超聲輔助花生分離蛋白復(fù)合菊粉糖基化反應(yīng)條件的優(yōu)化及性質(zhì)研究

摘要：以超聲輔助花生分離蛋白復(fù)合菊粉進(jìn)行糖基化制備蛋白多糖復(fù)合物，考察不同接枝條件對(duì)花生分離蛋白與菊粉復(fù)合物接枝度、褐變程度和蛋白質(zhì)溶解度的影響。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取反應(yīng)條件進(jìn)行Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化，得到最佳花生分離蛋白-菊粉共價(jià)復(fù)合物的復(fù)合工藝。結(jié)果表明，通過響應(yīng)面優(yōu)化得到最佳工藝參數(shù)為反應(yīng)時(shí)間42 min、反應(yīng)溫度 80 ℃、PPI濃度15 mg/mL、PPI-INU比例1∶3、超聲功率 100 W、超聲時(shí)間17 min。在最佳工藝條件下，蛋白質(zhì)溶解度為95.56%。與花生分離蛋白相比，花生分離蛋白-菊粉共價(jià)復(fù)合物的溶解性、乳化特性均有所改善，該研究對(duì)花生分離蛋白的應(yīng)用及其產(chǎn)品品質(zhì)提升具有重要意義。

關(guān)鍵詞：花生分離蛋白；菊粉；糖基化改性

中圖分類號(hào)：TS201.21""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""""文章編號(hào)：1000-9973（2025）02-0067-08

Optimization of Ultrasound-Assisted Glycosylation Reaction Conditions for

Peanut Protein Isolate Composite Inulin and Property Study

ZHANG Tong¹， QI Zhao-xia¹， FENG Yu-he¹， XIE Jun-lan¹， CHEN Kai-yao¹，

ZENG Li^1，2*， JIA Li-rong^1，2， DUAN Fei-xia^1，2， RAN Xu^1，2*

（1.College of Biomass Science and Engineering， Sichuan University， Chengdu 610065， China;

2.Key Laboratory of Food Science and Technology in Institutions of Higher Education

in Sichuan Province， Sichuan University， Chengdu 610065， China）

Abstract： Protein polysaccharide complex is prepared using ultrasound-assisted glycosylation of peanut protein isolate composite inulin， and the effects of different grafting conditions on the grafting degree， browning degree and protein solubility of peanut protein isolate-inulin complex are investigated. The reaction conditions are selected on the basis of single factor test， and Box-Behnken response surface optimization is carried out to obtain the optimal compounding process of peanut protein isolate-inulin covalent complex.The results show that the optimal process parameters obtained by response surface optimization are reaction time of 42 min， reaction temperature of 80 ℃， PPI concentration of 15 mg/mL， PPI-INU ratio of 1∶3， ultrasonic power of 100 W， and ultrasonic time of 17 min. Under the optimal process conditions， the protein solubility is 95.56%. Compared with peanut protein isolate， the solubility and emulsification characteristics of peanut protein isolate-inulin covalent complex are improved. This study is of great significance for the application of peanut protein isolate and the improvement of product quality.

Key words： peanut isolate protein; inulin; glycosylation modification

花生分離蛋白（PPI）一般采用堿提酸沉法從花生粕中提取，其主要組分為花生球蛋白、伴花生球蛋白Ⅰ和伴花生球蛋白Ⅱ，占蛋白整體的75%。其中，球蛋白比例高是花生蛋白溶解度差的主要原因。通過堿提酸沉法從花生粕中分離花生蛋白的方法會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)的變性和聚集^[1]，降低蛋白質(zhì)的溶解度，從而導(dǎo)致花生分離蛋白的乳化性、起泡性、成膜性等功能特性受到限制，使其只能作為動(dòng)物飼料或者肥料使用。

