超聲輔助糖基化改性玉米醇溶蛋白結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的影響

郭浩，張慧君，陳又銘，李萍，王一正

（齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，黑龍江省果蔬雜糧飲品工程技術(shù)研究中心，黑龍江齊齊哈爾161006）

有些天然植物蛋白因其特殊的氨基酸組成，通常被認(rèn)為不完全蛋白，且不能滿足食品體系或者加工的需求，因此需要對(duì)這類蛋白質(zhì)進(jìn)行改性。蛋白質(zhì)改性的實(shí)質(zhì)是切斷蛋白質(zhì)分子中肽鏈上的基團(tuán)，再經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)或引入新的基團(tuán)來(lái)進(jìn)行修飾，使其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生特定的結(jié)構(gòu)變化，從而造成蛋白空間結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)改變，使蛋白功能特性得到改善[1]。

玉米醇溶蛋白（zein）是玉米濕法加工淀粉副產(chǎn)物——玉米黃粉中的主要蛋白質(zhì)，它含有較多的非極性氨基酸和較少的極性氨基酸，這些氨基酸分子間在二硫鍵、疏水鍵和氫鍵的作用下連接在一起，具有良好的成膜特性[2]。然而由純玉米醇溶蛋白制成的膜材質(zhì)較脆，機(jī)械性能差，限制了在食品及其它領(lǐng)域的應(yīng)用。

加入塑化劑是一種提高膜機(jī)械性能的蛋白質(zhì)化學(xué)改性的常用方法[3-5]，但是存在如改性操作條件苛刻，化學(xué)試劑殘留、形成有毒的氨基酸衍生物和改變營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等弊端[6-8]。糖基化改性是食品加工和保藏的一種常見(jiàn)方法，是將蛋白質(zhì)分子中氨基酸側(cè)鏈的自由氨基與糖分子還原末端的羰基之間的羧氨反應(yīng)[9]，主要有干熱法和濕熱法兩種方式[10-14]。其中干法就是利用蛋白質(zhì)和多糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間和溫度等條件，使糖基化反應(yīng)控制在初級(jí)階段，褐變程度低。干熱法雖然較濕熱法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，條件苛刻，但是可使蛋白質(zhì)的氨基保持非聚集狀態(tài)，且反應(yīng)溫度低于蛋白質(zhì)的變性溫度，反應(yīng)生成物功能性好，而且由于多糖僅有一個(gè)還原末端，與蛋白質(zhì)反應(yīng)也比較簡(jiǎn)單。

由于玉米醇溶蛋白不溶于水，易溶于60%～95%的乙醇溶液中，而多糖在乙醇溶液中形成沉淀，因此在干法糖基化反應(yīng)時(shí)，氨基供體和羰基供體不能很好相容。利用超聲可以解決還原多糖在玉米醇溶蛋白的醇溶液中的分散性。另外當(dāng)超聲作用于介質(zhì)中，會(huì)發(fā)生周期性壓縮和擴(kuò)張作用的疏密振動(dòng)波，在不斷變換壓縮和擴(kuò)張的過(guò)程中，超聲波就會(huì)產(chǎn)生近于真空或含少量氣體的空穴（氣泡）?？昭ń?jīng)多次周期振蕩最終迅速破裂，同時(shí)產(chǎn)生高強(qiáng)度的剪切力打斷蛋白質(zhì)肽鏈之間的化學(xué)鍵，破壞了蛋白分子間或分子內(nèi)化學(xué)鍵間的緊密聯(lián)系，使蛋白質(zhì)內(nèi)的氨基酸基團(tuán)暴露，進(jìn)而使糖基化反應(yīng)的化學(xué)位點(diǎn)暴露出來(lái)，提高糖基化反應(yīng)程度[15-16]。另一方面，玉米醇溶蛋白中二級(jí)結(jié)構(gòu)是氨基酸殘基在肽鏈中通過(guò)二硫鍵、疏水鍵和氫鍵連接在一起的構(gòu)象，包含α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲。隨著超聲功率的增加使超聲波逐漸產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切作用和空化效應(yīng)，并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能，破壞蛋白質(zhì)肽鏈上的肽鍵，促進(jìn)糖基化改性反應(yīng)，提高改性后產(chǎn)物的機(jī)械性能[17-20]。

