擠壓預(yù)處理酶解修飾大豆蛋白乳化特性的研究進(jìn)展

朱秀清，劉燕清，朱 穎，姜永鵬，劉琳琳

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，黑龍江省普通高校食品科學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江省谷物食品與谷物資源綜合加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150076）

大豆不僅是全世界種植范圍最廣、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高的豆科植物之一，而且是重要的蛋白質(zhì)來(lái)源。大豆中的蛋白質(zhì)含量比谷類及薯類植物高，為40%左右，且富含人體所需的所有必需氨基酸，其營(yíng)養(yǎng)和生物學(xué)價(jià)值可與動(dòng)物蛋白媲美，可替代動(dòng)物蛋白質(zhì)在食品工業(yè)中的應(yīng)用[1-4]。大豆蛋白是由多種L型氨基酸組成的大分子，由于其優(yōu)異的兩親性和成膜性被廣泛用作食品工業(yè)中的乳化劑。蛋白質(zhì)作為表面活性分子可通過(guò)在空氣-水/油-水界面處的吸附、展開(kāi)和重排來(lái)有效地穩(wěn)定泡沫和乳液[5-7]。乳化特性是大豆蛋白作為食品功能成分的重要功能特性，現(xiàn)代食品加工中需要乳化特性優(yōu)良的大豆蛋白來(lái)發(fā)揮乳化劑的作用。與低分子質(zhì)量乳化劑不同，天然大豆蛋白分子質(zhì)量大、結(jié)構(gòu)緊密，不能快速移動(dòng)至界面完成有效吸附，導(dǎo)致乳化特性不夠理想[8]。因此，為了獲得具有更優(yōu)良乳化特性的大豆蛋白，擴(kuò)大其在現(xiàn)代食品加工中的應(yīng)用范圍，需要篩選合適的改性方法。

修飾大豆蛋白功能特性的方法主要有3 種，即物理、化學(xué)和酶解改性技術(shù)。酶解改性技術(shù)由于其反應(yīng)條件溫和、副反應(yīng)及其產(chǎn)物少、水解程度易于控制而被廣泛用于改善蛋白質(zhì)功能[9]。蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的理化和功能性質(zhì)主要受水解度和蛋白酶種類的影響。許多研究表明，對(duì)球狀蛋白質(zhì)進(jìn)行水解可提高其溶解度，暴露分子內(nèi)部的疏水殘基并減小分子質(zhì)量，進(jìn)而改善其乳化特性[10-11]。大豆蛋白中致密的三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致許多酶促位點(diǎn)被包埋，降低了酶解效果，而擠壓預(yù)處理可改善蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。有研究表明，物料經(jīng)過(guò)擠壓后，其酶促位點(diǎn)數(shù)量增加，有利于進(jìn)行酶解處理，從而提升物料的水解度，導(dǎo)致所得水解產(chǎn)物的理化性質(zhì)發(fā)生顯著變化，說(shuō)明擠壓是有效促進(jìn)蛋白水解的預(yù)處理方法之一[12-13]。

本文通過(guò)闡述擠壓預(yù)處理、酶解修飾和擠壓預(yù)處理聯(lián)合酶解對(duì)大豆蛋白乳化特性的影響，為研究擠壓預(yù)處理聯(lián)合酶促過(guò)程改善大豆蛋白乳化特性的機(jī)制及生產(chǎn)應(yīng)用提供理論支撐。

1 大豆蛋白的乳化特性

蛋白質(zhì)分子的吸收、展開(kāi)和復(fù)位速率會(huì)影響其乳化特性，而蛋白質(zhì)分子內(nèi)部自由能的減少和膜的流變性會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性。大豆蛋白分子中同時(shí)含有親水和親油基團(tuán)，可以降低油相和水相的界面張力并促進(jìn)乳狀液的形成。形成乳狀液后，乳化的油滴被聚集在其表面的蛋白質(zhì)所穩(wěn)定，形成界面膜，該界面膜具有位阻，可有效防止油滴的聚集和絮凝，有利于保持乳液的穩(wěn)定。因此，大豆蛋白主要是通過(guò)降低水和油之間的界面張力來(lái)形成乳液，并通過(guò)在界面形成物理屏障來(lái)穩(wěn)定乳液，所以大豆蛋白水解物良好的界面成膜性有利于發(fā)揮其乳化特性[14-15]。

