蛋白質(zhì)酶法改性研究進(jìn)展

王 迪，代 蕾，高彥祥*

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人體所需的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。此外，蛋白質(zhì)的功能特性也在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。一般來(lái)說(shuō)，蛋白質(zhì)功能特性主要包括水合作用、表面活性和蛋白質(zhì)之間的相互作用等方面。水合作用主要通過(guò)蛋白質(zhì)的肽鍵和氨基酸側(cè)鏈與水分子的相互作用實(shí)現(xiàn)，影響著水合性質(zhì)，即分散性、潤(rùn)濕性、溶解性、持水性、黏度和凝膠特性等。蛋白質(zhì)屬于兩親分子，可以吸附在水-油界面或水-氣界面，其表面活性主要體現(xiàn)在表面張力、乳化性、起泡性上。蛋白質(zhì)之間的相互作用主要影響蛋白質(zhì)構(gòu)化和凝膠作用。蛋白質(zhì)多種重要的功能取決于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性，包括氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈空間結(jié)構(gòu)。此外，環(huán)境因素變化和加工處理方式都會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)功能特性產(chǎn)生一定影響。對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改性，可以改善其功能特性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及產(chǎn)品感官質(zhì)量。

目前，蛋白質(zhì)改性方法主要包括物理改性、化學(xué)改性、酶法改性及基因工程改性。物理改性方法主要是利用機(jī)械振蕩、超聲、電磁場(chǎng)、射線和熱處理改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)或聚集方式，從而改善其功能特性，通常不影響蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)[1]?；瘜W(xué)改性和酶法改性是目前蛋白質(zhì)改性技術(shù)中應(yīng)用最為普遍的方法。化學(xué)改性通過(guò)化學(xué)試劑使部分肽鍵斷裂或引入新的功能基團(tuán)，主要包括酰化作用、去?；饔谩Ⅴセ饔?、磷酸化作用、糖基化作用、氧化作用及共價(jià)交聯(lián)作用等[2]。化學(xué)改性雖然可以對(duì)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效地修飾，但其工藝相對(duì)復(fù)雜；另外，不可忽視的是化學(xué)試劑及其反應(yīng)產(chǎn)物帶來(lái)的安全性問(wèn)題。相比之下，酶法改性反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單、條件溫和、專一性強(qiáng)、反應(yīng)程度易控制、副反應(yīng)少，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

隨著酶制劑產(chǎn)業(yè)和生物工程技術(shù)的發(fā)展，酶的種類越來(lái)越多，其品質(zhì)也明顯提高，酶催化改性蛋白質(zhì)的研究也更加深入。酶法改性主要包括對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行水解、交聯(lián)或共價(jià)接枝，表1為幾種酶法改性蛋白質(zhì)的典型例子。從酶的種類來(lái)看，主要有蛋白酶、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（transglutaminase，TGase）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）等；從蛋白質(zhì)分子水平上看，主要包括蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的斷裂、分子內(nèi)或分子間交聯(lián)或?qū)Φ鞍踪|(zhì)分子側(cè)鏈基團(tuán)進(jìn)行修飾，從而使蛋白質(zhì)分子的組成、空間結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)發(fā)生變化，進(jìn)而影響其功能特性。

1 酶法水解

蛋白質(zhì)可以在酸性、堿性或酶的作用下發(fā)生水解，生成多肽或氨基酸。酸水解蛋白質(zhì)是水解蛋白質(zhì)的經(jīng)典方法，一般利用鹽酸在一定溫度下水解一段時(shí)間后再用堿進(jìn)行中和。酸水解法成本較低、操作簡(jiǎn)易、反應(yīng)迅速、水解程度高，且產(chǎn)物幾乎不被消旋，但是酸水解會(huì)破壞色氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺等敏感氨基酸，部分糖也會(huì)被破壞，導(dǎo)致水解液顏色呈現(xiàn)棕黑色，最重要的是酸水解蛋白原料過(guò)程會(huì)產(chǎn)生具有毒性和致癌性的氯丙醇[11]。堿法水解蛋白質(zhì)色氨酸穩(wěn)定，但水解后氨基酸會(huì)消旋。相比之下，酶法水解安全性高、反應(yīng)條件溫和、具有專一性、副反應(yīng)少，不破壞敏感氨基酸，能夠保留原料風(fēng)味，其諸多優(yōu)點(diǎn)使酶法水解逐漸成為水解蛋白質(zhì)的趨勢(shì)。對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，可以改善蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能特性，降低蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量，提高其溶解性等[12-13]。酶法水解植物蛋白所用的酶包括內(nèi)切蛋白酶和外切蛋白酶，常用的酶有中性蛋白酶、堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和一些微生物酶等。

