復(fù)合酶法改性制備乳清分離蛋白可溶性聚合物的性質(zhì)

于國萍，齊微微，藏小丹，郭佩佩，王艷菲，陳 超，孫 琪

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

復(fù)合酶法改性制備乳清分離蛋白可溶性聚合物的性質(zhì)

于國萍，齊微微，藏小丹，郭佩佩，王艷菲，陳 超，孫 琪

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

為探究胰凝乳蛋白酶與谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（transglutaminase，TGase）復(fù)合酶法改性制備乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）可溶性聚合物的性質(zhì)，本實驗利用電泳、熒光分光光度計和旋轉(zhuǎn)流變儀等對可溶性聚合物的性質(zhì)進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明：復(fù)合酶改性制得的聚合物與單一TGase改性相比，黏度增大，游離巰基含量顯著降低，但表面疏水性和ζ-電位無顯著變化。復(fù)合酶改性聚合物平均粒徑是（153.66±9.15） μm，而TGase改性聚合物平均粒徑是（157.92±10.91） μm，沒有顯著差異。通過十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳和非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳對比分析得出，單獨的TGase改性聚合物分子質(zhì)量較大，被截留在凝膠加樣口，而復(fù)合酶改性聚合物分子質(zhì)量更多的集中在65 kD附近，即聚合物分子大小適中，這與粒徑的結(jié)果相呼應(yīng)。胰凝乳蛋白酶和TGase復(fù)合改性聚合物表面呈波紋片狀，結(jié)構(gòu)均一緊致。與未改性的WPI相比，復(fù)合酶改性WPI聚合物pH值溶解性曲線在pH 2.0～7.0范圍變化較平緩，且在pH 4.0～5.0時溶解性提高。此研究結(jié)果為復(fù)合酶法改性WPI在酸乳或酸性乳飲料方面的應(yīng)用提供了理論依據(jù)與技術(shù)參考。

乳清分離蛋白；可溶性聚合物；胰凝乳蛋白酶；谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶

乳清蛋白可溶性聚合物[1]為介于蛋白單體與不可溶性凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或沉淀的一種中間狀態(tài)，也稱為溶膠或可流動的凝膠。乳清蛋白經(jīng)過改性制得可溶性聚合物（soluble aggregates，SA），改善并拓展了乳清蛋白在起泡[2]、乳化[3]、凝膠[4]、成膜和包埋[5]等方面的應(yīng)用。正因為SA具有多樣的結(jié)構(gòu)和理化的性質(zhì)，其在食品中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

酶法改性制備可溶性聚合物主要涉及兩類酶：蛋白水解酶和交聯(lián)酶。蛋白水解酶通過類蛋白反應(yīng)，改變蛋白的二級和三級結(jié)構(gòu)，由此改變表面暴露的活性氨基酸，這些活性基團(tuán)可以促進(jìn)分子間的相互作用，有助于蛋白聚合[6]，生成沉淀、觸變膠體或具有良好流變學(xué)性質(zhì)黏稠的可溶性聚合物[7-8]。交聯(lián)酶主要為微生物谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶（transglutaminase，TGase），TGase催化蛋白質(zhì)分子間或分子內(nèi)的肽段之間形成ε-（γ-谷氨酰）賴氨酸共價鍵[9]。近年來，關(guān)于蛋白酶和TGase復(fù)合改性蛋白的研究較多[10-11]，王凱強等[11]先利用胰蛋白酶水解小麥面筋蛋白，能暴露出更多谷氨酰胺殘基供與TGase，致水化小麥面筋蛋白形成更為多孔且致密的小麥面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但是過度的酶解將不利于TGase的交聯(lián)反應(yīng)。所以可以利用蛋白水解酶和交聯(lián)酶同時作用于乳清蛋白，用以進(jìn)一步形成高黏度穩(wěn)定型的聚合物。

本實驗以乳清分離蛋白（whey protein isolate，WPI）為研究對象，在已有的對多種酶篩選的基礎(chǔ)上，確定將胰凝乳蛋白酶與TGase復(fù)合酶法改性WPI制備可溶性聚合物，以獲得高凝膠穩(wěn)定型酶法復(fù)合改性WPI聚合物，產(chǎn)品可作為具有增稠、穩(wěn)定、凝固作用的蛋白源的食品添加劑，以替代價格昂貴的果膠或其他非蛋白源食用膠，應(yīng)用于酸乳與乳酸飲料中，既可以提高WPI的使用價值，拓寬酶的應(yīng)用，也為酶法改性WPI提供新的理論依據(jù)，為可溶性聚合物的形成提高新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

