劉沛龍,劉昆侖

河南工業(yè)大學(xué) 糧食與物資儲(chǔ)備學(xué)院,河南 鄭州 450001

隨著全球人口數(shù)量的增長及消費(fèi)水平的提升,人們對蛋白質(zhì)需求日益增加,動(dòng)物蛋白資源逐漸供不應(yīng)求[1]。近年來,國內(nèi)外研究人員不斷尋找優(yōu)質(zhì)蛋白資源以改善資源短缺的現(xiàn)狀。研究發(fā)現(xiàn),植物蛋白價(jià)格低廉、可獲得性高、對環(huán)境的影響小,不僅能夠滿足人們對蛋白質(zhì)的日常營養(yǎng)需求,還能減少環(huán)境污染[2]。隨著對植物蛋白研究的不斷深入,其在食品工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,一些植物蛋白被用來代替肉類、雞蛋、牛奶等[3]。與其他植物蛋白相比,花生蛋白具有低水平的抗?fàn)I養(yǎng)因子、良好的氨基酸結(jié)構(gòu)以及較高的有效利用率,易于人體消化吸收[4]。在食品工業(yè)中,蛋白質(zhì)的營養(yǎng)、感官、理化特性等都起著重要的作用[5]。由于花生蛋白主要由球蛋白和伴球蛋白組成,球蛋白在商業(yè)化生產(chǎn)中容易發(fā)生變形聚集,常以聚集體的形式出現(xiàn),因此呈現(xiàn)較差的溶解性[6]。故花生粕作為良好的花生蛋白資源,多被用作動(dòng)物飼料或農(nóng)業(yè)廢棄物,并未得到充分利用[7]。因此,改善花生蛋白的功能特性,充分利用現(xiàn)有的花生蛋白資源是亟須解決的問題。

近年來,通過蛋白質(zhì)改性來改善其功能特性得到了廣泛的關(guān)注。蛋白質(zhì)改性可分為物理改性、化學(xué)改性以及酶改性[8],常見的改性方法包括球磨處理、超聲處理、凍融循環(huán)處理、糖基化修飾、磷酸化[9-12]等。其中,化學(xué)修飾雖具有較好的有效性,但大多數(shù)具有毒性,會(huì)對人體健康產(chǎn)生危害。糖基化修飾過程反應(yīng)溫和,且不需要加入外來化學(xué)物質(zhì),修飾后花生蛋白的理化特性都有不同程度的改善。糖基化修飾是一種綠色、有效且具有潛力的改性方法,在食品工業(yè)中有良好的應(yīng)用前景[13]。作者主要從糖基化修飾機(jī)理、常見的糖基化修飾方法、糖基化對花生蛋白功能特性及花生過敏原的影響、糖基化花生蛋白的應(yīng)用等方面進(jìn)行綜述。

1 糖基化修飾機(jī)理

美拉德反應(yīng)廣泛存在于食品加工中,又被稱為非酶促褐變反應(yīng),屬于蛋白質(zhì)的化學(xué)改性范疇。糖基化修飾是基于美拉德反應(yīng)將碳水化合物以共價(jià)鍵形式與花生蛋白分子上的α-或ε-氨基相連接而形成糖基化蛋白的化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)方程如圖1所示。

圖1 糖基化反應(yīng)方程Fig.1 Glycosylation reaction equation

美拉德反應(yīng)最早由法國化學(xué)家Maillard于1912年提出,是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)體系,主要分為3個(gè)階段[14-17]。第1階段,蛋白質(zhì)游離的氨基與還原糖中的羰基發(fā)生縮合反應(yīng),生成希夫堿,而后經(jīng)Amadori重排生成更穩(wěn)定的1-氨基-1-脫氧-2-酮糖。第2階段,Amadori重排產(chǎn)物發(fā)生降解,當(dāng)pH≤7時(shí),經(jīng)1,2-烯醇化反應(yīng)生成糠醛或羥甲基糠醛,當(dāng)pH>7時(shí),主要是2,3-烯醇化反應(yīng),降解為還原素和各種裂變產(chǎn)物類,如丙酮、雙乙酰等,這些高活性的降解產(chǎn)物進(jìn)一步進(jìn)行Strecker降解反應(yīng)生成醛類、吡嗪類及褐色色素。第3階段,中期的降解產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)生包括環(huán)化、脫水、烯醇化、氧化、碎片化、重排、異構(gòu)化和縮合在內(nèi)的一系列反應(yīng),生成具有有色化合物的高分子量聚合物,統(tǒng)稱為類黑素。