1.1 影響大豆蛋白乳化特性的因素

1.1.1 內(nèi)部因素

與其他乳化劑相比，大豆蛋白乳化特性更易受到可溶性蛋白的空間結(jié)構(gòu)、變性程度、溶解性、疏水基團(tuán)的分布（表面疏水性）和柔性等內(nèi)部因素影響。

大豆蛋白的空間結(jié)構(gòu)會(huì)影響其乳化特性，空間結(jié)構(gòu)松散，隱藏在大豆蛋白分子內(nèi)部的疏水性基團(tuán)暴露，可有效提高蛋白在油-水界面和空氣-水界面的吸附能力，從而提高乳化特性；反之，空間結(jié)構(gòu)致密，疏水基團(tuán)被隱藏在分子內(nèi)部，導(dǎo)致其乳化特性不理想[16-18]。源博恩[19]發(fā)現(xiàn)，改性后的大豆蛋白空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，形成數(shù)量更多、體積更小的可溶性聚集體，能有效降低表面張力，從而提高其功能特性。

大豆蛋白的溶解性和表面疏水性是決定乳化活性的主要因素，而分子柔性對(duì)乳化穩(wěn)定性至關(guān)重要。關(guān)天琪[20]發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)乳化特性隨表面疏水性的升高而提高，說(shuō)明乳化特性取決于蛋白質(zhì)的油水結(jié)合能力，與蛋白質(zhì)的疏水殘基有關(guān)。蛋白質(zhì)的疏水基團(tuán)能同時(shí)與油和水分子相互作用，從而在乳液形成過(guò)程中迅速吸收到油滴表面，達(dá)到改善其乳化特性的目的。表面疏水性、柔性分別是影響蛋白質(zhì)表面活性的靜態(tài)因素和動(dòng)態(tài)因素。Zhu Ying等[21]通過(guò)研究大豆蛋白的柔性發(fā)現(xiàn)，7S球蛋白較11S球蛋白的柔性更好，柔性更好的蛋白質(zhì)可確保多肽鏈骨架的解折疊，賦予它們出色的乳化特性。

1.1.2 外界環(huán)境因素

大豆蛋白的表面活性較好，可有效降低油-水界面的張力，并通過(guò)形成界面膜來(lái)穩(wěn)定乳液，但大豆蛋白乳化特性除了受內(nèi)部因素影響，還受加工方式、pH值、離子濃度、溫度等外界環(huán)境因素所影響。

殷軍等[22]發(fā)現(xiàn)，在不同加工條件下得到的大豆蛋白乳化特性差異較大，改性后大豆?jié)饪s蛋白（soybean protein concentrate，SPC）和大豆分離蛋白（soybean protein isolate，SPI）的乳化特性均得到顯著的提高。楊昱等[23]采用極端酸（pH 1～4）和極端堿（pH 10～13）處理SPI，發(fā)現(xiàn)極端酸堿處理會(huì)提高SPI的溶解性、表面疏水性和乳化特性。極端酸或極堿端處理均會(huì)使SPI的天然結(jié)構(gòu)打開(kāi)，促進(jìn)蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，進(jìn)而改善溶解性和乳化特性。孫燕婷等[24]經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，NaCl溶液會(huì)降低SPI溶解性和乳化特性；隨著攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的升高，SPI的溶解性和乳化特性均先升高后降低。

1.2 大豆蛋白乳化特性的改性方法

化學(xué)改性、物理改性和酶解改性技術(shù)是大豆蛋白乳化特性改性的主要方法。可通過(guò)不同處理方法來(lái)改變蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)的分布模式，進(jìn)而改變其空間結(jié)構(gòu)以達(dá)到改善大豆蛋白乳化特性的目的。不同處理方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此，選擇合適的改性方法可以拓寬大豆蛋白乳化特性在食品工業(yè)中的應(yīng)用。