目前，菊粉（INU）作為天然的膳食纖維，存在于香蕉、菊芋、洋蔥、蘆筍、菊苣等水果或蔬菜中，由D-呋喃果糖分子通過β（2→1）糖苷鍵連接而成，末端連接一個(gè)葡萄糖殘基，具有益生元、抗氧化、抗疲勞、免疫調(diào)節(jié)等生物活性，已被全世界40多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)為功能性食品或營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，在食品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。大量研究表明，蛋白質(zhì)與還原糖之間發(fā)生美拉德反應(yīng)^[2]，生成的不同接枝程度的蛋白質(zhì)-多糖復(fù)合物可以改善蛋白質(zhì)的功能特性^[3-4]。通過共價(jià)結(jié)合引入親水性官能團(tuán)（羥基、氨基和羧基）的多糖，可以提高新復(fù)合物的溶解度。傳統(tǒng)的美拉德反應(yīng)主要為干熱法和濕熱法。干熱法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，需要控制溫度和相對(duì)濕度，不適用于工業(yè)生產(chǎn)。濕熱法在溶液中進(jìn)行熱處理，可以縮短時(shí)間，但高溫或長(zhǎng)時(shí)間處理也會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚合變性^[5]，從而限制共價(jià)復(fù)合物的制備效率和商用用途。超聲波技術(shù)在提高糖基化反應(yīng)效率和改善共價(jià)交聯(lián)產(chǎn)物功能性質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用^[6]。研究表明，超聲波技術(shù)可以加速蛋白和多糖的接枝，且得到的共價(jià)交聯(lián)產(chǎn)物具有更好的乳化特性^[7]。超聲波技術(shù)有助于蛋白質(zhì)展開和肽鏈斷裂，蛋白質(zhì)內(nèi)部的氨基酸殘基暴露，有利于與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，有效地改善蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能^[8]。然而，當(dāng)前使用超聲輔助美拉德濕熱法促進(jìn)蛋白質(zhì)和多糖接枝的研究還很少。

因此，本研究采用超聲輔助濕法糖基化方法對(duì)花生分離蛋白（PPI）-菊粉（INU）復(fù)合物的制備工藝進(jìn)行研究，以體系中蛋白溶解度為指標(biāo)，通過響應(yīng)面設(shè)計(jì)確定最佳PPI-INU復(fù)合物的制備工藝條件，旨在探索一種高效制備高溶解性的蛋白復(fù)合物，為食品工業(yè)中花生分離蛋白的應(yīng)用及高值化產(chǎn)品的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1"材料和方法

1.1"材料及生產(chǎn)工藝

花生粕：乳山金果食品股份有限公司；菊粉：淄博益生康緣生物科技有限公司。

1.2"試劑

鄰苯二甲醇：上海麥克林生化科技有限公司；β-巰基乙醇：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；十二烷基硫酸鈉：上海泰坦科技股份有限公司；鹽酸、氫氧化鈉、無水甲醇、十水四硼酸鈉：成都科隆化學(xué)品有限公司；以上試劑均為分析純。

1.3"主要儀器與設(shè)備

SX-2008低溫超聲波萃取儀"上海圣訓(xùn)儀器有限公司；PHS-3E pH計(jì)"北京華瑞博遠(yuǎn)科技發(fā)展有限公司；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋"常州金南儀器制造有限公司；TG16-WS型臺(tái)式高速離心機(jī)"長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；EPOCH-SN酶標(biāo)儀"安捷倫科技有限公司；H01-1G磁力攪拌器"上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司；FD-1A-50真空冷凍干燥機(jī)"北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.4"方法

1.4.1"花生分離蛋白的制備

取花生粕加入1～10的純凈水，磁力攪拌溶解60 min，用1 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為9，常溫下磁力攪拌溶解100 min后，用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)pH為4.5，靜置40 min后離心取沉淀，用去離子水沖洗至中性后冷凍干燥得到花生分離蛋白PPI（蛋白含量為94%）。

1.4.2"PPI-INU復(fù)合物的制備

稱取0.15 g花生分離蛋白（PPI），加入10 mL去離子水，渦旋混合2 min配制成15 mg/mL的樣品溶液。按照1∶3的質(zhì)量比加入同濃度的菊粉（INU），繼續(xù)渦旋2 min使花生分離蛋白與菊粉充分混勻，裝入帶有螺旋口的離心管（50 mL）中，用1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH為9，使得體系中PPI的溶解度最大，設(shè)置超聲頻率為100 W，超聲17 min后在80 ℃水浴加熱42 min，反應(yīng)結(jié)束后立即冰水浴5 min，充分冷卻，反應(yīng)停止。冷凍干燥后打成粉末得到花生分離蛋白-菊粉共價(jià)復(fù)合物（PPI-INU），置于干燥器中保存。

1.4.3"復(fù)合物接枝度的測(cè)定

采用鄰苯二甲醛法測(cè)定復(fù)合物的接枝度，稱取80 mg OPA溶解在2 mL甲醇中，加入50 mL 0.01 mol/L硼砂溶液、5 mL 20% SDS溶液和200 μL β-巰基乙醇混合，并用蒸餾水定容至100 mL，獲得OPA試劑。