美拉德反應(yīng)產(chǎn)物是多種感官活性化合物,影響蛋白質(zhì)的質(zhì)量,如結(jié)構(gòu)、風(fēng)味、顏色等[18]。經(jīng)糖基化修飾后,蛋白質(zhì)的功能特性都明顯改善。但研究表明,美拉德反應(yīng)得到的糖基化中間體容易參與進(jìn)一步的降解、交聯(lián)等反應(yīng),產(chǎn)生晚期糖基化終產(chǎn)物(AGEs)[19]。在糖基化修飾中,Nε-羧甲基賴氨酸和Nε-羧乙基賴氨酸被認(rèn)為是兩種典型的AGEs[20]。這些美拉德反應(yīng)最終階段產(chǎn)生的AGEs被認(rèn)為是有毒有害物質(zhì)[21]。一方面,AGEs可以誘導(dǎo)使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能改變;另一方面,AGEs可以激活受體介導(dǎo)的細(xì)胞反應(yīng),誘導(dǎo)促炎分子的合成,影響細(xì)胞存活、分化和增殖,并誘導(dǎo)代謝變化[22]。AGEs在正常的生理?xiàng)l件下,能夠被人體清除,在高血糖或氧化應(yīng)激條件下,則會(huì)被廣泛積累[23]。為預(yù)防AGEs對人類健康帶來不利影響,近年來,美拉德反應(yīng)中后期的反應(yīng)機(jī)理成為研究者們聚焦的重點(diǎn)。由于美拉德反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜,對其生成AGEs的機(jī)理研究仍處于初步階段。目前常用酸水解后賴氨酸和糠氨酸的定量對早期美拉德反應(yīng)的進(jìn)展進(jìn)行測定[24]。糖基化反應(yīng)過程中,反應(yīng)速率取決于溫度、pH值、糖的種類、水分活度等多種因素[25]。過高的反應(yīng)溫度、過長的反應(yīng)時(shí)間等都會(huì)增加類黑素等美拉德反應(yīng)晚期產(chǎn)物形成,如何通過構(gòu)建合理的反應(yīng)體系將美拉德反應(yīng)控制在偶合初期以限制或減少AGEs的生成是目前需要攻克的難點(diǎn)。

2 糖基化修飾方法

2.1 干熱法

蛋白質(zhì)糖基化修飾的傳統(tǒng)方法可分為干熱法和濕熱法[26]。干熱法通過蛋白與多糖混合,制備成水分散體,再將分散體冷凍干燥后在干燥器中孵育1周左右,得到糖基化產(chǎn)物。常用溫度為50～60 ℃,相對濕度為60%～85%,降溫即可終止反應(yīng)的進(jìn)行[27]。研究表明,干熱法獲得的產(chǎn)物具有良好乳化性能,能夠在不需要化學(xué)物質(zhì)的前提下進(jìn)行蛋白質(zhì)與多糖的共價(jià)偶聯(lián)[28]。通過干熱法得到的復(fù)合物具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與分子完整性。易于控制反應(yīng)條件,在一定條件下不產(chǎn)生有毒有害產(chǎn)物[29]。溫度是影響蛋白質(zhì)糖基化的重要因素,溫度過高會(huì)增加美拉德反應(yīng)產(chǎn)生AGEs的概率,不能保障糖基化蛋白的安全性。干熱法一般選用的溫度較溫和,但反應(yīng)時(shí)間較長,反應(yīng)難以精確控制,反應(yīng)階段容易進(jìn)一步向中后期進(jìn)行。此外,反應(yīng)過程中需要控制水分活度,耗能高,后期冷凍干燥作為工業(yè)化生產(chǎn)成本也較高,在食品的生產(chǎn)應(yīng)用中存在缺陷。