化學(xué)改性因其安全性較低已較少使用。酶解改性是通過(guò)酶反應(yīng)達(dá)到改變蛋白質(zhì)分子的大小、空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改善其乳化特性的目的。酶解改性的作用條件較為溫和，對(duì)大豆蛋白結(jié)構(gòu)的破壞較小，又能起到改善其乳化特性的作用，因此較為常用。物理改性主要是通過(guò)擠壓、超聲、超高壓和熱處理改變蛋白質(zhì)天然結(jié)構(gòu)和分子間聚集方式，達(dá)到改善其乳化特性的目的。物理改性具有安全性較好、成本較低、耗時(shí)短的優(yōu)點(diǎn)。不同物理處理方法對(duì)SPI柔性和乳化特性產(chǎn)生不同的影響，但處理后SPI的乳化特性均隨柔性的上升而上升[25]。天然大豆蛋白三、四級(jí)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜緊密，僅用一種改性方法改善乳化性不能達(dá)到預(yù)期效果，兩種方法綜合使用更能顯著提高乳化特性。

2 擠壓對(duì)大豆蛋白乳化特性的影響

2.1 擠壓對(duì)大豆蛋白的作用原理

擠壓是常用的物理改性方法之一，擠壓過(guò)程中產(chǎn)生的高溫、高壓和高剪切力會(huì)破壞大豆蛋白的天然結(jié)構(gòu)，打開(kāi)分子鏈，導(dǎo)致β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)卷曲含量增加，暴露出分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)，在疏水相互作用、氫鍵、二硫鍵等非共價(jià)鍵的共同作用下形成分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)聚集體，使蛋白質(zhì)的溶解性降低，進(jìn)而影響其乳化特性能，其大豆蛋白擠壓機(jī)理如圖1所示。Silva等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在擠壓過(guò)程中大豆蛋白游離巰基和總巰基含量增加，而二硫鍵含量下降。Beck等[27]用傅里葉變換紅外光譜儀研究擠壓溫度和轉(zhuǎn)速對(duì)蛋白構(gòu)象影響發(fā)現(xiàn)，擠壓過(guò)程β-轉(zhuǎn)角含量增加，α-螺旋含量下降，但β-折疊（反向折疊）含量沒(méi)有顯著變化，因此聚集體的β-結(jié)構(gòu)是維持其構(gòu)象穩(wěn)定的重要因素。

圖1 大豆分離蛋白擠壓機(jī)理圖[28]Fig. 1 Conformational changes of soy protein isolate after extrusion[28]

2.2 擠壓條件對(duì)大豆蛋白乳化特性的影響

擠壓過(guò)程中物料水分、擠壓溫度以及螺桿轉(zhuǎn)速等因素不同會(huì)導(dǎo)致蛋白變性程度和聚合程度不同，因此，蛋白擠出物具有不同的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特性，進(jìn)而對(duì)乳化特性產(chǎn)生影響[29]。即蛋白質(zhì)分子的變性程度與大豆蛋白的乳化特性密切相關(guān)，變性的程度由物料水分、擠壓溫度和螺桿轉(zhuǎn)速等擠壓條件所決定。