酶水解改善蛋白質(zhì)的功能特性主要與3 個(gè)方面直接相關(guān)，包括蛋白質(zhì)分子質(zhì)量的下降、可電離基團(tuán)的增加、疏水基團(tuán)的暴露[14]。Adler-Nissen等[15]總結(jié)了一系列酶水解蛋白質(zhì)增加其溶解性的實(shí)例，討論了蛋白質(zhì)溶解性與酶水解蛋白質(zhì)程度的關(guān)系。Jamdar等[16]研究了堿性蛋白酶水解花生分離蛋白及不同水解程度對(duì)花生分離蛋白水解產(chǎn)物特性的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)水解程度大于10%時(shí)，溶解性明顯提高，隨著水解程度的增加，其抗氧化性和螯合金屬離子的能力提高，但其乳化性和起泡性都有所下降。Zhao Guanli等[17]研究了堿性蛋白酶限制酶水解花生分離蛋白對(duì)其構(gòu)象和功能特性的影響，結(jié)果表明花生球蛋白的酸性亞基對(duì)堿性蛋白酶最敏感，其次是伴花生球蛋白，最后是花生球蛋白的堿性亞基；另外，酶水解增強(qiáng)了花生球蛋白的熱穩(wěn)定性，花生水解蛋白的二硫鍵增加，硫氫鍵減少；內(nèi)源熒光光譜分析表明花生分離蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)易發(fā)生改變；另外水解后其溶解性、凝膠特性均有所提高，但其乳化能力有所下降。

表 1 酶法改性蛋白質(zhì)舉例Table 1 Examples of enzymatic modification of proteins

酶法水解蛋白質(zhì)不僅可以得到理化性質(zhì)和功能特性優(yōu)良的水解產(chǎn)物，也在營(yíng)養(yǎng)及醫(yī)藥方面極具價(jià)值。研究表明，蛋白質(zhì)在人體中主要以肽類和氨基酸的形式被吸收，且同等條件下，短鏈肽（二肽或三肽）相比于等量的氨基酸能被更有效地吸收[18]。大豆具有公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但其致敏性也不容忽視，Meinlschmidt等[4]研究了不同的蛋白酶對(duì)大豆致敏源（大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白）的降解效果，并探討了酶水解對(duì)感官特性的影響，結(jié)果表明酶解是減少大豆蛋白致敏性的有效途徑，而水解產(chǎn)物苦味特征的減少可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)牡鞍酌竵?lái)實(shí)現(xiàn)，木瓜蛋白酶既可以有效降低其致敏性，又可以適當(dāng)提高其感官特性。另外，研究表明，乳清蛋白水解產(chǎn)物表現(xiàn)出血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制活性，具有一定的降血壓作用[5,19-21]。

利用不同的酶在一定條件下對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行一定程度的水解，可以得到含有特定氨基酸的短鏈肽或氨基酸混合物，調(diào)整蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)、功能特性及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，要得到理想的水解產(chǎn)物，必須考慮蛋白質(zhì)原料種類與濃度、水解酶的種類與濃度、水解過(guò)程條件、蛋白質(zhì)水解程度等因素。

2 酶法交聯(lián)