近年來(lái)，超聲波技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)改性方面研究越來(lái)越吸引學(xué)者的關(guān)注。朱建華[21]研究了超聲波處理對(duì)大豆分離蛋白溶解性的影響，結(jié)果表明大豆分離蛋白溶液經(jīng)不同功率的超聲處理后溶解度隨超聲功率的增大而增大。王喜波等[22]采用超聲技術(shù)輔助琥珀?；男源蠖沟鞍?，測(cè)得改性產(chǎn)物乳化活性和乳化穩(wěn)定性分別比未改性樣品提高了94.5%和268.9%。趙璞等[23]利用超聲波技術(shù)對(duì)牛乳中含量最多的酪蛋白進(jìn)行改性，測(cè)定其功能特性，結(jié)果表明隨著超聲處理中時(shí)間和功率的增加，酪蛋白功能性質(zhì)中溶解性、乳化性以及乳化穩(wěn)定性都有不同程度的提高。

本研究采用菊粉（inulin）作為還原糖的供體，它是由果糖分子通過(guò)β（2-1）鍵連接，末端含有一個(gè)葡萄糖分子的高分子化合物，是聚合度DP ＞10 以上，純度為95%的多聚果糖?？疾煊衩状既艿鞍自诔曒o助改性過(guò)程中玉米醇溶蛋白的結(jié)構(gòu)變化，探索其與提高膜機(jī)械性能的作用之間的關(guān)系，為玉米醇溶蛋白的糖基化改性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米黃粉：黑龍江省鏡泊湖農(nóng)業(yè)開發(fā)股份有限公司；菊粉：大連佐源生物工程科技有限公司；鄰苯二甲醛（O-phthalaldehyde，OPA）：天津光復(fù)精細(xì)化工研究所；Tris、甘氨酸：生物生工（上海）工程股份有限公司；5，5'-二硫代-2-硝基苯甲酸 （5，5-Dithiobis-2-nitrobenzoic acid，DTNB）、鹽酸胍、尿素：上海阿拉丁生化科技有限公司；甲醇、巰基乙醇、無(wú)水乙醇（分析純）：天津市天大化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

超聲波信號(hào)發(fā)生器（WSL-1000D）：南京順流儀器有限公司（變幅桿為Φ6）；真空冷凍干燥機(jī)（LYOQUEST-85）：西班牙泰士達(dá)公司；超低溫冰箱（Thermo702）：賽默飛世爾科技有限公司；萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)：山東濟(jì)南普創(chuàng)機(jī)電有限公司；圓二色譜儀（Jasco-815）：日本分光（JASCO 公司）；納米粒度 Zeta 電位分析儀（Zetasizer Nano zs90）：英國(guó)馬爾文儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料預(yù)處理

取適量玉米黃粉，經(jīng)酶法除淀粉、脫色后的樣品，用70%（體積分?jǐn)?shù)）濃度乙醇溶液浸提2 h，5 000 r/min離心15 min，取上清液，用冰水浸提，調(diào)pH6 左右，離心后得到沉淀，水洗，冷凍干燥，得到玉米醇溶蛋白樣品，備用。

1.3.2 糖基化改性及膜的制備

用70%的乙醇溶液溶解玉米醇溶蛋白，配制8%的蛋白溶液，按一定物料比加入菊粉，攪拌溶解后，調(diào)pH 值，以不同功率對(duì)溶液進(jìn)行超聲處理，凍干后粉粹，放入溫度60 ℃，濕度為79%的密閉干燥器中進(jìn)行糖基化反應(yīng)，反應(yīng)后立即冷卻，置于30 ℃的烘箱中烘干剩余水分，得到改性后的糖基化產(chǎn)物（zein-inulin）樣品。

將改性后的產(chǎn)物用70%乙醇溶解后，倒入模具于70 ℃烘箱烘干成膜。將烘干后的膜于溫度30 ℃、相對(duì)濕度43%干燥器內(nèi)平衡48 h，備用。

1.3.3 巰基和二硫鍵含量的測(cè)定

采用 Ellman’s 試劑比色法[25]測(cè)定。5，5’-二硫基雙-2-硝基苯甲酸在pH8.0 時(shí)與巰基相互作，生成硫代硝基苯陰離子，硫代硝基苯陰離子在412 nm 處的摩爾吸光系數(shù)ε=13 600，吸光值與巰基的數(shù)量成正比[26]。具體步驟如下：