WPI（蛋白質(zhì)含量90.90%） 新西蘭Fonterra公司；TGase（酶活力為100 U/g） 泰興市一鳴生物制品有限公司；胰凝乳蛋白酶（chymotrypsin type Ⅱ，酶活力為5.65×105U/g） 北京博奧拓達(dá)科技有限公司；其余試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

pHS-3C型精密pH計 上海雷磁儀器廠；NDJ-5S旋轉(zhuǎn)黏度計 上海精密科學(xué)儀器有限公司；TA-XT2 Plus物性測定儀 英國Stable Micro System公司；Mastersizer-2000型激光粒度分析儀、ζ-電位分析儀英國Malvern公司；S-3400N掃描電子顯微鏡、F-4500熒光分光光度計 日本日立公司；Mini-PROTEAN Tetra Cell電泳儀 美國Bio-Rad公司。

1.3 方法

1.3.1 酶法改性WPI

以未改性WPI為對照組（記為未改性組），進(jìn)行以下5 種改性處理：pH 8堿改性條件下進(jìn)行（記為堿改性組）；pH 8、85 ℃、5 min條件下熱改性（記為熱改性組）；pH 8、85 ℃、5 min條件下預(yù)熱，5 U/g TGase，50 ℃加熱60 min，再85 ℃、5 min酶滅活（記為TGase改性組）；pH 8條件下胰凝乳蛋白酶添加量為0.01%，再85 ℃、5 min酶滅活（記為水解改性組）；pH 8條件下5 U/g TGase、0.01%胰凝乳蛋白酶雙酶復(fù)合改性（記為復(fù)合酶改性組）。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 可溶性聚合物黏度的測定

可溶性聚合物的制備參照前期實驗齊微微[12]的方法，將可溶性聚合物冷卻至室溫，利用旋轉(zhuǎn)黏度計測定其黏度。

1.3.2.2 可溶性聚合物濁度的測定

樣品測定完黏度之后，立即測定其濁度值，根據(jù)David等[13]的方法，略有改動。樣品原液測定，不用稀釋，通過紫外分光光度計，在420 nm波長處測定吸光度A420nm。

1.3.2.3 可溶性聚合物游離巰基含量的測定

樣品中游離巰基含量的測定方法參照Beveridge等[14]，并有所改動。取5 mL Tris-Gly緩沖溶液加入到0.06 mL的WPI聚合物溶液中，然后在向其中加入20 μL的5,5’-二硫代雙（2-硝基苯甲酸）（5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB）試劑，振蕩混勻，在室溫條件下靜止15 min，利用紫外分光光度計在412 nm波長處測定吸光度，將0.06 mL去離子水替換樣品溶液，再加5 mL的緩沖液和20 μL的DTNB試劑做空白調(diào)零。以下式計算游離巰基含量。

式中：A412nm為在412 nm波長處的吸光度，計算時取其平均值；ρ為固形物含量/（mg/mL）；D為稀釋系數(shù)。

1.3.2.4 可溶性聚合物表面疏水性的測定

參照Hayakawa等[15]的測定方法，并加以改進(jìn)，用0.01 mol/L的磷酸鹽緩沖液（pH 6.7）將樣品溶液稀釋，稀釋5 個質(zhì)量濃度從0.002 g/100 mL到0.010 g/100 mL。取樣5 mL，然后加入20 μL的ANS熒光探針，測得的熒光強度對蛋白溶液質(zhì)量濃度作圖，線性關(guān)系良好的回歸線的斜率作為蛋白質(zhì)表面的疏水性指數(shù)。測定的條件：樣品混勻后在室溫條件下避光15 min，激發(fā)波長390 nm，發(fā)射波長470 nm，狹縫5 nm。

1.3.2.5 可溶性聚合物pH值溶解性的測定

pH值溶解性的測定根據(jù)Zhu Haiming等[16]的方法。用0.5 mol/L的HCl或NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值，pH值的變化范圍為2.0～7.0，利用紫外分光光度計在500 nm的波長下測定樣品不同pH值條件的吸光度。