配制PPI濃度為2 mg/mL的樣品溶液，取200 μL樣品溶液與4 mL OPA試劑混合均勻。在35 ℃水浴中反應(yīng)10 min后，使用酶標(biāo)儀在340 nm處測(cè)量混合物的吸光度。未處理的花生分離蛋白用作對(duì)照樣品，蒸餾水用作空白。接枝度（DG）根據(jù)公式（1）計(jì)算。

DG（%）=A_C-A_SA_C×100%。（1）

式中：A_C為未處理花生分離蛋白的吸光度;A_S為樣品的吸光度。

1.4.4"復(fù)合物蛋白溶解性的測(cè)定

稱取樣品2 mg溶于2 mL去離子水中，渦旋2 min混勻后在6 000 r/min下離心5 min。以牛血清蛋白（BSA）作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白，用蒸餾水混合稀釋成不同濃度的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。待測(cè)樣品用酶標(biāo)儀在562 nm處測(cè)量吸光度^[9]。未處理的花生分離蛋白用作對(duì)照樣品，蒸餾水用作空白。溶解度根據(jù)公式（2）計(jì)算。

溶解度（%）=C_SC_T×100%。 （2）

式中：C_S為上清液中蛋白質(zhì)的濃度（mg/mL）；C_T為溶液中總蛋白質(zhì)的濃度（mg/mL）。

1.4.5"PPI-INU單因素試驗(yàn)

以PPI濃度（5，7.5，10，15，20 mg/mL）、PPI與INU的比例（1∶0、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5）、超聲時(shí)間（5，10，15，20，25 min）、超聲功率（50，100，200，300，400 W）、反應(yīng)時(shí)間（10，20，40，60，80 min）、反應(yīng)溫度（60，70，80，90，95 ℃）為影響因素，以接枝度、蛋白溶解度為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.4.6"PPI-INU復(fù)合物響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇對(duì)蛋白質(zhì)溶解度影響顯著的PPI濃度、超聲時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度作為試驗(yàn)因素，以蛋白質(zhì)的溶解度作為響應(yīng)值，采用Design-Expert 13.0軟件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)并建立模型，每個(gè)因素設(shè)置3組試驗(yàn)水平，分別編號(hào)為-1，0，1，Box-Behnken試驗(yàn)因素與水平見表1。對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，在最優(yōu)復(fù)合工藝條件下測(cè)定溶解度和接枝度。

1.4.7"PPI-INU復(fù)合物溶解性的測(cè)定

配制2 mg/mL的花生分離蛋白（PPI）和花生分離蛋白-菊粉共價(jià)復(fù)合物（PPI-INU）溶液，分別調(diào)節(jié)pH為3～10?；靹蚝笤? 000 r/min條件下離心10 min，取上清液測(cè)定蛋白質(zhì)含量^[10]。

1.4.8"PPI-INU乳化特性的測(cè)定

將樣品溶于磷酸鈉緩沖液（100 mmol/L，pH 7.0）中，配制成2 mg/mL的樣品溶液，按照3∶1加入花生油，用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)2 min（13 500 r/min）。均質(zhì)后，在0 min和15 min時(shí)從試管底部取200 μL乳劑與10 mL 0.1%十二烷基硫酸鈉（SDS）溶液混合。渦旋后在500 nm處測(cè)定吸光度。以SDS溶液為空白。乳化活性指數(shù)（EAI）和乳化穩(wěn)定性指數(shù)（ESI）分別根據(jù)公式（3）和公式（4）計(jì)算。

EAI=2×2.303×DF×A₀（1-θ）×c×L×10 000。（3）

ESI=10×A₀A₀×A₁₅。（4）

式中：c為初始蛋白質(zhì)濃度（g/mL）；θ為用于形成乳劑的大豆油的比例；L為比色皿的光直徑（1 cm）；DF為稀釋因子（50）；A₀為乳劑在0 min時(shí)的吸光度；A₁₅為乳劑在15 min時(shí)的吸光度。

2"結(jié)果與分析

2.1"單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1"蛋白質(zhì)濃度對(duì)PPI-INU接枝反應(yīng)的影響