物料水分含量的增加，不僅會(huì)增強(qiáng)二硫鍵與氫鍵之間的相互作用，而且會(huì)增強(qiáng)二硫鍵與疏水相互作用之間的相互作用（P＜0.05）；與此同時(shí)還會(huì)減少聚集程度以及擠出機(jī)內(nèi)不同區(qū)域之間蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用和蛋白質(zhì)亞基之間的差異，這些結(jié)構(gòu)的變化都對(duì)蛋白質(zhì)的乳化特性起積極作用[30]。即增加水分含量對(duì)大豆蛋白乳化特性起積極作用。擠壓過(guò)程中化學(xué)鍵的變化過(guò)程顯示疏水相互作用、氫鍵、二硫鍵等非共價(jià)鍵共同維持?jǐn)D出物的結(jié)構(gòu)，并且非共價(jià)鍵起到維持?jǐn)D出蛋白空間結(jié)構(gòu)的主要作用。擠出過(guò)程蛋白質(zhì)變性，大豆蛋白形成分子質(zhì)量較大的蛋白聚集體，從而增加交聯(lián)[31]。蛋白質(zhì)通過(guò)機(jī)械剪切發(fā)生解離/解聚，機(jī)械能不斷增加導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚集體解聚的程度增強(qiáng)[32]。在不同溫度和剪切條件下，部分蛋白質(zhì)發(fā)生變性將提高蛋白質(zhì)的表面活性，表面活性的提高有助于在空氣-水和油-水界面處吸收并形成界面膜，界面膜的形成有助于乳液的穩(wěn)定。擠壓過(guò)程中蛋白質(zhì)的加熱可能改變蛋白質(zhì)表面親水和疏水位點(diǎn)的分布模式，使隱藏在折疊結(jié)構(gòu)中的疏水基團(tuán)暴露出來(lái)，從而影響其表面活性和乳化特性[33]。

Mozafarpour等[34]研究發(fā)現(xiàn)，擠壓處理降低SPC的溶解性和表面疏水性，與天然SPC相比，擠出的蛋白質(zhì)α-螺旋結(jié)構(gòu)比例降低，但β-螺旋結(jié)構(gòu)比例增加。SPC擠壓后在均質(zhì)機(jī)內(nèi)形成水包油乳液的過(guò)程中，均質(zhì)處理施加的機(jī)械力會(huì)破壞熱誘導(dǎo)聚集體，使其迅速移動(dòng)至油-水界面上，完成有效吸附，并在液滴周圍形成一層保護(hù)層，防止它們?cè)谂鲎策^(guò)程中結(jié)合，利于提高大豆蛋白乳化特性[35]。均質(zhì)化后，擠出的SPC結(jié)構(gòu)中無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)的比例顯著增加，SPC的乳化特性得到改善。隨均質(zhì)壓力不斷升高，剪切作用力增強(qiáng)，蛋白質(zhì)分子粒徑降低，乳化特性得到改善；當(dāng)均質(zhì)壓力大于35 MPa時(shí)，蛋白質(zhì)分子受到的剪切效應(yīng)和熱效應(yīng)過(guò)強(qiáng)，蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變性，溶解性和表面疏水性降低，導(dǎo)致乳化特性降低[36-38]。還有研究表明，在均質(zhì)過(guò)程中，除機(jī)械力外，其均質(zhì)次數(shù)也會(huì)影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和乳化特性。Xu Yeye等[39]研究發(fā)現(xiàn)，表面疏水性、柔性和乳化活性均隨均質(zhì)次數(shù)增加（0～3 次）而增加，但繼續(xù)均質(zhì)（3～4 次）其柔性、乳化特性的變化趨勢(shì)不明顯，表面疏水性繼續(xù)增加。且有研究證明，大豆蛋白的柔性與乳化活性、乳化穩(wěn)定性呈正相關(guān)[40-41]。

綜上，擠壓過(guò)程中的剪切效應(yīng)和熱效應(yīng)使蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變性，部分蛋白質(zhì)裂解為多肽和氨基酸，造成分子內(nèi)部疏水基團(tuán)暴露，促進(jìn)蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，利于蛋白酶進(jìn)行水解作用，進(jìn)而改善大豆蛋白的乳化特性。

3 酶解對(duì)大豆蛋白乳化特性的影響

酶改性技術(shù)通常是通過(guò)酶解反應(yīng)對(duì)蛋白質(zhì)分子作用，使大分子酶解成小分子，增加表面電荷、暴露分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的理化和功能特性[42-43]。一定程度的酶解促進(jìn)蛋白質(zhì)分子鏈的伸展，使蛋白質(zhì)分子分解成小分子多肽，同時(shí)分子內(nèi)部疏水基團(tuán)暴露，促進(jìn)蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，且隨水解度的增加，大豆蛋白的溶解性和表面疏水性均增加，對(duì)蛋白質(zhì)的乳化特性起積極作用。