取75 mg 樣品用1 mL Tris-甘氨酸緩沖液混勻后加4.79 g 鹽酸胍，用緩沖液定容至10 mL。

測(cè)定巰基時(shí)，取1 mL 該液加4 mL 脲-鹽酸胍溶液和0.05 mL Ellman's 試劑，于412 nm 處測(cè)吸光值。

測(cè)定二硫鍵時(shí)，取1 mL 溶液，加0.05 mLβ-巰基乙醇和4 mL 脲-鹽酸胍溶液，于25 ℃保溫1 h，然后加入10 mL 12%三氯乙酸，繼續(xù)于25 ℃恒溫1 h，經(jīng)5 000 r/min 離心10 min 后，用5 mL 12%三氯乙酸清洗沉淀物2 次，將沉淀物溶于10 mL 8 mol/L 脲中，加0.04 mL Ellman’s 試劑，測(cè)取 412 nm 處的吸光值。

計(jì)算如下式：

式中：μ巰基代表巰基含量；A412為 412 nm 處的吸光值；D 為稀釋因子（巰基取5.02，巰基+還原的二硫鍵取10）：C 為樣品濃度，mg/mL。

式中：μ二硫鍵代表二硫鍵含量；N1為還原前的巰基數(shù)；N2為還原后的巰基數(shù)。

1.3.4 接枝度的測(cè)定

采用鄰苯二甲醛（OPA）法[24]測(cè)定。

按照文獻(xiàn)配制試劑，測(cè)定時(shí)，移取4 mLOPA 試劑于試管中混勻，加入蛋白濃度為10 mg/mL 樣品液200 μL，再次混勻后于 35 ℃水浴反應(yīng) 2 min，在 340 nm下測(cè)其吸光值。OPA 溶液中加入200 μL 賴氨酸代替樣品液為空白。二者之差為游離氨基的凈吸光值并作出賴氨酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=1.914x-0.001，r2=0.999 0，根據(jù)凈吸光值計(jì)算樣品中游離氨基的含量。接枝度按照下式計(jì)算：

式中：C0為未改性前溶液中游離氨基的含量，mol/L；C1為改性后溶液中游離氨基的含量，mol/L。

1.3.5 蛋白膜抗拉強(qiáng)度測(cè)定

將膜剪成15 mm×85 mm 的矩形長(zhǎng)條，置于萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上，固定好，夾距設(shè)定為45 mm，拉伸速度為100 mm/min。計(jì)算如下式：

式中：TS 為抗拉強(qiáng)度，MPa；F 為最大拉力，N；L 為膜樣品的厚度，mm（采用測(cè)厚儀對(duì)樣品膜的4 個(gè)邊緣處和中心處分別重復(fù)3 次，求平均值為該膜厚度）；W為膜樣品的寬度，mm。

1.3.6 粒徑的測(cè)定

將玉米醇溶蛋白與其改性產(chǎn)物用70%乙醇溶液充分溶解后，經(jīng)不同的超聲功率處理后，用納米粒度Zeta 電位分析儀將樣品依次進(jìn)行測(cè)定。

1.3.7 圓二色譜的測(cè)定

樣品溶液的配制：準(zhǔn)確稱取一定量玉米醇溶蛋白與改性產(chǎn)物，用70%乙醇溶液配成濃度為0.02 mg/mL的蛋白樣品溶液，樣品進(jìn)行0.22 μm 有機(jī)相膜過(guò)濾后，置于4 ℃冰箱冷藏備用。

遠(yuǎn)紫外區(qū)的CD 譜測(cè)定：將樣品注入光徑10 mm的石英樣品池，采用Jasco-815 圓二色譜儀對(duì)樣品在198 nm～260 nm 進(jìn)行掃描，掃描速率為 100 nm/min，響應(yīng)時(shí)間0.5 s，譜帶寬度1.0 nm，靈敏度為20 mdeg，與室溫下重復(fù)掃描樣品8 次，記錄CD 譜，求平均值作為最終光譜值。得到蛋白質(zhì)的平均摩爾橢圓吸收率用[θ]（deg cm2/dmol）表示，根據(jù)Chen-Yang 原理和最小二乘法編寫的程序計(jì)算出蛋白質(zhì)的α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲的百分含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

