燕麥蛋白糖基化改性研究

張 蓓 郭曉娜 朱科學(xué) 彭 偉 周惠明

(江南大學(xué)食品學(xué)院 江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心，無(wú)錫 214122)

燕麥蛋白糖基化改性研究

張 蓓 郭曉娜 朱科學(xué) 彭 偉 周惠明

(江南大學(xué)食品學(xué)院 江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心，無(wú)錫 214122)

為改善燕麥分離蛋白的功能性質(zhì)，拓寬其在食品工業(yè)中的應(yīng)用，采用糖基化反應(yīng)對(duì)燕麥分離蛋白進(jìn)行改性。研究糖的種類(木糖、葡萄糖、乳糖、20 ku葡聚糖和40 ku葡聚糖)和糖基化反應(yīng)進(jìn)程對(duì)燕麥分離蛋白功能性質(zhì)的影響。在90 ℃、pH 9反應(yīng)條件下，測(cè)定糖基化反應(yīng)的接枝度、褐變程度、SDS-PAGE及糖基化產(chǎn)物的溶解性和乳化性。結(jié)果表明：木糖與燕麥分離蛋白反應(yīng)的接枝度和褐變程度最大，pH下降最快，表明低分子量的木糖與燕麥蛋白反應(yīng)速度最快，其次是葡萄糖、乳糖、20 ku葡聚糖和40 ku葡聚糖。SDS-PAGE電泳證實(shí)燕麥分離蛋白與不同糖發(fā)生共價(jià)結(jié)合。研究糖基化產(chǎn)物功能性質(zhì)發(fā)現(xiàn)，葡萄糖與燕麥分離蛋白的糖基化產(chǎn)物溶解度大幅提高。多糖特別是40 ku葡聚糖與燕麥分離蛋白生成的糖基化產(chǎn)物具有較高的乳化活性和乳化穩(wěn)定性。

燕麥蛋白 糖基化反應(yīng) 溶解性 乳化性

燕麥作為一種特色雜糧作物，富含蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)素，被譽(yù)為谷物中最好的全價(jià)食品之一[1]。燕麥中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約16%，在谷物中居于首位；其中球蛋白含量很高超過(guò)50%，由6個(gè)亞基通過(guò)非共價(jià)鍵組成寡聚蛋白，三級(jí)結(jié)構(gòu)和大豆球蛋白相似[2]。燕麥蛋白具有良好的營(yíng)養(yǎng)特性，氨基酸組成平衡，生物價(jià)(BV)為72～75，是植物蛋白中的佼佼者[3]。因此燕麥蛋白作為一種優(yōu)質(zhì)谷物蛋白資源受到關(guān)注，其研究主要集中在提取及性質(zhì)研究。與大豆蛋白相比，其功能性質(zhì)較差限制了在食品體系中的應(yīng)用。對(duì)燕麥蛋白進(jìn)行改性，提高其功能性質(zhì)是急需解決的問(wèn)題。

糖基化反應(yīng)指在無(wú)化學(xué)試劑參與下，通過(guò)自發(fā)美拉德反應(yīng)使蛋白質(zhì)ε-氨基與糖的還原性羰基末端結(jié)合，生成具有優(yōu)越功能性質(zhì)的蛋白-糖共價(jià)復(fù)合物，符合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)天然食品與日俱增的要求，有廣泛的前景。大量研究證明糖基化是一種較為理想的改性方法，改性產(chǎn)物的溶解性、乳化性、持水/油性等性質(zhì)有不同程度的提高，研究集中在乳清蛋白、酪蛋白、大豆蛋白等，谷物蛋白研究較少[4]。燕麥蛋白質(zhì)的改性方法有酶解、琥珀?；兔擋０返?，糖基化改善燕麥蛋白質(zhì)功能性質(zhì)研究較少。本研究通過(guò)測(cè)定糖基化反應(yīng)的接枝度、褐變程度、SDS-PAGE及改性產(chǎn)物的溶解性和乳化性，探討反應(yīng)進(jìn)程及糖(木糖、葡萄糖、乳糖、20 ku葡聚糖和40 ku葡聚糖)對(duì)燕麥分離蛋白功能性質(zhì)的影響，以期獲得具有良好功能特性的燕麥分離蛋白，為燕麥資源的深度開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

