH 值到8.5 以后，溶解度趨于穩(wěn)定上升。由于食品加工過(guò)程中不涉及極端酸堿的處理，因此本文著重對(duì)pH 4.0～10.0 范圍內(nèi)TSG 及大豆分離蛋白的溶解性進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)TSG 在pH 4.0～10.0 條件下的溶解性優(yōu)于大豆分離蛋白，在中性條件pH 7.0 時(shí)TSG 溶解性為（76.74±2.76）%，比大豆分離蛋白高26.9%。

圖2 pH 值對(duì)TSG 和大豆分離蛋白溶解性的影響Fig.2 Effect of pH on the solubility of TSG and soybean protein isolate

蛋白質(zhì)的溶解度能夠顯著影響其它功能特性，因此常被作為評(píng)價(jià)其加工價(jià)值的重要參數(shù)。由于蛋白質(zhì)具有兩親性，因此其溶解度常受到溶液pH 值環(huán)境及離子強(qiáng)度的影響[28]。當(dāng)溶液pH 值處于蛋白質(zhì)自身等電點(diǎn)時(shí)，蛋白所帶電荷數(shù)最少，與水分子的作用最弱，此時(shí)蛋白質(zhì)分子間的相互作用力增強(qiáng)，更易發(fā)生蛋白質(zhì)聚集，因而溶解度最低；而在小于或高于等電點(diǎn)的pH 值范圍時(shí)，蛋白質(zhì)正、負(fù)電荷不平衡，蛋白質(zhì)同水分子的結(jié)合能力增強(qiáng)，溶解度隨之增加[29]。蛋白質(zhì)的氨基酸種類也是影響其親水性/疏水性平衡[30]及溶解度的重要因素，疏水氨基酸如亮氨酸、異亮氨酸等可通過(guò)疏水鍵相互結(jié)合在蛋白質(zhì)中心形成疏水區(qū)域；親水氨基酸如谷氨酸、天冬氨酸等則可與水分子形成位于蛋白外側(cè)的親水區(qū)域[31]。可見(jiàn)蛋白質(zhì)中親/疏水程度的差異使其呈現(xiàn)出不同的溶解性，TSG 的親水性氨基酸含量為54.98%，大豆分離蛋白親水性氨基酸含量為46.70%，這是TSG 蛋白溶解性高于大豆分離蛋白的主要原因。

2.5 乳化性和乳化穩(wěn)定性

采用高速剪切法，對(duì)不同pH 值條件下大豆分離蛋白和TSG 的乳化性和乳化穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖3 及圖4所示。

pH 值對(duì)TSG 和大豆分離蛋白乳化性及乳化穩(wěn)定性影響結(jié)果如圖3所示。由圖可知，隨著pH值的升高，二者變化趨勢(shì)保持一致，乳化性呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，乳化穩(wěn)定性則先升高后降低。在等電點(diǎn)pH 4.5 附近時(shí)，相較于其它pH 值條件下，兩種蛋白的乳化性均最差，乳化穩(wěn)定性最佳。在pH 4.0～10.0 范圍內(nèi)TSG 的乳化性優(yōu)于大豆分離蛋白，pH 7.0 時(shí)，TSG 及大豆分離蛋白的乳化穩(wěn)定性相同均為100%。堿性條件pH 9.5 及10.5 時(shí)TSG 的乳化性最佳為（60.53±1.81）%和（61.54±3.81）%，分別高于大豆分離蛋白9.25%，8.38%。此外由圖4 可知，pH 4.5 時(shí)TSG 和大豆分離蛋白的乳液粒徑較大，分布不均勻且覆蓋率低，此條件下蛋白不足以包裹所有油滴，因而導(dǎo)致乳化性較差。

圖3 pH 對(duì)TSG 和大豆分離蛋白乳化性和乳化穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effect of pH on emulsification and emulsification stability of of TSG and SPI

圖4 不同pH 值下TSG 和大豆分離蛋白的乳液變化及乳化程度Fig.4 Emulsion changes and emulsification degree of TSG and SPI at different pH