2 結(jié)果與討論

2.1 超聲功率對(duì)接枝度的影響

接枝度表示在糖基化反應(yīng)中，蛋白質(zhì)與糖發(fā)生接枝反應(yīng)的程度，本研究比較了經(jīng)不同超聲功率預(yù)處理后的接枝度，結(jié)果如圖1 所示。

圖1 接枝度變化圖Fig.1 Grafting degree change diagram

由圖1 可知，超聲功率的變化會(huì)影響玉米醇溶蛋白與菊粉之間糖基化反應(yīng)接枝度的大小。隨著超聲功率的增大，糖基化改性產(chǎn)物的接枝度有逐漸增大的趨勢(shì)。當(dāng)超聲功率在400 W 時(shí)，接枝度達(dá)到最大值，為31.25%，隨后繼續(xù)提高超聲功率至500 W，其接枝度反而開始下降至28.65%。說(shuō)明當(dāng)超聲功率增大時(shí)，在溶液中形成更高頻率的振蕩，蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)被破壞，致使肽鍵斷裂，導(dǎo)致N-末端游離殘基數(shù)目過(guò)度增多，自由氨基也過(guò)度增多，菊粉中的還原糖與賴氨酸的碰撞幾率變小，導(dǎo)致了糖基化改性的接枝度下降[27]。

2.2 不同超聲功率對(duì)巰基和二硫鍵的影響

蛋白質(zhì)是由α-氨基酸通過(guò)肽鍵連接而成的具有四級(jí)空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜高分子化合物。超聲處理在一定程度上使蛋白質(zhì)內(nèi)不同的氨基酸基團(tuán)暴露，使得與這些基團(tuán)緊密相關(guān)的結(jié)構(gòu)特性也發(fā)生相應(yīng)的改變。不同超聲功率對(duì)巰基和二硫鍵的影響見(jiàn)表1。

表1 超聲功率對(duì)蛋白巰基和二硫鍵含量的影響Table 1 Effect of ultrasonic power on sulfydryl group and disulfide bond of zein

由表1 可知，純玉米醇溶蛋白中原始自由巰基含量為 6.7 μmol/L pro，二硫鍵含量為 18.55 μmol/L pro。在糖基化改性過(guò)程中，隨著超聲功率的逐漸增加，超聲過(guò)程中產(chǎn)生的空穴效應(yīng)和機(jī)械作用對(duì)蛋白質(zhì)的作用位點(diǎn)產(chǎn)生剪切力，將蛋白質(zhì)上的肽鏈打斷，破壞其一級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)，蛋白分子內(nèi)部殘基受到破壞使其暴露于蛋白分子表面，部分還原成巰基[18]。另一方面，超聲波處理使蛋白結(jié)構(gòu)得到伸展，原本包埋在蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的巰基逐漸暴露出來(lái)，使糖基化改性產(chǎn)物的自由巰基含量逐漸上升，二硫鍵的含量逐漸下降[28]。另外在前期研究中也發(fā)現(xiàn)[27]，當(dāng)超聲功率超過(guò)最適值后，繼續(xù)提高超聲功率，會(huì)使改性后的蛋白成膜效果也下降，這可能是因?yàn)榈鞍啄ぞ哂辛己玫某赡ば允桥c氨基酸分子中的二硫鍵含量有關(guān)，因此隨著超聲功率的增加，二硫鍵呈減少趨勢(shì)，不利于成膜，因此在最適超聲功率條件下，適量減少蛋白質(zhì)的二硫鍵含量，可增加蛋白膜的柔韌性。

2.3 超聲功率對(duì)玉米醇溶蛋白膜機(jī)械性能的影響

本研究考察不同超聲功率對(duì)玉米醇溶蛋白-菊粉膜抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率的影響，結(jié)果如圖2 所示。

圖2 超聲功率對(duì)抗拉強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率的影響Fig.2 Effect of ultrasonic power on tensile strength and elongation of zein