1.3.2.6 可溶性聚合物粒徑大小及分布的測定

利用Mastersizer-2000激光粒度儀進(jìn)行粒徑分布的測定。

1.3.2.7 可溶性聚合物ζ-電位的測定

采用ζ-電位分析儀測定不同處理樣品的ζ-電位。

1.3.3 可溶性聚合物十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳分析

十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）按照Laemmli[17]實驗方法加以改進(jìn)，分離膠質(zhì)量濃度為12 g/100 mL、濃縮膠質(zhì)量濃度為5 g/100 mL。樣品緩沖液（含有5%巰基乙醇和2% SDS）和樣品溶液直接混合（體積比為1∶1）電泳前煮沸3 min。取5 μL該混合液上樣，濃縮膠電壓為60 V，分離膠電壓為90 V。之后用0.1%的考馬斯亮藍(lán)染色。最后脫色，分析組分的差異。非變性聚丙烯酰胺凝膠（Native-PAGE）制膠時不加SDS，樣品緩沖液中也不加入巰基乙醇和SDS，其他操作與SDS-PAGE相同。

1.3.4 可溶性聚合物掃描電子顯微鏡觀察

電子顯微鏡掃描分析參考Helen等[18]方法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗數(shù)據(jù)均使用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，所用數(shù)據(jù)均為3 次的平均數(shù)，單因素方差分析（ANOVA）中采用Duncan檢驗。作圖采用Sigma Plot 9.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改性條件制得WPI聚合物的黏度和濁度

圖1 不同改性條件下WPI聚合物的黏度和濁度Fig. 1 Viscosity and turbidity of differently modif i ed aggregates

由圖1可知，與未改性的WPI相比（柱1），85 ℃、5 min熱改性（柱2）聚合物與胰凝乳蛋白酶限制性水解改性（柱4）聚合物黏度變化不顯著，即表明單一的水解WPI改性與85 ℃、5 min熱改性不能提高WPI的黏度。而在熱改性的基礎(chǔ)上添加5 U/g的TGase，50 ℃加熱60 min聚合物的黏度顯著提高（柱3）。胰凝乳蛋白酶和TGase復(fù)合改性WPI制得聚合物黏度（柱5）與單一TGase改性相比，顯著提高。

從圖1可以看出，WPI通過不同條件的處理，所得產(chǎn)物的濁度顯著降低，但不同改性方法對濁度的影響無顯著變化，未改性的WPI濁度最大。這與David等[13]利用枯草桿菌蛋白酶（subtilisin）和堿性蛋白酶（alcalase）等酶水解WPI研究其聚合行為，濁度的變化一致。本研究發(fā)現(xiàn)，黏度與濁度并未呈正相關(guān)的關(guān)系。

2.2 不同改性條件制得可溶性聚合物電泳分析

圖2不同改性條件制得可溶性聚合物PAGE圖譜Fig. 2 PAGE prof i les of soluble aggregates with different modif i cations

圖2 a泳道1表明WPI的3 條主要條帶為α-乳清蛋白、β-乳球蛋白和牛血清白蛋白，分子質(zhì)量分別約為14、18 kD和67 kD。圖2a除了未改性的WPI，其余4 條泳道在加樣口均有高分子聚合物，不能進(jìn)入分離膠，說明熱改性、TGase改性、水解改性和復(fù)合酶改性WPI都發(fā)生了聚合反應(yīng)，這是由于每一種改性都有85 ℃、5 min的熱變性，也說明熱處理對WPI聚合的影響非常顯著。泳道3和5的BSA條帶變淡或消失，同時產(chǎn)生了新的亞基，說明TGase改性蛋白交聯(lián)聚合，而且復(fù)合改性新產(chǎn)生的條帶更多。α-乳清蛋白條帶變淺，部分α-乳清蛋白參與聚合，而β-乳球蛋白條帶變淡不明顯，說明與β-乳球蛋白相比，α-乳清蛋白更利于TGase交聯(lián)，這與Srinivasan等[19]的研究是一致的。

圖2b更清晰地顯示了各種改性條件對WPI聚合的影響。SDS-PAGE和Native-PAGE對比表明聚合時分子間二硫鍵的作用的重要性。泳道3和5中β-乳球蛋白和α-乳清蛋白條帶均變淺，且泳道3條帶更淺一些，說明單獨的TGase改性導(dǎo)致更多的β-乳球蛋白和α-乳清蛋白聚合。分子質(zhì)量在65 kD左右胰凝乳蛋白酶和TGase復(fù)合改性產(chǎn)生條帶顏色更深一些，即產(chǎn)生分子質(zhì)量適中的聚合物較多。通過兩者對比分析得出，單獨的TGase改性聚合物分子質(zhì)量較大，分子質(zhì)量較大的被截留在加樣口，而復(fù)合酶改性聚合物分子質(zhì)量更多地集中在65 kD附近。