共價(jià)交聯(lián)可以使蛋白質(zhì)改性，改性后的蛋白質(zhì)的某些功能特性如塑性、持水性、溶解性等得到改善，保護(hù)了食品中的某些敏感氨基酸免受各種化學(xué)反應(yīng)的破壞，形成抗環(huán)境壓力的蛋白膜；另外，可通過(guò)酶共價(jià)交聯(lián)變性在非熱條件下形成凝膠；亦或?qū)⒛承┍匦璋被嵬ㄟ^(guò)共價(jià)交聯(lián)引入蛋白質(zhì)，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。通過(guò)一些化學(xué)反應(yīng)或利用催化劑可以在蛋白質(zhì)分子內(nèi)部或蛋白質(zhì)分子之間引入交聯(lián)鍵，可以調(diào)整蛋白質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)和功能特性。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)主要包括美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的交聯(lián)、通過(guò)誘導(dǎo)產(chǎn)生二硫鍵進(jìn)行的交聯(lián)、堿性條件下的脫氫蛋白質(zhì)交聯(lián)或利用化學(xué)試劑（戊二醛）進(jìn)行的交聯(lián)。酶法交聯(lián)涉及的酶主要有TGase、PPO、POD、脂肪氧化酶（lipoxidase，LOX）、葡萄糖氧化酶等。

2.1 TGase交聯(lián)反應(yīng)

TGase是由331 個(gè)氨基組成的相對(duì)分子質(zhì)量約38 000的具有活性中心的單體蛋白質(zhì)酰基轉(zhuǎn)移酶，它針對(duì)蛋白質(zhì)的酰胺基，催化親核反應(yīng)，從而引發(fā)蛋白質(zhì)或多肽之間的共價(jià)交聯(lián)。TGase催化反應(yīng)時(shí)主要利用蛋白質(zhì)谷氨酰胺殘基上的γ-甲酰胺基作供體，可利用分子內(nèi)或其他分子肽鏈中的賴氨酸殘基中的?-氨基作為受體，也可利用伯氨基或者水作為受體進(jìn)行共價(jià)交聯(lián)反應(yīng)，其催化反應(yīng)如圖1所示[22]。通過(guò)TGase催化交聯(lián)反應(yīng)既可形成蛋白質(zhì)高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)或流變學(xué)特性發(fā)生改變；也可以引入其他蛋白質(zhì)、肽類及小分子氨基酸提高產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；或使谷氨酰胺殘基脫氨基形成谷氨酸殘基，影響蛋白質(zhì)等電點(diǎn)及溶解性。

圖 1 TGase催化反應(yīng)示意圖Fig. 1 Covalent reaction induced by transglutaminase

目前，TGase已經(jīng)廣泛被應(yīng)用于乳清蛋白、β-乳球蛋白、大豆分離蛋白、酪蛋白、小麥蛋白之間的共價(jià)交聯(lián)。酸奶中牛奶蛋白在利用TGase進(jìn)行誘導(dǎo)交聯(lián)之前常常需要加熱使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)舒展，將TGase和谷胱甘肽加入到牛奶中，發(fā)現(xiàn)在巴氏殺菌之前不需要加熱前處理即可以利用TGase誘導(dǎo)蛋白質(zhì)形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)酶進(jìn)行滅活后再進(jìn)行發(fā)酵，基本不會(huì)對(duì)酸奶品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響，且利用TGase和谷胱甘肽誘導(dǎo)后的酸奶黏度和蛋白質(zhì)聚集程度比未加谷胱甘肽僅利用TGase誘導(dǎo)的酸奶大[23]。Wu Xiaoli等[24]研究了β-乳球蛋白及其凝膠在TGase誘導(dǎo)下及二硫蘇糖醇影響下形成凝膠的行為，發(fā)現(xiàn)TGase誘導(dǎo)β-乳球蛋白纖維時(shí)無(wú)需二硫蘇糖醇，而誘導(dǎo)β-乳球蛋白時(shí)需要二硫蘇糖醇還原二硫鍵，使蛋白質(zhì)分子構(gòu)象充分舒展，暴露TGase誘導(dǎo)交聯(lián)的位點(diǎn)；另外該研究發(fā)現(xiàn)相比于β-乳球蛋白，TGase誘導(dǎo)其纖維形成凝膠時(shí)臨界膠束濃度更低。Wang Wenqiong等[25]將TGase用于從奶酪生產(chǎn)過(guò)程中回收乳清蛋白，研究發(fā)現(xiàn)交聯(lián)乳清蛋白回收率大大提高。Yang Min等[26]研究了TGase誘導(dǎo)牦牛乳酪蛋白和奶牛乳酪蛋白交聯(lián)對(duì)蛋白質(zhì)溶解性、乳化性、起泡性和在金屬離子環(huán)境下的穩(wěn)定性等功能特性的影響，發(fā)現(xiàn)在相同TGase濃度下二者交聯(lián)程度不同，但功能特性的變化相似，由于酪氨酸聚合蛋白質(zhì)乳化性提高并且有效提高其穩(wěn)定性，但溶解性下降。