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性是決定其膜機(jī)械性能的基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變會(huì)在一定程度上引起蛋白膜機(jī)械性能的變化。在糖基化改性過(guò)程中，蛋白質(zhì)與菊粉發(fā)生糖基化反應(yīng)，使改性后玉米醇溶蛋白的空間結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，即蛋白質(zhì)分子發(fā)生一定程度的伸展，促使蛋白分子成膜時(shí)疏水基團(tuán)和巰基交聯(lián)而富有柔韌性，增加膜的機(jī)械性能[29]。表征膜機(jī)械強(qiáng)度的指標(biāo)通常采用抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。圖2 結(jié)果表明，超聲波功率變化對(duì)玉米醇溶蛋白-菊粉膜的機(jī)械強(qiáng)度同樣產(chǎn)生影響。隨著超聲功率的逐漸增大，玉米醇溶蛋白-菊粉膜的抗張強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)超聲功率為500 W 時(shí)，蛋白膜的抗張強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率均達(dá)到最高值。說(shuō)明此時(shí)對(duì)玉米醇溶蛋白進(jìn)行糖基化改性后的蛋白膜的機(jī)械性能較好。但當(dāng)超聲功率大于500 W 時(shí)，蛋白膜的機(jī)械強(qiáng)度反而下降，說(shuō)明功率過(guò)高并不利于蛋白膜的機(jī)械性能的提高，這與文獻(xiàn)一致[30]。本文重點(diǎn)考察超聲對(duì)蛋白膜機(jī)械強(qiáng)度的提高，因此選擇500 W 的超聲功率。

2.4 粒徑分析

本研究對(duì)不同超聲功率預(yù)處理后糖基化改性的蛋白產(chǎn)物進(jìn)行粒徑檢測(cè)，結(jié)果如表2 所示。表中蛋白質(zhì)分散系數(shù)（polymer dispersity index，PDI）為代表溶液的分散程度，PDI 值越小，代表溶液的分散性越好[32]；而粒徑大小直接影響后期蛋白成膜的機(jī)械性能，分子粒徑越大，蛋白膜的成膜性越好，抗拉強(qiáng)度越大。

表2 超聲功率對(duì)玉米醇溶蛋白-菊粉粒徑分布的影響Table 2 Effect of ultrasonic power on size distribution of zeininulin

隨著超聲功率的增加，粒徑大小有逐漸升高的趨勢(shì)，但當(dāng)超聲功率達(dá)到550 W 時(shí)，粒徑急劇減小，這可能是由于超聲功率過(guò)大會(huì)導(dǎo)致蛋白分子內(nèi)部細(xì)胞破碎，粒徑減小。超聲功率在350 W 時(shí)，溶液的分散性較好，但其粒徑大小為1 458 nm，相比超聲功率為500 W時(shí)的粒徑大小2 113 nm 小得多。本文主要研究蛋白質(zhì)的成膜性，即機(jī)械性能，所以綜合以上分析，認(rèn)為超聲功率為500 W 時(shí)粒徑最大，溶液分布較均勻，結(jié)合圖2中超聲功率對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響，認(rèn)為在該條件下制得的蛋白膜機(jī)械性能較好。

2.5 圓二色譜分析

通過(guò)蛋白質(zhì)的圓二色譜圖（circular dichroism，CD）的遠(yuǎn)紫外區(qū)譜帶位置和吸收強(qiáng)弱的分析，可確定蛋白質(zhì)和肽二級(jí)結(jié)構(gòu)。本研究以超聲條件為500 W 的玉米醇溶蛋白-菊粉與玉米醇溶蛋白，進(jìn)行比較，考察超聲后的糖基化產(chǎn)物二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)果如圖3 和表3所示。

圖3 圓二色譜圖Fig.3 Circular dichroism spectra

表3 玉米醇溶蛋白和玉米醇溶蛋白-菊粉的二級(jí)結(jié)構(gòu)組成Table 3 Secondary structure content of zein and zein-inulin g/100 g 氨基酸