燕麥粒、福臨門一級(jí)大豆油：市售；TNBS、丙烯酰胺、亞甲基雙丙烯酰胺、疊氮化鈉：Sigma公司；木糖、葡萄糖、乳糖、葡聚糖：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

消化爐：上海纖檢儀器有限公司；K9840自動(dòng)定氮儀：濟(jì)南海能儀器有限公司；T18 Basic高速分散機(jī)：德國(guó)IKA集團(tuán) ；CR21GⅢ高速冷凍離心機(jī)：日本日立公司；T6 新世紀(jì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 燕麥分離蛋白(OPI)的制備

參考Liu等[5]的方法分離制備，采用兩次堿溶酸沉法。燕麥粒磨粉→正己烷脫脂→堿提1 mol/L NaOH調(diào)pH 9.5、料水比(m/V)=1∶10、攪拌2 h→離心(4 000r/min，15 min)得上清液→沉淀重復(fù)上述操作→酸沉1 mol/L HCl調(diào)pH至4.5→離心(4 000 r/min，15 min)得沉淀→水洗沉淀2次，調(diào)pH 7→冷凍干燥→燕麥分離蛋白。蛋白含量的測(cè)定參照 GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》，采用凱氏定氮法(F值取 5.83)測(cè)的燕麥分離蛋白純度為(90.62±1.03)%。

1.2.2 燕麥蛋白-糖共價(jià)復(fù)合物制備

借鑒Zhu等[6]的方法，準(zhǔn)確稱取一定量燕麥分離蛋白到20 mmol/L、 pH 9磷酸鹽緩沖液中，配制成2%蛋白溶液，室溫?cái)嚢枋沟鞍淄耆稚ⅰ０凑盏鞍住锰?∶1向蛋白溶液加入糖混合攪拌，并用1 mol/L NaOH調(diào)節(jié)pH至9。添加0.02%疊氮化鈉抑制微生物生長(zhǎng)，放置在4 ℃冰箱過(guò)夜保證充分水化。次日將樣品分裝至試管，置于90 ℃水浴下加熱反應(yīng)，以單獨(dú)加熱的燕麥分離蛋白作為對(duì)照，到達(dá)反應(yīng)時(shí)間后取樣，并立即于冰水中冷卻終止反應(yīng)。

1.2.3 接枝度的測(cè)定

式中：C0為未反應(yīng)時(shí)蛋白質(zhì)游離氨基的含量/mmol/mg；Ct為反應(yīng)t時(shí)刻蛋白質(zhì)游離氨基含量mmol/mg。

1.2.4 褐變程度的測(cè)定

取1 mL樣品液加入5 mL 0.1% SDS稀釋，0.1% SDS作為空白，在420 nm測(cè)定吸光值A(chǔ)420，表示褐變指數(shù)。

1.2.5 SDS-PAGE分析

聚丙烯酰胺凝膠電泳[8]采用12%分離膠，5%濃縮膠進(jìn)行垂直夾板電泳。樣品蛋白濃度2 mg/mL，上樣量20 μL，電泳電壓100 V，當(dāng)指示劑前沿距電泳槽膠底1.0 cm 時(shí)，停止電泳關(guān)閉電源。取下凝膠后分別用考馬斯亮藍(lán)R-250和Schiff試劑進(jìn)行蛋白質(zhì)和糖蛋白染色[9]。

1.2.6 溶解度的測(cè)定

將樣品稀釋一定倍數(shù)，離心9 000 r/min，15 min。采用考馬斯亮藍(lán)法[10]測(cè)定上清液中溶解的蛋白含量。溶解度=(上清液蛋白含量/總蛋白含量)×100%

1.2.7 乳化性的測(cè)定

采用Pearce和Kinsell報(bào)道的濁度法[11]，利用乳化界面的面積與渾濁度存在簡(jiǎn)單的相關(guān)關(guān)系的原理，并稍作改進(jìn)。蛋白上清液稀釋至相同濃度，分別取15 mL待測(cè)樣品液和5 mL大豆油于50 mL離心管中混合，在機(jī)械乳化機(jī)中乳化2 min(13 500 r/min)。制備好的乳化液迅速倒入25 ml小燒杯中，立即從距離燒杯底部5 mm處取30 μL乳化液于試管中，以0.1%(w/v)SDS稀釋，混勻后測(cè)量500 nm的吸光值(A0)。靜置15 min重新取樣測(cè)定吸光值(At)，用SDS溶液作為空白。A0即乳化活性EAI，數(shù)值大表示乳化能力強(qiáng)。