2.2 PPO交聯(lián)反應(yīng)

PPO是一類含銅的氧化還原酶，可以催化鄰-苯二酚氧化成鄰-苯二醌，也可以用于單酚單加氧酶的底物，生成鄰-苯二酚，繼而氧化為鄰-苯二醌。PPO在自然界中分布較廣，普遍存在于植物、昆蟲(chóng)和微生物中。PPO主要可分為三大類：?jiǎn)畏訂窝趸福ɡ野彼崦?，EC.1.14.18.1）、雙酚氧化酶（兒茶酚氧化酶，EC.1.10.3.2）和漆酶（EC.1.10.3.1）。蛋白質(zhì)共價(jià)交聯(lián)主要利用酪氨酸酶和漆酶。酪氨酸酶可以使蛋白質(zhì)中的酪氨酸殘基氧化為醌，也能與半胱氨酸、色氨酸、賴氨酸和組氨酸殘基反應(yīng)，一方面引發(fā)了蛋白質(zhì)交聯(lián)，另一方面減少了蛋白質(zhì)中必需氨基酸的含量[27]。漆酶是單電子氧化還原酶，其作用機(jī)理主要是在底物自由基的形成及與漆酶中的銅離子協(xié)同作用。漆酶既可以將酪氨酸殘基氧化為醌進(jìn)行蛋白質(zhì)交聯(lián)，也可以將蛋白質(zhì)中的巰基氧化為二硫鍵。蛋白質(zhì)中的酪氨酸基團(tuán)被氧化形成醌后可以與活性氨基發(fā)生邁克爾加成或席夫堿加成（圖2）。

圖 2 酪氨酸酶/漆酶對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行催化反應(yīng)Fig. 2 Catalytic reaction of protein by tyrosinase/laccase

研究證明，可以利用酪氨酸酶誘導(dǎo)α-乳白蛋白和β-乳球蛋白形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這些研究?jī)?yōu)化了酪氨酸酶誘導(dǎo)兩種蛋白質(zhì)的最適條件，通過(guò)證實(shí)該催化反應(yīng)不同的反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)位點(diǎn)說(shuō)明酪氨酸酶誘導(dǎo)蛋白質(zhì)形成凝膠可能是代替?zhèn)鹘y(tǒng)TGase誘導(dǎo)蛋白質(zhì)交聯(lián)的一種可行方法[28-29]。Isaschar-Ovdat等[30]研究了酪氨酸酶誘導(dǎo)大豆球蛋白與咖啡酸共價(jià)交聯(lián)對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響，采用了先誘導(dǎo)蛋白質(zhì)形成凝膠再與油相均質(zhì)制備乳液或先均質(zhì)再誘導(dǎo)形成凝膠兩種方法，研究證明，后者制備出的水包油乳液更加穩(wěn)定，且利用熒光顯微鏡顯示導(dǎo)致凝膠形成的主要是共價(jià)鍵。此外，Isaschar-Ovdat等[31]利用酪氨酸酶誘導(dǎo)和加熱兩種方式制備大豆球蛋白凝膠，研究發(fā)現(xiàn)，相比于熱誘導(dǎo)形成的凝膠，通過(guò)酶誘導(dǎo)形成的凝膠硬度大、彈性小，且酶誘導(dǎo)凝膠結(jié)構(gòu)更加有序，其孔徑較大。Xu Ruoyang等[32]利用傳統(tǒng)戊二醛誘導(dǎo)和酪氨酸酶誘導(dǎo)兩種方法制備酪蛋白酸鈉納米顆粒，相比于利用大量有毒化學(xué)試劑的化學(xué)誘導(dǎo)法，僅用少量的酪氨酸酶配合使用少量多酚即可誘導(dǎo)形成完整的酪蛋白酸鈉納米顆粒，且該顆?？梢缘挚挂欢ǖ沫h(huán)境壓力。Sato等[33]研究了不同pH值下，漆酶和阿魏酸對(duì)酪蛋白酸鈉包埋的水包油乳液的影響，結(jié)果顯示pH值對(duì)酪蛋白酸鈉包埋的乳液影響很大，漆酶誘導(dǎo)酪蛋白酸鈉可以提高其乳化性，并改變其穩(wěn)定乳液的機(jī)理。