3.1 影響酶解反應(yīng)的因素

酶屬于敏感物質(zhì)，種類不同，其酶切位點(diǎn)和作用方式不同，對(duì)同一底物的水解效率不同。酶切位點(diǎn)的可及性會(huì)影響水解過(guò)程中肽的大??；酶的種類會(huì)影響酶水解產(chǎn)物的理化性質(zhì)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和酶的特異性共同作用導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能性質(zhì)發(fā)生改變。影響酶解的因素主要有溫度、時(shí)間、pH值、底物濃度、加酶量，其中 pH值、溫度和時(shí)間影響最大[44]。有研究報(bào)道，在適當(dāng)溫度下用微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶對(duì)蠶豆蛋白分離物處理適當(dāng)時(shí)間對(duì)蛋白的乳化特性起到積極作用；而處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和溫度過(guò)高，乳液的乳化活性降低，這是由于表面疏水性過(guò)度增加，蛋白質(zhì)加速氧化和液滴聚集[45]。

3.2 酶解改性對(duì)大豆蛋白乳化特性的影響

大豆蛋白的酶解改性效果與蛋白酶種類息息相關(guān)，選擇合適的蛋白酶對(duì)酶解修飾大豆蛋白乳化特性非常重要。黃薇等[46]研究了6 種蛋白酶酶解大豆蛋白的過(guò)程變化規(guī)律，結(jié)果表明，堿性蛋白酶水解大豆蛋白的能力最強(qiáng)，可改善疏水性側(cè)鏈基團(tuán)的分布，利于提高大豆蛋白乳化特性。Alcalase限制性蛋白酶的水解作用有利于保持大豆蛋白的表面活性，對(duì)大豆蛋白的乳化特性起積極作用。因此，很多關(guān)于大豆蛋白乳化特性的研究都采用Alcalase水解。劉汝萃等[47]利用Alcalase水解SPI，發(fā)現(xiàn)SPI的溶解性隨水解度增加而增加，溶解性增加對(duì)改善乳化特性起積極作用。已有研究證明，溶解性與乳化活性和乳化穩(wěn)定性指數(shù)均呈顯著正相關(guān)，即隨溶解性增加，Alcalase水解SPI產(chǎn)物的乳化特性得到改善[48]。蛋白質(zhì)溶解性、表面疏水性與其含有的疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)的比例、分布有關(guān)，溶解性增加也可能與小肽的形成有關(guān)。

大豆蛋白經(jīng)過(guò)不同酶解時(shí)間得到不同水解度的水解物，水解度對(duì)大豆蛋白的乳化特性有一定影響[49]。適度水解利于SPI的表面活性改善和乳化特性的提高；而過(guò)度水解導(dǎo)致生成的多肽表面活性降低，不利于提高乳化特性。曹承旭等[50]對(duì)籽瓜種子進(jìn)行酶解研究發(fā)現(xiàn)，不同酶解時(shí)間生成的產(chǎn)物水解度不同，水解度越高，乳化特性越好，且酶解4 h水解度最大，乳化活性最好，而乳化穩(wěn)定性在酶解2 h 時(shí)最好，于愛(ài)華等[51]得到了相同的結(jié)論。不同水解度的蛋白水解物其功能性質(zhì)有所不同，輕微水解對(duì)乳化穩(wěn)定性不利，但低水解度大豆蛋白酶解液的乳化活性得到改善。Panizzolo研究發(fā)現(xiàn)，大豆分離蛋白酶解結(jié)束后降低pH值至2滅酶，得到的大豆分離蛋白水解物（soybean protein isolated hydrolysates，SPIH）比未滅酶處理組表現(xiàn)出更好的乳化特性?？赡苁且?yàn)橥ㄟ^(guò)酸處理使剩余的大豆蛋白發(fā)生解離和變性，有利于在界面處形成具有良好內(nèi)聚力和黏彈性的薄膜。而微水解對(duì)冷凍停止酶反應(yīng)的SPIH的乳化特性無(wú)益[52]。在不同乳液中，乳狀液的穩(wěn)定性與液滴粒徑、液滴行為、界面蛋白濃度和界面膜的黏彈性密切相關(guān)。