由圖3 分析可知，玉米醇溶蛋白的遠(yuǎn)紫外區(qū)CD光譜的肽鍵吸收峰在207 nm 附近有一較強(qiáng)的負(fù)峰，在224 nm 有一很強(qiáng)的負(fù)峰，此處為α-螺旋結(jié)構(gòu)特征峰，在218 nm 附近有一負(fù)峰，此處為β-折疊結(jié)構(gòu)特征峰，與報(bào)道的α-zein 中Z19 蛋白CD 特征峰相似[32]。一般而言，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)被完全破壞時(shí)，而吸收峰會(huì)發(fā)生紅移或藍(lán)移現(xiàn)象。由圖3 可知，糖基化反應(yīng)后，接枝產(chǎn)物在207 nm 處的負(fù)峰強(qiáng)度有降低趨勢(shì)，224 nm處的負(fù)峰有藍(lán)移現(xiàn)象，218 nm 負(fù)峰有紅移現(xiàn)象。結(jié)果表明經(jīng)菊粉改性后的玉米醇溶蛋白改變了蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，破壞了原玉米醇溶蛋白中的二硫鍵。

Frank A.等[33]用CD 測(cè)定玉米醇溶蛋白在50 %～80 %乙醇溶液中的二級(jí)結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)α-螺旋結(jié)構(gòu)的含量在33%～60%之間，且α-螺旋和β-折疊含量接近。由表3 可知，本研究中玉米醇溶蛋白的圓二色譜遠(yuǎn)紫外圖譜中，其二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)以α-螺旋結(jié)構(gòu)為主，約占50%，這與該文獻(xiàn)中玉米醇溶蛋白的α-螺旋含量相符，除此之外還含有β-折疊和無(wú)規(guī)則卷曲，各自約占25%左右，其中α-螺旋結(jié)構(gòu)含量是β-折疊的2 倍左右，有研究認(rèn)為這與玉米醇溶蛋白提取條件有關(guān)[34]。

蛋白質(zhì)中多肽鏈的α-螺旋結(jié)構(gòu)由分子間氫鍵作用形成的，經(jīng)超聲輔助改性后α-螺旋含量降低，β-折疊含量增加，無(wú)規(guī)則卷曲含量略有升高，仍沒(méi)有β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)。說(shuō)明超聲輔助糖基化改性后，一方面氫鍵受到破壞，α-螺旋發(fā)生一定的解鏈，結(jié)構(gòu)變得更加松散[35]。另一方面，與菊粉中的還原羰基反應(yīng)的ε-氨基位于α-螺旋結(jié)構(gòu)中，因此，ε-氨基與多糖的結(jié)合是造成α-螺旋結(jié)構(gòu)的減少主要原因[36]。另外蛋白質(zhì)的折疊結(jié)構(gòu)發(fā)生了去折疊，更多的糖越容易接入蛋白質(zhì)肽鏈中，后期在超聲的機(jī)械作用和熱效應(yīng)下又進(jìn)行了再折疊，β-折疊含量增加了11.3%，因此超聲輔助糖基化改性使得玉米醇溶蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，分子由有序變得無(wú)序。這樣，玉米醇溶蛋白-菊粉分子脆性結(jié)構(gòu)減弱，韌性結(jié)構(gòu)增加，提高了機(jī)械性能。

3 結(jié)論

本研究以玉米醇溶蛋白為氨基供體，利用超聲波技術(shù)輔助菊粉糖基化改性，得出如下結(jié)論。

1）超聲波處理可以促進(jìn)玉米醇溶蛋白糖基化反應(yīng)，尤其在適當(dāng)功率下超聲使蛋白結(jié)構(gòu)得以伸展，蛋白中自由氨基含量增加，使接枝反應(yīng)中蛋白氨基和糖類羧基交聯(lián)機(jī)遇增大，促進(jìn)了接枝反應(yīng)的發(fā)生，從而使玉米醇溶蛋白得到適度的糖基化改性，修飾蛋白結(jié)構(gòu)。

2）超聲波作用增加了糖基化改性蛋白質(zhì)的自由巰基的含量，促進(jìn)了在成膜形成過(guò)程中二硫鍵的形成。說(shuō)明超聲作用后玉米醇溶蛋白自由巰基的含量增加，使其在成膜過(guò)程中二硫鍵生成量增加，由于膜的形成是蛋白通過(guò)疏水基團(tuán)以及二硫鍵形成分子量更大的聚集體，聚集體產(chǎn)生內(nèi)聚性的力打破維系天然蛋白分子間的作用力促使蛋白分子發(fā)生重排，形成新的相互作用力以支撐新的蛋白結(jié)構(gòu)使膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低膜的脆性，增強(qiáng)膜的韌性，從而提高膜的機(jī)械性能。