乳化穩(wěn)定性ESI=A0×15/(A0-At)。

1.2.8 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的均值，誤差項(xiàng)以均方差表示。使用SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)值間以Duncan法(P<0.05)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的接枝度分析

不同種類糖與燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的接枝度如圖1所示，隨著反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)物的接枝度呈增加趨勢(shì)，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)60 min后，接枝度變化緩慢或稍微降低。這是因?yàn)榍捌诒┞对诘鞍踪|(zhì)表面的游離氨基可以較快的與糖接觸反應(yīng)，之后蛋白質(zhì)內(nèi)部的氨基參與反應(yīng)需要蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生一定變化。木糖的接枝度最大，60 min后超過(guò)30%，20 ku葡聚糖、4萬(wàn)接枝度較小，60 min后由20%接枝度稍微下降。這是由于相同質(zhì)量下，分子質(zhì)量小的糖含有較多還原性羰基，更易與蛋白發(fā)生接枝反應(yīng)；另外空間效應(yīng)使得反應(yīng)性較低，支鏈的空間位阻效應(yīng)限制反應(yīng)的進(jìn)行。接枝度與參與反應(yīng)的糖的分子量有一定的正相關(guān)性，短鏈糖開環(huán)比例高具有高反應(yīng)性[12]。Haar等[13]強(qiáng)調(diào)糖的反應(yīng)性和氨基的易接近性是決定糖基化反應(yīng)速率的重要決定因素。單獨(dú)加熱的蛋白發(fā)生聚合，游離氨基含量有所減小(圖1中未給出)。

圖1 不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物接枝度

2.2 糖基化反應(yīng)體系的褐變程度分析

不同種類糖與燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的褐變程度如圖2所示，隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)A420呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，反應(yīng)體系顏色逐漸變深，因?yàn)槊览路磻?yīng)會(huì)形成棕色褐變產(chǎn)物[14]。40 ku葡聚糖和20 ku葡聚糖與燕麥分離蛋白反應(yīng)體系褐變程度較小，木糖、乳糖與燕麥蛋白反應(yīng)體系的褐變程度較大，說(shuō)明木糖、乳糖與燕麥蛋白反應(yīng)劇烈，較快進(jìn)行美拉德反應(yīng)高級(jí)階段產(chǎn)生褐變物質(zhì)。

圖2 不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的褐變程度

2.3 糖基化反應(yīng)體系pH變化

不同種類糖與燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)體系pH變化如圖3所示，不同反應(yīng)體系pH均隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，40 ku葡聚糖和20 ku葡聚糖與燕麥分離蛋白反應(yīng)體系pH變化緩慢，木糖、乳糖與燕麥分離蛋白反應(yīng)體系pH下降較快，與褐變程度變化相一致。體系pH下降一方面由于糖和共價(jià)復(fù)合物降解成酸，如甲酸和乙酸，另一方面是反應(yīng)消耗部分堿性氨基酸如Lys，也會(huì)使體系pH稍微下降。

圖3 不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)體系pH變化

Brands等[15]報(bào)導(dǎo)二糖與酪蛋白糖基化反應(yīng)生成的甲酸含量是一些單糖體系的4倍。pH也會(huì)影響糖基化反應(yīng)速率和反應(yīng)機(jī)制。

2.4 SDS-PAGE電泳

圖4為不同反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)物的考馬斯亮藍(lán)和糖蛋白(Schiff試劑)染色的電泳圖譜?？捡R斯亮藍(lán)染色圖譜中，在分離膠上端區(qū)域出現(xiàn)高分子量條帶，且隨著反應(yīng)時(shí)間增加條帶顏色加深(圖4a，如箭頭所示)，表明OPI與木糖、葡萄糖、乳糖、20 ku葡聚糖和40 ku葡聚糖反應(yīng)后生成大分子量蛋白產(chǎn)物。相同條件下木糖在與燕麥分離蛋白反應(yīng)產(chǎn)物在43.0～66.2 ku處條帶明顯變淺，表明木糖與燕麥分離蛋白的糖基化反應(yīng)較快，譜帶前移趨勢(shì)更大。OPI特征條帶分布在14.4～66.2 K，其中43.0 ～66.2 K較多，與Nieto等[16]報(bào)道結(jié)果一致。OPI單獨(dú)加熱不同時(shí)間后發(fā)生聚集，分離膠上端區(qū)域生成高分子量蛋白聚集體。在糖蛋白染色圖譜中，不同糖與燕麥分離蛋白反應(yīng)后，在分離膠上端區(qū)域生成高分子量含有糖鏈的產(chǎn)物(圖4b，如箭頭所示)，結(jié)合圖4a表明反應(yīng)后產(chǎn)物為糖蛋白共價(jià)復(fù)合物，并且隨著反應(yīng)時(shí)間顏色變深。木糖與燕麥分離蛋白共價(jià)復(fù)合物顏色最深，其次為葡萄糖、乳糖、20 ku葡聚糖、40 ku葡聚糖，此結(jié)果與上述接枝度、褐變等測(cè)定一致。SDS-PAGE凝膠電泳譜圖證明不同糖與燕麥分離蛋白在試驗(yàn)反應(yīng)條件下生成共價(jià)復(fù)合物。