單一酶解有利于改善蛋白質(zhì)功能特性，但有時(shí)單一酶解改性會(huì)因?yàn)槊盖形稽c(diǎn)被包裹在蛋白質(zhì)分子內(nèi)部而達(dá)不到預(yù)期效果，酶解之前對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理能解決這一問(wèn)題。李秋慧等[53]通過(guò)磷脂輔助酶法對(duì)SPI進(jìn)行改性，發(fā)現(xiàn)在一定酶解時(shí)間內(nèi)，磷脂酶解產(chǎn)物可通過(guò)促進(jìn)乳化體系在水-油界面上形成穩(wěn)定的界面膜提高乳液的穩(wěn)定性。除此之外，李慧娜[54]通過(guò)超聲波輔助酶解SPC，并對(duì)其乳液穩(wěn)定性的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)超聲預(yù)處理后的SPC酶敏感性增強(qiáng)，乳化能力得到改善，效果較單獨(dú)酶解或單獨(dú)超聲改性都好。?；勖舻萚55]也采用超聲波輔助酶解研究米糠蛋白的表面活性，發(fā)現(xiàn)超聲波輔助酶解有利于改善米糠蛋白的溶解性和乳化活性，不利于提高乳化穩(wěn)定性。物理改性和酶解法聯(lián)合，除采用超聲波輔助酶解外，也有關(guān)于擠壓聯(lián)合酶解修飾大豆蛋白乳化特性的研究，但現(xiàn)有報(bào)道較少。

4 擠壓-酶解對(duì)大豆蛋白乳化特性的影響

天然大豆蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)非常緊密，蛋白質(zhì)肽鏈上的肽鍵不易被水解，但經(jīng)過(guò)擠壓處理后，大豆蛋白分子被打開(kāi)，暴露出更多隱藏在蛋白質(zhì)內(nèi)部的酶切位點(diǎn)，有利于水解，使得溶解性增加，進(jìn)而改善其乳化特性。即擠壓-酶解聯(lián)合處理對(duì)大豆蛋白乳化特性起積極作用，其機(jī)理如圖2所示。

圖2 擠壓-酶解大豆蛋白的乳化機(jī)理圖[56]Fig. 2 Changes in emulsifying properties of soy protein isolate after extrusion-enzymatic treatment[56]