由圖1可知，PPI-INU接枝反應(yīng)的接枝度和溶解度隨著PPI濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)PPI濃度達(dá)到15 mg/mL時(shí)，PPI-INU的接枝度達(dá)到最大，為（59.49±0.57）%，溶解度也達(dá)到最大，為（88.94±2.28）%，這可能是由于當(dāng)PPI-INU比例一定時(shí)，隨著反應(yīng)物濃度的增加，同體積溶液中溶質(zhì)的含量更高，分子間的碰撞概率增大，有助于接枝反應(yīng)的進(jìn)行。PPI上接入INU的親水性羥基，增加了蛋白質(zhì)的親水性，從而提高了蛋白質(zhì)的溶解度。隨著PPI濃度的不斷增加，蛋白質(zhì)分子與多糖分子之間的空間位阻效應(yīng)會(huì)阻止兩者的碰撞，從而不利于接枝反應(yīng)的進(jìn)行，加之在一定的反應(yīng)溫度下部分蛋白分子聚集，導(dǎo)致溶解度下降。

2.1.2"PPI-INU比例對(duì)PPI-INU接枝反應(yīng)的影響

由圖2可知，隨著菊粉濃度的增加，反應(yīng)程度呈現(xiàn)先上升后緩慢下降的趨勢(shì)，這是由于隨著菊粉濃度不斷升高，提供了更多的菊粉分子與花生分離蛋白發(fā)生美拉德反應(yīng)，這與穆利霞^[11]得出的大豆蛋白與阿拉伯膠的接枝度隨著阿拉伯膠濃度的增加而增加的研究結(jié)果一致。當(dāng)PPI與INU的比例為1∶3時(shí)，接枝度達(dá)到最大值，為（52.65±0.29）%，顯著高于1∶2和1∶4時(shí)復(fù)合物的糖基化程度（P＜0.05）。溶解度也呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì)，當(dāng)PPI與INU的比例為1∶3時(shí)，溶解度最大，為（89.28±2.19）%。相比于未處理的PPI溶解度（18.71±1.07）%提高了70.57%。當(dāng)PPI-INU比例高于1∶3，體系的黏度增加，從而降低了蛋白質(zhì)和多糖分子之間的碰撞頻率，使得反應(yīng)程度下降^[12]。隨著菊粉濃度的逐漸增多，而蛋白底物濃度一定，過量的菊粉導(dǎo)致分子間的空間位阻增大，不利于接枝反應(yīng)的進(jìn)行，使接枝反應(yīng)速率減慢。

2.1.3"超聲功率對(duì)PPI-INU接枝反應(yīng)的影響

由圖3可知，接枝度和溶解度均隨著超聲功率的升高呈先上升后下降的趨勢(shì)，這是由于超聲波為反應(yīng)提供更多的能量和游離氨基，有效地增加了蛋白質(zhì)和菊粉接觸的頻率。當(dāng)超聲功率為100 W時(shí)，接枝度達(dá)到最大，為（51.13±0.14）%，溶解度為（64.03±0.31）%。超聲波的機(jī)械效應(yīng)和空化效應(yīng)將粒徑大的蛋白質(zhì)聚集體解聚成粒徑較小的蛋白質(zhì)顆粒，從而降低了蛋白質(zhì)聚集體的粒徑，使得蛋白質(zhì)與水接觸的表面積增加，水合作用增強(qiáng)^[13]。當(dāng)超聲功率超過100 W時(shí)，過度超聲會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的展開和聚集，改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，使得蛋白質(zhì)分子之間聚集、交聯(lián)，先前結(jié)構(gòu)展開暴露的色氨酸等基團(tuán)重新包埋于蛋白質(zhì)內(nèi)部，增加了蛋白質(zhì)分子的空間位阻。

2.1.4"超聲時(shí)間對(duì)PPI-INU接枝反應(yīng)的影響

超聲時(shí)間對(duì)PPI-INU復(fù)合物接枝度和溶解度的影響見圖4。

由圖4可知，隨著超聲時(shí)間的增加，PPI-INU復(fù)合物的接枝度和溶解度均呈先上升后下降的趨勢(shì)，有研究表明超聲處理促進(jìn)蛋白質(zhì)和多糖的結(jié)合，比傳統(tǒng)工藝的美拉德反應(yīng)24 h具有更高的接枝度^[5]。在5～25 min的超聲時(shí)間范圍內(nèi)，最大接枝度為60.34%，最大溶解度為69.59%，這是由于超聲波為反應(yīng)提供更多的能量和游離氨基，蛋白質(zhì)與多糖分子之間的碰撞概率增加。超聲波的空化效應(yīng)破壞了蛋白質(zhì)的聚集體狀態(tài)，將蛋白質(zhì)分子解離成粒徑更小的蛋白質(zhì)分子，表面積增加，暴露更多的接枝活性位點(diǎn)，與多糖分子接枝的反應(yīng)面有效增加。PPI-INU的接枝反應(yīng)本質(zhì)上是美拉德反應(yīng)，升高聚合溫度，一般會(huì)使接枝反應(yīng)速率加快。值得注意的是，過度超聲會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)展開和聚集，從而減少了可參與接枝反應(yīng)的暴露氨基酸數(shù)量^[14]。