圖4 不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)樣品的考馬斯亮藍(lán)和糖染色電泳譜圖

2.5 糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度分析

不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物和單獨(dú)加熱燕麥分離蛋白的溶解度由圖5所示，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度逐漸提高。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)60 min后，溶解度增加趨于平緩。這是由于生成的共價(jià)復(fù)合物引入大量多糖的親水性羥基，增強(qiáng)蛋白與水分子之間互作；同時(shí)糖從空間上保護(hù)蛋白質(zhì)，防止蛋白分子聚集，從而提高溶解度。隨著糖基化反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)物會(huì)進(jìn)一步裂解或者蛋白質(zhì)交聯(lián)，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，從而使溶解度降低或者變化不明顯。單糖(木糖、葡萄糖)對(duì)溶解度改善優(yōu)于二糖(乳糖)、多糖(20 ku葡聚糖、40 ku葡聚糖)，這可能由于相同質(zhì)量下，糖類分子量越小所含羥基等親水基團(tuán)越多，溶解性越好。Chevalier等[17]研究不同糖(阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、乳糖、鼠李糖、核糖)與β-乳球蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物溶解性不同，表明糖的特性是改善蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的重要影響因素。Li等[18]報(bào)道葡萄糖、乳糖、麥芽糊精和葡聚糖與大米蛋白糖基化改性結(jié)果，在最適條件下葡萄糖與大米蛋白生成的共價(jià)復(fù)合物使蛋白溶解度從20%提高到92%。

圖5 不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的溶解度

2.6 糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的乳化性能分析

不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物和單獨(dú)加熱燕麥分離蛋白的EAI如圖6a所示。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，不同種類糖-OPI糖基化反應(yīng)產(chǎn)物制備得到乳狀液的EAI逐漸提高。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)60 min后，增加的幅度變小或稍微降低。多糖尤其是40 ku葡聚糖，其反應(yīng)后產(chǎn)物的EAI明顯高于乳糖、葡萄糖和木糖(P<0.05)。布冠好等[19]研究大豆蛋白-乳糖復(fù)合物功能性質(zhì)，亦發(fā)現(xiàn)體系的乳化活性經(jīng)歷上升和下降2個(gè)過(guò)程。這是因?yàn)榈鞍缀吞堑墓矁r(jià)結(jié)合引入大量羥基增加蛋白的兩親性和界面活性從而易于分散在油水界面，同時(shí)吸附在油滴表面的共價(jià)復(fù)合增加乳化顆粒表面形成的乳化膜的厚度和黏彈性，形成的空間穩(wěn)定層能有效阻止油滴的聚合。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，蛋白結(jié)合糖增加親水性，不同程度促進(jìn)蛋白質(zhì)伸展，疏水基團(tuán)不斷暴露能夠達(dá)到親水和親油的平衡，乳化性增加。但當(dāng)反應(yīng)達(dá)到一定程度后，產(chǎn)物的界面活性降低，乳化性下降。Miralles等[20]通過(guò)SDS-PAGE發(fā)現(xiàn)生成的共價(jià)復(fù)合物在反應(yīng)后期會(huì)降解成小分子導(dǎo)致體系乳化性降低。