2.3 不同改性處理制得可溶性聚合物粒徑分析

未改性WPI平均粒徑（27.05±0.89） μm，胰凝乳蛋白酶水解改性平均粒徑減小到（19.14±0.51） μm，TGase改性聚合物為（157.92±10.91） μm，酶復(fù)合改性聚合物粒徑為（153.66±9.15） μm，小于TGase改性，這與電泳圖譜的結(jié)果一致。利用TGase改性和酶復(fù)合改性的粒徑大小與Nicolai等[20]研究β-乳球蛋白的聚合模型，形成的可溶性聚合物的大小在15～150 nm類似。

圖3 不同改性條件制得可溶性聚合物的粒度分布比較Fig. 3 Particle size distribution of soluble aggregates with different modif i cations

從圖3可以看出，未改性WPI、堿改性、熱改性和胰凝乳蛋白酶水解改性的聚合物粒徑分布曲線相似，而TGase改性和復(fù)合酶改性的粒徑分布曲線相似，在1 μm處體積分?jǐn)?shù)減小，在100 μm處增大。

2.4 不同改性處理制得可溶性聚合物在不同pH值條件下溶解性的變化

圖4表明了不同的改性條件對產(chǎn)物在pH 2.0～7.0范圍內(nèi)溶解性的影響。吸光度越小，表明聚合物的溶解性越好。Cheison等[21]研究了pH值對β-乳球蛋白結(jié)構(gòu)的影響，當(dāng)pH值大于7.5或小于2.0時，β-乳球蛋白以單聚體形式存在；當(dāng)pH值在2.0～3.7和5.1～7.5時，β-乳球蛋白為二聚體；而pH值在3.7～5.1之間時，β-乳球蛋白形成八聚體。β-乳球蛋白為WPI的主要組成成分，因此本實驗未改性的WPI的溶解度的變化可以用Cheison等[21]的研究解釋，在pH 2.0～3.2和5.1～7.0，聚合物主要以二聚體形式存在，溶解性高，而在pH 3.7～5.1時，八聚體存在，溶解度低。

圖4 不同改性條件對聚合物在不同pH值條件下溶解性的影響Fig. 4 pH solubility profiles of aggregates with different modifications

當(dāng)pH值調(diào)節(jié)到4.0時，聚合物的顏色由透明變成不透明的純白色，此時的吸光度最大，溶解性最差。TGase改性的WPI在pH 4.0～5.0有最大吸光度，這可能是交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致賴氨酸殘基的ε-氨基酸減少，改變了蛋白表面的疏水親水比率，導(dǎo)致在等電點處的大量沉淀。復(fù)合改性的WPI在pH 2.0～7.0范圍為吸光度變化較平緩，且在pH 4.0～5.0時，吸光度低于TGase改性的WPI聚合物，即溶解性提高，溶解性越高，在體系中不易沉淀。說明在偏酸環(huán)境溶解性較高，更適于應(yīng)用酸乳或酸性乳飲料中。

2.5 不同改性處理制得可溶性聚合物游離巰基含量的變化

圖5 不同改性條件制得可溶性聚合物游離巰基含量的變化Fig. 5 Free sulfhydrylcontents of aggregates with different modifications

由圖5可知，自然狀態(tài)下的WPI游離巰基含量最高，WPI經(jīng)過一定溫度的熱處理，其游離巰基含量顯著的降低，這可能是由于蛋白質(zhì)在熱處理過程中，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)打開，游離巰基暴露并形成分子間二硫鍵或分子內(nèi)二硫鍵所致[22]。Vardhanabhuti等[23]用8 mol/L的尿素或DTT作用于初級聚合物，佐證二硫鍵的確在這一階段聚合物的形成起作用。所以熱處理WPI的游離巰基降低。

與熱改性相比，胰凝乳蛋白酶改性的聚合物游離巰基含量提高，這可能是由于極低限制性酶解改變了蛋白的二級結(jié)構(gòu)，限制了游離巰基向二硫鍵轉(zhuǎn)變亦或打開部分二硫鍵。與單獨TGase改性相比，胰凝乳蛋白酶和TGase復(fù)合改性的游離巰基含量降低，這可能由于胰凝乳蛋白酶的作用，促進(jìn)了TGase對WPI的交聯(lián)，進(jìn)而降低了游離巰基的含量。