2.1.5"反應(yīng)溫度對(duì)PPI-INU接枝反應(yīng)的影響

由圖5可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，PPI-INU復(fù)合物的接枝度呈先上升后下降的趨勢(shì)，80 ℃時(shí)PPI-INU的接枝度最高，為（63.15±0.54）%，隨后接枝度不斷下降，這是由于蛋白質(zhì)在高溫下會(huì)聚集變性，使得能參與接枝反應(yīng)的游離氨基減少，從而導(dǎo)致接枝度下降，不利于PPI-INU的共價(jià)結(jié)合，這與張?jiān)婅?sup>[15]的研究結(jié)果類似，其研究結(jié)果表明，乳清蛋白與菊粉的羰基化程度也隨著溫度的升高呈先逐漸上升后下降的趨勢(shì)。PPI-INU復(fù)合物的蛋白溶解度先上升后下降，復(fù)合物溶解度最大達(dá)到（76.55±1.24）%。接枝度越高，PPI-INU復(fù)合物的蛋白溶解度越好，體系溫度升高加速了美拉德反應(yīng)的進(jìn)行。

2.1.6"反應(yīng)時(shí)間對(duì)PPI-INU接枝反應(yīng)的影響

由圖6可知，隨著PPI-INU接枝反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，接枝度呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為40 min時(shí)，接枝度最高，為（61.24±0.90）%，顯著高于20，60 min時(shí)的接枝度。適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間有助于接枝反應(yīng)的進(jìn)行，接枝反應(yīng)初期，游離在蛋白質(zhì)表面的氨基能直接與菊粉反應(yīng)。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)逐漸展開，更多內(nèi)部的氨基暴露出來與多糖結(jié)合，從而導(dǎo)致糖基化程度升高。隨著反應(yīng)時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，過長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間交聯(lián)、聚集，因此，接枝反應(yīng)的接枝度呈先上升后下降的趨勢(shì)。復(fù)合物的蛋白溶解度呈相同的趨勢(shì)，最大達(dá)到（70.81±0.87）%。隨著反應(yīng)時(shí)間的持續(xù)增加，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)展開，內(nèi)部的氨基也參與糖基化反應(yīng)，此時(shí)已完成糖基化的蛋白質(zhì)可能會(huì)再次發(fā)生聚合^[16]。

2.2"響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇復(fù)合物蛋白溶解度（Y）為指標(biāo)，超聲時(shí)間（A）、PPI濃度（B）、反應(yīng)時(shí)間（C）、反應(yīng)溫度（D）為因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和結(jié)果見表2。

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得到復(fù)合物蛋白溶解度（Y）與超聲時(shí)間（A）、PPI濃度（B）、反應(yīng)時(shí)間（C）、反應(yīng)溫度（D）之間的二次多元回歸模型：溶解度（Y）=93.51+2.85A+8.49B+1.75C-1.01D+1.69AB+2.78AC-2.74AD+2.38BC-1.56BD+5.31CD-15.76A²-11.98B²-15.46C²-16.25D²。

對(duì)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。

由表3可知，模型的P＜0.05，表明該回歸方程顯著；失擬項(xiàng)的P=0.055 6＞0.05，表明失擬項(xiàng)不顯著，回歸模型的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值差異較小，擬合程度高。相關(guān)系數(shù)R²=0.801 5，校正系數(shù) R_Adj²=0.570 0，一致性較好，表明該模型能夠有效解釋響應(yīng)值的變化。由F值可知，各因素對(duì)花生分離蛋白-菊粉復(fù)合物蛋白溶解度的影響大小為PPI濃度（B）＞超聲時(shí)間（A）＞反應(yīng)時(shí)間（C）＞反應(yīng)溫度（D），其中PPI濃度的影響極顯著（P＜0.01）。