Clemente[57]發(fā)現(xiàn)酶解可以增強(qiáng)或降低大豆蛋白的功能特性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。Lamsal等[58]評(píng)價(jià)了酶解擠壓大豆粉的功能特性，并證明了擠壓過(guò)程影響大豆蛋白的功能和感官特性。Surówka等[59]發(fā)現(xiàn)大豆蛋白經(jīng)擠壓預(yù)處理后，其所有亞基都能被酶快速降解。擠壓預(yù)處理與酶解修飾對(duì)大豆蛋白乳化特性及其他特性有協(xié)同增效作用，且無(wú)副作用。李楊等[60]采用擠壓-酶解修飾SPI乳化特性，發(fā)現(xiàn)擠壓預(yù)處理使大豆蛋白分子結(jié)構(gòu)打開(kāi)，暴露出更多的酶切位點(diǎn)，可促進(jìn)SPI水解，有利于提高其水解度、溶解性和表面疏水性，進(jìn)而達(dá)到改善大豆蛋白乳化特性的目的。Chen Lin等[61]的研究證實(shí)了擠壓預(yù)處理會(huì)使大豆蛋白的天然結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)而暴露出更多酶切位點(diǎn)，有利于蛋白酶水解，從而改善其乳化特性。在酸性條件下，大豆蛋白乳化特性會(huì)有所下降，為提高酸性條件下的乳化特性，趙彩紅等[62]采用擠壓膨化與菠蘿蛋白酶復(fù)合方法改性SPI，使得SPI乳化特性得到顯著提高。綜合目前擠壓-酶解改善大豆蛋白水解產(chǎn)物功能性質(zhì)的研究結(jié)果，擠壓預(yù)處理協(xié)同酶解對(duì)蛋白的吸水性、溶解性均有促進(jìn)作用，進(jìn)而改善其乳化特性[63]。蛋白質(zhì)良好的溶解性可促進(jìn)其在水包油乳液界面遷移，包裹油滴形成物理界面層，與此同時(shí)表面電荷產(chǎn)生排斥力阻止聚集，有利于維持乳液的穩(wěn)定狀態(tài)。良好的溶解性是蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定乳液體系的先天條件，當(dāng)溶解性改善，乳化特性也得到一定程度的改善。蛋白質(zhì)的表面疏水性可以反映蛋白質(zhì)分子的聚集趨勢(shì)和表面疏水基團(tuán)的數(shù)量。親水和疏水基團(tuán)的平衡有利于提高大豆蛋白乳化特性，親水性過(guò)強(qiáng)，顆粒吸附到油滴表面的能力減弱，會(huì)發(fā)生破乳現(xiàn)象；疏水性過(guò)強(qiáng)則會(huì)降低水溶性和表面活性[64]。Ma Wenjun等[65]以大豆蛋白為原料，采用擠壓聯(lián)合酶解的方式，考察大豆蛋白構(gòu)象和功能變化。采用3 種擠壓溫度（60、80 ℃和100 ℃）預(yù)處理后進(jìn)行酶解，發(fā)現(xiàn)擠壓酶解處理顯著改變了大豆蛋白的空間結(jié)構(gòu)和功能特性，如二硫鍵數(shù)量急劇增加，巰基數(shù)量減少，并且隨著擠壓溫度升高和水解時(shí)間的延長(zhǎng)，大豆蛋白的持水性和溶解度增加。擠壓處理有利于提高蛋白質(zhì)的乳化活性，但會(huì)降低蛋白質(zhì)的乳化穩(wěn)定性。因此，大豆蛋白通過(guò)擠壓預(yù)處理，不僅在擠壓套筒內(nèi)促進(jìn)了蛋白-脂質(zhì)復(fù)合體形成，同時(shí)更有利于蛋白酶對(duì)蛋白質(zhì)擠出物進(jìn)行水解，從而使其乳化特性得到明顯改善。

綜上所述，擠壓預(yù)處理聯(lián)合酶解改性改變了疏水基團(tuán)的分布模式，顯著改善大豆蛋白的乳化特性。擠壓聯(lián)合酶解方法是一種高效的球狀蛋白功能修飾方法。

5 結(jié) 語(yǔ)

天然大豆蛋白結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，大部分疏水基團(tuán)被隱藏在分子內(nèi)部，肽鏈折疊盤旋，形成致密球狀結(jié)構(gòu)，不利于酶解。對(duì)大豆蛋白進(jìn)行預(yù)處理，可破壞其天然結(jié)構(gòu)，暴露出更多的酶切位點(diǎn)，從而有利于酶解。擠壓處理是一種高效的預(yù)處理方法，經(jīng)過(guò)擠壓預(yù)處理后的SPI分子鏈打開(kāi)，暴露出被隱藏的酶切位點(diǎn)，利于酶解的進(jìn)行，進(jìn)而改善其乳化特性。因此，擠壓聯(lián)合酶解法是一種高效的球蛋白改性方法。大豆蛋白擠壓預(yù)處理酶解修飾大豆蛋白乳化特性的研究有助于拓寬擠壓輔助酶解處理在大豆蛋白相關(guān)食品體系中的應(yīng)用領(lǐng)域。但目前此類研究還較少，其作用機(jī)理還有待進(jìn)行更深入的研究。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，隨著新工藝技術(shù)的發(fā)展，必將大力推動(dòng)擠壓輔助酶解改性大豆蛋白在工業(yè)上的發(fā)展與應(yīng)用。