2.3 POD交聯(lián)反應(yīng)

POD是由單一肽鏈與一個(gè)鐵卟輔基結(jié)構(gòu)形成的血紅蛋白酶，是以過(guò)氧化氫為電子受體催化底物氧化的氧化還原酶，可催化過(guò)氧化氫、氧化酚類、胺類化合物、雜環(huán)化合物和一些無(wú)機(jī)離子。含鐵的POD包括正鐵血紅素過(guò)氧化物酶（主要存在于植物、動(dòng)物和微生物中）和綠過(guò)氧化物酶（主要存在于動(dòng)物器官和乳汁中），而黃蛋白過(guò)氧化物酶是一類以黃素腺嘌呤二核苷酸作為輔基的酶，主要存在于動(dòng)物組織和微生物中。

辣根過(guò)氧化物酶是一種重要的POD，在過(guò)氧化氫存在時(shí)催化底物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。Dhayal等[10]利用辣根過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫誘導(dǎo)α-乳白蛋白形成蛋白納米顆粒，相比于其他酶誘導(dǎo)蛋白質(zhì)形成納米顆粒的方式，由于反應(yīng)需要加入過(guò)氧化氫，可以通過(guò)過(guò)氧化氫控制蛋白質(zhì)納米顆粒的尺寸與形貌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)凝膠顆粒形貌均勻、尺寸適中，可用于制備Pickering乳液。Steffensen等[34]利用灰蓋鬼傘過(guò)氧化物酶（Coprinus cinereus peroxidase，CIP）催化含有酪氨酸的多肽，該反應(yīng)通過(guò)氧化得到酪氨酰自由基中間產(chǎn)物，這些自由基通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)一步聚合，最后形成酪氨酸多肽的聚合物，該聚合反應(yīng)證明CIP可以作為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)工程的改性工具，誘導(dǎo)改性生物大分子形成，改善其理化性質(zhì)和功能特性。

除以上介紹的幾類主要酶外，一些氧化酶也可以誘導(dǎo)蛋白質(zhì)交聯(lián)，如LOX、葡萄糖氧化酶等。LOX由單一的多肽鏈組成，是一種含非血紅素鐵、不含硫的蛋白質(zhì)，專一催化具有順,順-1,4-戊二烯結(jié)構(gòu)的多元不飽和脂肪酸加氧反應(yīng)，氧化生成具有共軛雙鍵的過(guò)氧化衍生物，能直接與食品中的蛋白質(zhì)和氨基酸結(jié)合，豆制品的腥味、苦澀味和LOX有關(guān)。葡萄糖氧化酶可以催化生面團(tuán)麥谷蛋白中的巰基形成二硫鍵，改善產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)[35]。這些酶交聯(lián)方法反應(yīng)低毒環(huán)保、反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單、條件溫和、反應(yīng)易控制且成本可接受，酶誘導(dǎo)形成的蛋白質(zhì)共價(jià)交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相對(duì)二硫鍵、靜電作用、氫鍵等形成的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)抵抗外界環(huán)境壓力的能力更強(qiáng)，且能夠提高蛋白質(zhì)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或感官品質(zhì)。值得注意的是，一些加工過(guò)程會(huì)由于酶誘導(dǎo)蛋白質(zhì)交聯(lián)產(chǎn)生不期望的副反應(yīng)；另外，由于酶的高效性可能造成過(guò)度交聯(lián)，從而降低蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，需要盡量避免這些酶誘導(dǎo)，為產(chǎn)品帶來(lái)不良影響。