2.6 不同改性處理制得可溶性聚合物表面疏水性的變化

圖6 不同改性條件對可溶性聚合物表面疏水性的影響Fig. 6 Effect of different modif i cation conditions on surface hydrophobicity of soluble aggregates

分子間的疏水相互作用是促進(jìn)聚合的主要非共價作用力之一。加熱促進(jìn)蛋白粒子展開，大量疏水基團(tuán)暴露，如圖6所示，85 ℃、5 min熱改性顯著提高了WPI的表面疏水性。而TGase改性制得聚合物的表面疏水性降低，這是由于TGase改性，制得聚合物結(jié)構(gòu)更緊密，使部分疏水性的區(qū)域被掩埋導(dǎo)致的。所以，胰凝乳蛋白酶作用使聚集的蛋白結(jié)構(gòu)打開，與熱改性相比，表面疏水性增大。酶復(fù)合改性的聚合物的表面疏水性介于TGase改性和胰凝乳蛋白酶改性，但變化差異不顯著。

2.7 不同改性處理制得可溶性聚合物ζ-電位的變化

圖7 不同改性條件制得可溶性聚合物的電位的變化Fig. 7 Change inζ-of soluble aggregates with different modif i cations

ζ-電位是揭示膠體分散體系是否穩(wěn)定的重要指標(biāo)[24]。ζ-電位測定的是分子表面的所有電荷，不論是正電荷還是負(fù)電荷，ζ-電位越大，表明分子間靜電排斥力越強越有利于聚合，盡管沒有確切的數(shù)據(jù)說明，但推測出較低的表面疏水性和較高的負(fù)ζ-電位有利于膠體的穩(wěn)定[25]。從圖7可以看出，未改性的WPI溶液帶負(fù)電荷，在各個改性條件下，蛋白帶有的負(fù)電荷有所增加，但改變pH值和加熱改性對ζ-電位的變化影響不顯著。Ladan等[26]研究了胰凝乳蛋白酶對WPI水解過程ζ-電位的變化，研究表明未水解的WPI和熱處理組的WPI的ζ-電位無顯著變化，與本實驗結(jié)果相符。TGase參與改性顯著提高了聚合物的ζ-電位，未改性WPI的ζ-電位為-（13.00±1.74）mV，TGase參與改性后WPI聚合物ζ-電位降低到-（22.26±1.74） mV和-（19.27±3.22） mV，且單獨的TGase改性高于復(fù)合酶改性的ζ-電位，但是變化不顯著。這可能是由于蛋白酶的初步改性，使底物的結(jié)構(gòu)變得松散，隱藏在內(nèi)部的帶電基團(tuán)有所暴露，ζ-電位有所增加，同時依據(jù)谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶作用機理，它催化（γ-谷氨酰）賴氨酸共價鍵形成，使底物中的賴氨酸的ε-氨基參與反應(yīng)，正電性減少，進(jìn)一步導(dǎo)致負(fù)電性增加。Donato等[27]的研究表明，可溶性聚合物的ζ-電位約在-45～-25 mV范圍內(nèi)。通過對比分析，胰凝乳蛋白酶限制性水解改性提高了聚合物的ζ-電位，但變化不顯著。

2.8 不同改性處理制得可溶性聚合物微觀結(jié)構(gòu)分析

圖8 不同改性條件制得聚合物的掃描電子顯微鏡結(jié)果Fig. 8 Scanning electron micrographs of aggregates with different modif i cations