超聲時(shí)間與PPI濃度的交互作用、超聲時(shí)間與反應(yīng)時(shí)間的交互作用、超聲時(shí)間與反應(yīng)溫度的交互作用、PPI濃度與反應(yīng)時(shí)間的交互作用、PPI濃度與反應(yīng)溫度的交互作用、反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)溫度的交互作用對(duì)PPI-INU復(fù)合物蛋白溶解度的影響見圖7。6個(gè)曲面均向上凸起，復(fù)合物蛋白溶解度有最大值，根據(jù)響應(yīng)面的陡峭程度可知，PPI濃度與超聲時(shí)間的交互作用對(duì)PPI-INU復(fù)合物的溶解度影響最大，反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)溫度的交互作用影響最小。

模型預(yù)測(cè)PPI-INU最優(yōu)復(fù)合條件為PPI濃度15 mg/mL、PPI-INU比例1∶3、超聲時(shí)間16.83 min、超聲功率100 W、反應(yīng)時(shí)間41.58 min、反應(yīng)溫度79.65 ℃，此條件下PPI-INU復(fù)合物蛋白溶解度預(yù)測(cè)值為95.76%。試驗(yàn)采用PPI濃度 15 mg/mL、PPI-INU比例1∶3、超聲時(shí)間17 min、超聲功率100 W、反應(yīng)時(shí)間42 min、反應(yīng)溫度80 ℃對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，PPI-INU復(fù)合物溶解度為94.96%，接枝度為61.26%。與預(yù)測(cè)值誤差較小，表明該模型可以預(yù)測(cè)花生分離蛋白-菊粉復(fù)合物的制備工藝。

2.3"PPI-INU復(fù)合物溶解度

蛋白溶解度是蛋白功能中最重要的性質(zhì)，其他蛋白功能性質(zhì)（如乳化特性、起泡特性、凝膠特性、持水特性、持油特性等）均依靠蛋白在溶劑中的初始溶解度。由圖8可知，隨著pH的增加，溶解度呈先降低后升高的趨勢(shì)，冷榨花生蛋白粕的溶解度顯著高于溫榨花生蛋白粕。在pH 5附近PPI和PPI-INU的溶解度較差。當(dāng)pH＜4時(shí)，蛋白質(zhì)的疏水性殘基暴露增加，從而導(dǎo)致蛋白在溶劑中的溶解度降低。通過糖基化前后對(duì)比分析，花生分離蛋白-菊粉復(fù)合物（PPI-INU）的溶解度高于花生分離蛋白（PPI）的溶解度，這是由于在花生分離蛋白與菊粉共價(jià)結(jié)合時(shí)，引入親水性基團(tuán)，增加了蛋白的親水性，由此可知糖基化改性能提高花生分離蛋白與水的親和力和對(duì)pH的敏感性^[17]。

2.4"PPI-INU復(fù)合物乳化特性

乳化性（EAI）和乳化穩(wěn)定性（ESI）可以表征蛋白質(zhì)在油水界面的吸收能力，其取決于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)象和理化特性。由圖9可知，經(jīng)過糖基化改性后的復(fù)合物的EAI和ESI均顯著升高，這是由于在糖基化改性過程中，花生分離蛋白引入了菊粉，使得花生分離蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，PPI-INU復(fù)合物可以作為親油親水的表面活性劑吸附在油水界面，阻止油滴聚集，從而提高了乳化特性^[18]。

3"結(jié)論

本試驗(yàn)以花生分離蛋白（PPI）和菊粉（INU）為反應(yīng)原料，采用超聲輔助糖基化反應(yīng)進(jìn)行共價(jià)復(fù)合，探究不同復(fù)合條件對(duì)體系接枝度、蛋白溶解度的影響。通過響應(yīng)面試驗(yàn)建立預(yù)測(cè)模型并進(jìn)行工藝優(yōu)化，得到花生分離蛋白-菊粉共價(jià)復(fù)合物的最佳工藝條件為PPI濃度15 mg/mL、PPI-INU比例1∶3、超聲時(shí)間17 min、超聲功率100 W、反應(yīng)時(shí)間42 min、反應(yīng)溫度80 ℃，在此條件下制備的花生分離蛋白-菊粉共價(jià)復(fù)合物（PPI-INU）的溶解度顯著高于花生分離蛋白（PPI），其乳化性也優(yōu)于花生分離蛋白（PPI），為后續(xù)花生分離蛋白在食品體系中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

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