不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物的ESI如圖6b所示。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，由不同種類糖-OPI糖基化反應(yīng)產(chǎn)物制備得到乳狀液的ESI逐漸提高(P<0.05)。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)60 min后，ESI有所降低。燕麥分離蛋白-40 ku葡聚糖共價(jià)復(fù)合物的ESI改善最明顯，高于20 ku葡聚糖、乳糖、葡萄糖和木糖。這可能是二糖和單糖分子量較小，其形成穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力較差，導(dǎo)致乳化穩(wěn)定性改善不明顯；而葡聚糖由于其分子質(zhì)量較大而提高了溶液的黏度，減少界面張力，形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所以乳化性及乳化穩(wěn)定性均比其他糖改善更有效果。Kato等[21]試驗(yàn)結(jié)果表明含有支鏈的多糖如葡聚糖、半乳糖甘露聚糖通過(guò)糖基化反應(yīng)能有效改善乳化性及乳化穩(wěn)定性，而直鏈多糖不能起到相同作用，因?yàn)橹ф湺嗵强梢蕴峁┛臻g位阻，抑制油滴的聚集。Kim等[22]證明多糖的共價(jià)結(jié)合為乳化液提供空間穩(wěn)定作用，從而提高乳化液的穩(wěn)定性。蛋白質(zhì)的疏水殘基錨定在油滴上，共價(jià)結(jié)合的多糖與油滴周圍的水分子相互作用，可以加速乳化液空間穩(wěn)定保護(hù)膜形成，有效阻止顆粒聚集和聚結(jié)。

圖6 不同種類糖-燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)產(chǎn)物乳化活性及乳化穩(wěn)定性

單獨(dú)加熱的燕麥分離蛋白作為對(duì)照組，其EAI和ESI也有一定程度的提高，這是由于部分蛋白結(jié)構(gòu)適度展開，暴露更多的疏水基團(tuán)，更易于在油水界面展開吸附，從而提高蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì)。但隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)聚集導(dǎo)致EAI和ESI降低。

3 結(jié)論

通過(guò)糖基化反應(yīng)制備燕麥分離蛋白與單糖(木糖、葡萄糖)、二糖(乳糖)、多糖(20 ku葡聚糖、40 ku葡聚糖)共價(jià)復(fù)合物，研究糖的種類和糖基化反應(yīng)進(jìn)程對(duì)蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的影響。通過(guò)測(cè)定接枝度、褐變程度及體系pH值，從不同角度檢測(cè)糖基化反應(yīng)進(jìn)程，結(jié)果表明短鏈還原糖(如木糖，葡萄糖)與燕麥分離蛋白反應(yīng)較快，其次是乳糖和20 ku葡聚糖、40 ku葡聚糖。SDS-PAGE(考馬斯亮藍(lán)染色和糖蛋白染色)電泳圖證明共價(jià)復(fù)合物的生成。葡萄糖與燕麥分離蛋白糖基化反應(yīng)后，其產(chǎn)物的溶解度明顯提高。40 ku葡聚糖可以明顯改善燕麥分離蛋白的乳化活性和乳化穩(wěn)定性。因此，糖基化改性可以明顯改善燕麥蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，有助于擴(kuò)大燕麥蛋白在食品工業(yè)中的應(yīng)用，同時(shí)也為植物蛋白的改性提供理論基礎(chǔ)。

[1]李芳，劉剛，劉英，等.燕麥的綜合開發(fā)與利用[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，26(1)：23-26

[2]Peterson D.M., Smith D. Changes in nitrogen and carbohydrate fractions in developing [J].Oat Groats Corp Science, 1976(16):67-71

[3]王朔，陳季旺，田向東，等.燕麥分離蛋白的酶改性及其制品理化性質(zhì)研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2010，25(12)：32-36

[4]Oliver C M,Melton L D,Stanley R A. Creating proteins with novel functionality via the Maillard reaction：a review[J]. Critical Reviews Food Science Nutrition,2006,46(4)：337-350

[5]Liu G, Li J, Shi K, et al. Composition, secondary structure, and self-assembly of oat protein isolate[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(11):4552-4558

[6]Zhu D, Damodaran S, Lucey J A. Physicochemical and emulsifying properties of whey protein isolate (WPI)-dextran conjugates produced in aqueous solution[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2010,58:2988-2994

[7]Snyder S L, Sobocinski P Z. An improved 2, 4, 6-trinitrobenzenesulfonic acid method for the determination of amines [J].Analytical Biochemistry, 1975, 64:284-288

[8]余瑞元，袁明秀，陳麗蓉，等.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和方法[M].北京：北京大學(xué)出版社，2005：240-266