3 酶催化多酚-蛋白質(zhì)接枝

利用酶催化誘導(dǎo)可以將具有特異功能活性的小分子接枝到蛋白質(zhì)上，增加其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)或功能特性。植物多酚種類眾多，包括酚酸類、類黃酮類以及1,2-二苯乙烯和木酚素類等。植物多酚具有抗氧化、抗菌消炎、抗病毒、抗癌、抗腫瘤的活性，還有一定的抑制肥胖功能。多酚類物質(zhì)與蛋白質(zhì)交聯(lián)，賦予蛋白質(zhì)新的功能特性，這類研究中，利用較多的是阿魏酸、綠原酸、沒(méi)食子酸、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯、咖啡酸、香草酸等多酚類物質(zhì)。酶催化多酚類物質(zhì)與蛋白質(zhì)共價(jià)的主要機(jī)理是酶（或配合氧氣）將多酚的酚羥基氧化為醌，醌可以與蛋白質(zhì)氨基酸殘基中的氨基或巰基反應(yīng)，形成C—N或C—S共價(jià)鍵[36]。醌類化合物易受到蛋白質(zhì)中的賴氨酸、甲硫氨酸、色氨酸等氨基酸中親電基團(tuán)的攻擊。

Aljawish等[37]利用漆酶誘導(dǎo)阿魏酸和肌肽，在溫和反應(yīng)條件下合成了兩種分子質(zhì)量相同但結(jié)構(gòu)具有差異的羥基肉桂?；模芯堪l(fā)現(xiàn)每個(gè)衍生物分子含有1 個(gè)肌肽和3 個(gè)阿魏酸分子，該衍生物具有抗氧化活性和抑制腫瘤細(xì)胞增殖的活性。Vate等[38]研究了利用酪氨酸酶誘導(dǎo)蛋白質(zhì)和單寧酸形成凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)沙丁魚(yú)魚(yú)糜制品的影響，該凝膠結(jié)構(gòu)更加致密，含水量少，魚(yú)糜制品凝膠特性提高。

4 酶改性蛋白質(zhì)的應(yīng)用

目前，水解蛋白在食品工業(yè)中較多，利用蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物調(diào)整食品質(zhì)構(gòu)及增強(qiáng)風(fēng)味的性能，將其添加到肉制品當(dāng)中，亦或直接制成調(diào)味品；也可利用其優(yōu)良的乳化性能及消化吸收特性，將其添加到乳品飲料或營(yíng)養(yǎng)口服液當(dāng)中；利用其水解產(chǎn)物對(duì)某些疾病的預(yù)防、減少過(guò)敏反應(yīng)作用以及一定的抗氧化活性，將其用于醫(yī)藥行業(yè)、特殊膳食的配方及減肥產(chǎn)品中；還有利用酶法提取植物油的研究[39-42]。在水解動(dòng)物蛋白的應(yīng)用中，牛奶蛋白是一類重要的蛋白原料，其中，利用食品級(jí)蛋白酶水解乳清蛋白和酪蛋白的應(yīng)用較廣泛[43-44]。利用堿性蛋白酶水解乳清蛋白制備脂肪代替品，并將其添加到冰淇淋中，可以獲得感官指標(biāo)較佳的低脂冰淇淋[45]。采用胰蛋白酶和高壓微射流對(duì)花生蛋白進(jìn)行改性，改性后的花生蛋白乳化性得到改善，制備的乳狀液穩(wěn)定，可以將改性蛋白作為乳化劑和壁材應(yīng)用到微膠囊粉末的制備中[46]。近年來(lái)，植物蛋白也被應(yīng)用在一些配方食品中，一些關(guān)于植物蛋白水解產(chǎn)物作為功能食品或風(fēng)味物質(zhì)的研究逐漸被進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用，例如應(yīng)用在液體食品、能量補(bǔ)充飲料、低敏性食品和一些治療某些疾病的藥品中[47]。利用堿性蛋白酶水解黑豆分離蛋白，水解產(chǎn)物在口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)中顯著降低餐后葡萄糖水平，且呈劑量依賴性降低糖尿病大鼠的血糖水平，水解物可能有助于控制糖尿病患者的糖尿病水平[3]。