未改性的WPI和pH 8的WPI冷藏24 h后仍為液體，未形成凝膠沒有測定其微觀結(jié)構(gòu)。熱改性及胰凝乳蛋白酶改性制得聚合物形成淡棕色，透明的半固體凝膠；TGase改性和復(fù)合酶改性制得聚合物形成淡棕色、透明、有彈性的固體凝膠。有研究表明凝膠形成的不透明性與凝膠的微觀結(jié)構(gòu)有較大關(guān)系，即不透光凝膠為顆粒結(jié)構(gòu)，而半透明凝膠為絲狀結(jié)構(gòu)。85 ℃、5 min熱改性的聚合物表面呈波浪狀（圖8A1），放大倍數(shù)到4 000 倍時觀察，結(jié)構(gòu)致密，表面粗糙，有大小不一的顆粒浮于表面（圖8B1）。TGase改性的聚合物呈片狀長線型不規(guī)則性，表面光滑，這有利于黏度的增大。胰凝乳蛋白酶水解改性制得聚合物結(jié)構(gòu)較松散，表面不光滑，圖8A3、B3與B1相比較，顆粒變小，表面較平整，這是由于酶解作用，裂解了蛋白肽鏈，蛋白分子質(zhì)量變小，聚合度降低，所以結(jié)構(gòu)較松散。胰凝乳蛋白酶和TGase復(fù)合改性聚合物表面呈波紋片狀，與單獨的TGase改性相比，通過復(fù)合酶改性產(chǎn)生更多分子質(zhì)量適中的聚合物，所以聚合物結(jié)構(gòu)邊緣更圓潤、寬厚，表面圓滑，放大4 000 倍時觀察，結(jié)構(gòu)均一緊致。較厚和較光滑的結(jié)構(gòu)表明蛋白間的相互作用提高，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定[28]。

3 結(jié) 論

酶復(fù)合改性制得的聚合物與單一TGase改性相比，黏度增大，游離巰基含量顯著降低，但表面疏水性和ζ-電位無顯著變化。通過SDS-PAGE和Native-PAGE對比分析得出，單獨的TGase改性聚合物分子質(zhì)量較大，分子質(zhì)量較大的被截留在加樣口，而復(fù)合酶改性聚合物分子質(zhì)量更多地集中在65 kD附近，即聚合物分子大小適中，這與粒徑的結(jié)果相呼應(yīng)。胰凝乳蛋白酶和TGase復(fù)合改性聚合物表面呈波紋片狀，結(jié)構(gòu)均一緊致。與未改性的WPI相比，改性制得的WPI聚合物濁度顯著降低，pH值溶解性曲線在pH 2.0～7.0范圍為變化較平緩，且在pH 4.0～5.0時，溶解性提高。為酶法復(fù)合改性WPI聚合物在酸乳或酸性乳飲料方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。

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Properties of Soluble Aggregates Prepared from Whey Protein Isolate Modif i ed by Mixed Enzymes

YU Guoping, QI Weiwei, ZANG Xiaodan, GUO Peipei, WANG Yanfei, CHEN Chao, SUN Qi
(College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)

This study was aimed to explore the properties of soluble aggregates from whey protein isolate (WPI) modif i ed with mixed chymotrypsin and transglutaminase (TGase) using electrophoresis, a fluorescence spectrophotometer and a rotational rheometer. The results showed that the viscosity of protein aggregates modif i ed by mixed enzymes was higher, and the content of free sulfhydryl groups was signif i cantly decreased; however, the surface hydrophobicity and ζ-potential did not change signif i cantly when compared with single TGase modif i cation. The average particle size of mixed enzymemodif i ed aggregates was (153.66 ± 9.15) μm, while that of TGase-modif i ed aggregates was (157.92 ± 10.91) μm, suggesting no signif i cant difference. Comparative analysis using SDS-PAGE and Native-PAGE showed that single TGase-modif i ed aggregates had higher molecular weight, and was trapped at the injection port; in contrast, the molecular weight of aggregates modif i ed by mixed enzymes was moderate, mostly distributed around 65 kD, which was coincided with the particle size distribution. The surface of aggregates modified by both enzymes showed a corrugated shape with structural uniformity. The solubility curve of mixed enzyme-modified WPI aggregates in the range of pH 2.0–7.0 was gentle, while the solubility was increased at pH 4.0–5.0 when compared with the unmodif i ed whey protein. The results in this study may provide a theoretical basis and technical reference for applying enzymatically modif i ed WPI in yogurt and fermented dairy beverage.

whey protein; soluble aggregates; chymotrypsin; transglutaminase(TGase)

10.7506/spkx1002-6630-201715015

TS201.2

A

1002-6630（2017）15-0089-06

于國萍, 齊微微, 藏小丹, 等. 復(fù)合酶法改性制備乳清分離蛋白可溶性聚合物的性質(zhì)[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(15): 89-94.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201715015. http://www.spkx.net.cn

YU Guoping, QI Weiwei, ZANG Xiaodan, et al. Properties of soluble aggregates prepared from whey protein isolate modified by mixed enzymes[J]. Food Science, 2017, 38(15): 89-94. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201715015. http://www.spkx.net.cn

2016-06-29

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2013BAD18B07-03）

于國萍（1963—），女，教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品精深加工。E-mail：yuguopingneau@hotmail.com