[9]Cerri P S, Cerri E S. Staining methods applied to glycol methacrylate embedded tissue sections [J].Micron, 2003, 34(8):365-372

[10]Chiu T H, Chen M L, Chang H C. Comparisons of emulsifying properties of Maillard reaction products conjugated by green, red seaweeds and various commercial proteins[J].Food Hydrocolloids,2009,23:2270-2277

[11]Pearce K N, Kinsella J E. Emulsifying properties of proteins: evaluation of a turbidimetric technique [J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1978, 26(3):716-723

[12]Niu L Y, Jiang S T, Pan L J, et al. Characteristics and functional properties of wheat germ protein glycated with saccharides through Maillard reaction[J]. International Journal of Food Science and Technology, 2011, 46(10):2197-2203

[13]Haar R T, Schols H A, Gruppen H. Effect of saccharide structure and size on the degree of substitution and product diversity of α-lactalbumin glycated via the Maillard reaction[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, 59: 9378-9385

[14]Gu F L,Kim J M,Hayat K,et al.Characteristics and antioxidant activity of ultrafiltrated Maillard reaction products from a casein-glucose model system[J].Food Chemistry,2009,117(1):48-54

[15]Brands C M J, Van Boekel M A J S. Reactions of monosaccharides during heating of sugar-casein systems: Building of a reaction network model [J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2001, 49:4667-4675

[16]Nieto-Nieto T V, Wang Y X, Chen L Y, et al. Effects of partial hydrolysis on structure and gelling properties of oat globular proteins[J].Food Research International,2014,55:418-425

[17]Chevalier F,Chobert J M,Popineau Y,et al. Improvement of functional properties of β-lactoglobulin glycated through the Maillard reaction is related to the nature of the sugar[J]. International Dairy Journal,2001,11(3):145-152

[18]Li Y,Yu F,Luo C R,et al.Functional properties of the Maillard Yeaction products of rice protein with sugar[J].Food Chemistry,2009,117(1):69-74

[19]布冠好，朱婷偉，陳復(fù)生，等.大豆蛋白-乳糖復(fù)合物的結(jié)構(gòu)及功能特性研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2014，29(7)：39-44

[20]Miralles B, Martinez-Rodriguez A, Santiago A, et al. The occurrence of a Maillard-type protein-polysaccharide reaction between β-lactoglobulin and chitosan[J]. Food Chemistry, 2007, 100:1071-1075

[21]Kato A, Sasaki Y, Furuta R,et al. Functional protein polysaccharide conjugate prepared by controlled dry-heating of ovalbumin dextran mixtures[J].Agricultural Biological Chemistry,1990,54:107-112

[22]Kim H J,Choi S J,Shin W S,et al. Emulsifying properties of bovine serum albumin-galactomannan conjugates [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2003, 51: 1049-1056.

Glycation Reaction of Oat Protein Isolate

Zhang Bei Guo Xiaona Zhu Kexue Peng Wei Zhou Huiming

(College of Food Science and Technology, Jiangnan University，Jiangsu Collaborative Innovation Center for Food safety and quality Control，Wuxi 214122 )

Glycation is a promising method for oat protein isolate (OPI) modification in order to improve their functional properties and broaden their application in the food industry. This study investigated the effects of different saccharides (Xylose, Glucose, Lactose, Dextran 20 000 and Dextran 40 000) and the extent of glycation reaction on the functional properties of oat protein. The solubility, emulsifying property of advanced glycation end products and grafting degree, browning degree and SDS-PAGE of glycosylation reaction were measured under the condition of 90 ℃,pH 9. The result showed that the extent of glycosylation was evaluated by the measurement of graft degree, extent of browning and pH, which indicated Xylose was the most reactive sugar with OPI, followed by Glucose, Lactose, Dextran 20 000 and Dextran 40 000. The covalent attachment of different sugars to OPI was fully confirmed by SDS-PAGE with both protein and carbohydrate staining. OPI-Glucose conjugates exhibited higher solubility as compared to the unmodified OPI and other conjugates. OPI-polysaccharide conjugates, especially for Dextran 40 000, demonstrated the most improvement in the emulsifying property.

oat protein isolate, glycosylation reaction, solubility, emulsifying property

TS21

A

1003-0174(2016)06-0041-06

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2013AA102201)

2014-10-20

張蓓，女，1989年出生，碩士，食品科學(xué)與工程

郭曉娜，女，1978年出生，副教授，糧食、油脂及植物蛋白工程