蛋白質(zhì)交聯(lián)主要應(yīng)用在改善食品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和感官特性上：一方面利用蛋白質(zhì)交聯(lián)可以減少某些敏感氨基酸在食品加工過(guò)程的流失或加入新的必需氨基酸以彌補(bǔ)天然蛋白質(zhì)成分的不足；另一方面利用蛋白質(zhì)交聯(lián)調(diào)節(jié)食品的組織結(jié)構(gòu)或通過(guò)交聯(lián)植物蛋白模仿肉制品。TGase是一種優(yōu)良的肉制品改良劑，可以促進(jìn)肉類中肌球蛋白的谷氨酰胺和賴氨酸殘基發(fā)生共價(jià)交聯(lián)，促進(jìn)了肉制品和魚(yú)糜制品中凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，增加凝膠網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，提高肉制品品質(zhì)。火腿腸等肉制品加工過(guò)程中加入TGase可以改善肉質(zhì)的彈性和出品率[48]。另外，TGase也可以催化面筋蛋白的相互作用，在烘焙制品或速凍制品中形成穩(wěn)定的蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改善了面團(tuán)的流變學(xué)特性。近年來(lái)，TGase在乳制品、植物蛋白質(zhì)制品以及食品蛋白膜中被廣泛應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，采用TGase制備的花生蛋白膜結(jié)構(gòu)更致密，內(nèi)部孔徑小，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和阻氧能力均得到提高[49]。漆酶配合一些食品級(jí)的多酚加入到酸奶中，可以使牛奶蛋白發(fā)生交聯(lián)，改善酸奶的流變學(xué)特性，提高其抗剪切能力[50]。采用酪氨酸酶制備絲素蛋白膜和絲素蛋白-殼聚糖復(fù)合物，絲素蛋白經(jīng)過(guò)酶處理后分子質(zhì)量顯著提高，形成的絲素蛋白膜具有良好的耐水性和較高的斷裂強(qiáng)度；加入殼聚糖的復(fù)合物具有良好的抑菌活性[8]。

小麥加工時(shí)其中麥谷蛋白和醇溶蛋白形成的面筋三維蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)直接影響了面團(tuán)品質(zhì)和烘焙產(chǎn)品質(zhì)量。Tilley等[51]研究發(fā)現(xiàn)小麥加工過(guò)程中面筋的形成不僅與二硫鍵相關(guān)，其中POD或POD類似物對(duì)麥谷蛋白和醇溶蛋白中酪氨酸進(jìn)行氧化催化形成共價(jià)鍵也對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響。

目前，蛋白質(zhì)-多酚共價(jià)接枝還主要停留在研究層面，未廣泛實(shí)際應(yīng)用及大批量產(chǎn)品生產(chǎn)。蛋白質(zhì)和多酚的相互作用被認(rèn)為是酒水、飲料出現(xiàn)渾濁和沉淀的重要原因之一，更傾向于利用一些氧化酶分解蛋白質(zhì)，或內(nèi)源PPO、過(guò)氧化氫酶使多酚聚合，以減少蛋白質(zhì)-多酚的相互作用。

5 結(jié) 語(yǔ)

酶法改性蛋白是提高蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、功能特性和感官品質(zhì)的重要途徑，且安全性優(yōu)于化學(xué)改性，已逐步應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。隨著酶制劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，酶的品種不斷增加、品質(zhì)也逐步改善，其應(yīng)用范圍也更加廣泛。然而，需要尋找更多新的蛋白質(zhì)作為蛋白質(zhì)酶法改性產(chǎn)物應(yīng)用的原料；需要提高改性后蛋白質(zhì)產(chǎn)物的適口性，同時(shí)又保證其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及安全性；目前酶改性研究較多，但主要在實(shí)驗(yàn)室研究水平上，而實(shí)際應(yīng)用較少，這些研究成果亟待轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力；深入研究蛋白質(zhì)原料亦或蛋白質(zhì)改性產(chǎn)物的致敏性；加強(qiáng)蛋白質(zhì)改性研究者與醫(yī)療人員的溝通，開(kāi)發(fā)更有效的營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品和藥品。酶改性蛋白技術(shù)逐步發(fā)展、完善，其研究與應(yīng)用前景十分廣闊。