建立酸诱导下的大豆11S球蛋白熔球态结构，并具有良好的起泡特性
FoodHydrocolloids
●成果介绍
背景介绍：
蛋白质是由肽键链接的氨基酸共价聚合物，通过盘曲折叠形成的具有二级、三级、四级紧凑结构。在蛋白质折叠与去折叠过程中，伴随着历经中间状态的变化，通常利用“三态模型”表示。年，Ohgushi和Wada最早发现马细胞色素C在低pH环境中或存在变性剂的情况下在折叠和去折叠过程中形成了新的结构状态，他们称这种中间状态为“熔球态（MoltenGlobule）”。大豆蛋白是一种高品质的植物蛋白，具有很高的营养价值，良好的加工特性和低廉的价格，广泛用于食品工业中。大豆蛋白结构中存在巯基与二硫键，尤其是11S球蛋白，在加工中容易形成聚集体，从而限制了在食品加工中的应用。研究表明，熔球态结构的蛋白由于结构部分展开，疏水区域暴露，可以改善在水溶液下的起泡性质。该团队以大豆11S球蛋白为研究对象，通过结构表征的方式建立了在酸性条件下形成大豆11S球蛋白熔球态结构，并评价了大豆11S熔球态结构的起泡性质，为生产具有优异发泡性能的蛋白提供了理论基础，这有助于在食品，生物医学和非食品领域中的应用。
实验方法：
实验采用了荧光光谱法、圆二色谱法、粒度测量的方式捕获了在pH0.5~3.0范围内的大豆11S球蛋白熔球态结构诱导条件，利用ζ-电位、表面张力、粘度、泡沫体积、气泡平均寿命评价了熔球态大豆11S球蛋白溶液的界面性质与起泡性质，并利用偏光显微镜观察了泡沫微观结构。
实验结果与结论：
在试验条件范围内，内源性荧光光谱谱图均出现红移现象，表示蛋白质三级结构伸展。近紫外圆二色谱发现除pH2.5，3.0外，均表现出缺失大量三级结构的状态。远紫外圆二色谱发现，谱图构象出现先蓝移后红移的现象，证明蛋白质构型是先伸展，后收缩。ANS外源性荧光光谱发现，pH1.0时的表面疏水性最大，为天然态大豆11S球蛋白的11倍。由此可初步判定pH1.0的条件下大豆11S球蛋白具有二级结构、较大的疏水面积、但是三级结构伸展的典型熔球态的结构。通过粒径测量熔球态大豆11S球蛋白的粒径与天然态相比显著增大了2.1倍，但显著小于完全伸展态的粒径，以上结果说明在pH1.0条件下是大豆11S球蛋白是处于折叠与去折叠之间的状态，可认为pH1.0时可诱导大豆11S球蛋白成熔球态结构。此外，ζ电位结果表明MG-11S体系相对稳定，且具有更大的粘度和更低的表面张力。相对于天然状态MG-11S具有良好的起泡特性，MG-11S的起泡性和起泡平均寿命指数分别提高了3.4倍和2.2倍，并且通过偏光显微镜观察到的气泡尺寸更小。
图1.不同条件下的大豆11S球蛋白ANS外源性荧光光谱
图2.不同pH条件对大豆11S球蛋白起泡溢出和偏光显微镜下泡沫微观结构的影响（偏光显微镜放大倍数为倍）
参考文献