蛋白質(zhì)乳化性和乳化穩(wěn)定性的影響因素眾多，包含介質(zhì)的pH 值，蛋白溶解度，疏水性基團(tuán)及分子大小等[32]。穩(wěn)定的乳狀液依賴于蛋白質(zhì)的溶解度，在等電點(diǎn)處蛋白的正負(fù)電荷相互抵消，凈電荷為零，蛋白質(zhì)載量易在乳狀液界面達(dá)到最高，有利于高黏性膜的形成，因此具有較高的乳化穩(wěn)定性，且在等電點(diǎn)狀態(tài)時(shí)蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生絮凝沉淀，溶解度最小，乳化性較差[33]。當(dāng)pH 值遠(yuǎn)離等電點(diǎn)時(shí)，蛋白溶解度增加，由于表面活性組分中極性基團(tuán)的離子化引起靜電排斥作用，因而破壞界面膜的結(jié)合力[34]，致使乳化性逐漸提高，乳化穩(wěn)定性下降。同時(shí)，蛋白的高溶解度和較小分子尺寸可增強(qiáng)蛋白質(zhì)分子與脂質(zhì)之間的相互作用從而提高蛋白的乳化性[35]。此外，乳化性和乳化穩(wěn)定性還與蛋白質(zhì)的疏水-親水平衡有關(guān)，疏水-親水基團(tuán)間的失衡會(huì)導(dǎo)致蛋白的疏水性增加，進(jìn)而降低其乳化性，適量蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)的暴露可以促進(jìn)蛋白質(zhì)與油分子的相互作用，促使更多的蛋白質(zhì)包覆在油分子表面，從而降低油水界面張力，提高蛋白的乳化穩(wěn)定性[36]。另外，增加蛋白質(zhì)中游離巰基的含量有利于形成二硫鍵，可促使形成更穩(wěn)定和致密的界面膜[37]。TSG 的溶解性較好，分子質(zhì)量較小，游離巰基含量高，這些因素均導(dǎo)致其乳化性能優(yōu)于大豆分離蛋白。

乳液的油滴粒徑及蛋白覆蓋率是評(píng)價(jià)其乳化性及乳化穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。粒徑越小，乳液析出速率越慢，因而乳化液越穩(wěn)定[38]；同時(shí)較小的油滴粒徑可使蛋白質(zhì)形成維持較大表面積的界面膜，增強(qiáng)蛋白質(zhì)展開(kāi)和包裹油滴的能力[39]。若蛋白質(zhì)覆蓋率不足或油相大面積暴露，油滴為保持穩(wěn)定趨于與鄰近油滴共享蛋白質(zhì)，致使蛋白絮凝形成極不穩(wěn)定的乳液[40]；而當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)覆蓋率較高時(shí)，蛋白質(zhì)分子可完全包裹油滴，且蛋白質(zhì)分子層之間的作用力，如空間排斥和靜電排斥等，可使乳液更加穩(wěn)定。由圖3 可知，TSG 和大豆分離蛋白的乳化穩(wěn)定性均較高，TSG 的乳液平均粒徑小，蛋白覆蓋率高，這是其乳化性優(yōu)于大豆分離蛋白的原因。因此，TSG 較高的乳化性和乳化穩(wěn)定性使其在產(chǎn)品配方和食品工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)論

本文主要研究TSG 的結(jié)構(gòu)，功能特性及構(gòu)效關(guān)系，結(jié)果表明TSG 的分子質(zhì)量分布在10～70 ku，且在35.34 及13.83 ku 處的蛋白表達(dá)量最高，為低分子質(zhì)量蛋白質(zhì)。TSG 中游離巰基及二硫鍵含量較高，分別為（33.97±2.94）μmol/g，（44.08±3.79）μmol/g。氨基酸組成分析結(jié)果顯示TSG 中氨基酸種類較齊全，其中必需氨基酸含量為45.85%，親水性氨基酸含量為54.98%。對(duì)TSG 功能特性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其具有良好的溶解性、乳化性和乳化穩(wěn)定性，這與構(gòu)效分析結(jié)果相符合。由此可見(jiàn)，蛋白質(zhì)的功能特性與其分子的大小、巰基二硫鍵含量、氨基酸構(gòu)成等因素密切相關(guān)。此外，上述結(jié)果表明TSG 的分子質(zhì)量較小，游離巰基及親水氨基酸含量較高，其溶解性、乳化性優(yōu)于大豆分離蛋白。因此，該TSG 蛋白在食品工業(yè)中擁有廣泛的市場(chǎng)前景也為日后TSG 的研究及開(kāi)發(fā)利用提供了一定的科學(xué)依據(jù)。