2.2 濕熱法

濕熱法一般會(huì)選用在水或油溶液中加熱,不需要冷凍干燥,一定程度上簡化了反應(yīng)過程,與干熱法相比,縮短了反應(yīng)時(shí)間。Pirestani等[30]通過濕熱法將阿拉伯膠與菜籽油分離蛋白進(jìn)行偶聯(lián),糖基化后的綴合物能夠顯著降低蛋白質(zhì)的熱聚集作用,改善蛋白質(zhì)的溶解性、乳化性等功能特性。但濕熱法對反應(yīng)過程的控制相對困難,且得到的接枝物比較復(fù)雜[31]。在高溫條件下,天然蛋白質(zhì)易發(fā)生變性,無法有效獲得品質(zhì)良好的糖基化產(chǎn)物。因?yàn)榉磻?yīng)混合物中存在水,可能會(huì)促使反應(yīng)向相反方向進(jìn)行,從而降低產(chǎn)率[32]。通過輔助手段結(jié)合濕熱法處理,是目前具有良好前景的方法,能夠有效促進(jìn)糖基化修飾,在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行接枝改性。

2.3 其他輔助方法

為彌補(bǔ)傳統(tǒng)糖基化修飾存在的缺陷,常以其他技術(shù)手段輔助進(jìn)行糖基化反應(yīng),如超聲、冷等離子體、球磨預(yù)處理、酶解[33-36]等,以加速反應(yīng)速度,適用于工業(yè)化生產(chǎn)。多數(shù)輔助手段通過改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)蛋白展開,從而使糖基化位點(diǎn)暴露,增加糖基化效率。如超聲處理通過減小蛋白質(zhì)的粒徑、減少α-螺旋等方式改變蛋白質(zhì)構(gòu)象,增加糖基化位點(diǎn),促進(jìn)蛋白質(zhì)與糖的偶合。有研究表明,中功率超聲處理能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)分散成可溶性的小分子蛋白質(zhì)聚集體,增加蛋白質(zhì)溶解度[37]。靜電紡絲對蛋白質(zhì)-多糖混合物進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)的改變也能夠較好地解決一些生產(chǎn)缺陷。在靜電紡絲過程中彎曲與拉伸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的分子排列,能夠使反應(yīng)物保持緊密的分子接觸;在纖維的物理狀態(tài)下,糖基化修飾還能減少褐變,限制AGEs的生成[38]。但輔助手段需要考慮成本與可操作性,處理強(qiáng)度、反應(yīng)溫度等都會(huì)影響偶聯(lián)物的功能性質(zhì),從而影響其在商業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用。在追求效率的同時(shí),還需要注意對接枝物品質(zhì)的影響,盡量在美拉德反應(yīng)第1階段進(jìn)行蛋白質(zhì)與糖的偶合,避免AGEs產(chǎn)物對人體造成危害。

3 糖基化對花生蛋白功能特性的影響

3.1 溶解性

溶解性是指物質(zhì)在溶劑中溶解能力大小的一種屬性。溶液與固體相處于平衡狀態(tài)下的濃度,稱為溶解度[39]。除溫度、pH值等環(huán)境因素外,溶解度還受蛋白質(zhì)分子本身的結(jié)構(gòu)影響,如氨基酸組成、蛋白質(zhì)分子構(gòu)象等[40]。由于花生蛋白自身的剛性球形結(jié)構(gòu),溶解性較差,在食品加工中未能得到有效利用。糖基化修飾過程中,親水多糖能夠有效提高蛋白質(zhì)與水分子的親和力,提高溶解性?；ㄉ鞍?多糖綴合物在等電點(diǎn)附近的溶解度高于天然蛋白質(zhì),表明多糖提供了空間穩(wěn)定性[41]。Yu等[42]利用冷等離子體技術(shù)將花生蛋白與田菁膠(SG)進(jìn)行共價(jià)結(jié)合,冷等離子體處理可以有效地誘導(dǎo)并加速美拉德反應(yīng)的發(fā)生,增加—OH含量,從而改善花生蛋白的水化性能。Li等[43]通過干熱法將花生蛋白進(jìn)行糖基化修飾并對其溶解度與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析測定,結(jié)果表明,相較于天然花生蛋白,蛋白質(zhì)與多糖綴合物的溶解度顯著提高。結(jié)構(gòu)分析顯示,綴合物較低的表面疏水性是由于多糖的屏蔽作用。多糖含量對花生蛋白溶解度具有一定的影響,過量的多糖甚至對溶解度具有負(fù)作用,如Cai等[44]研究了多糖對花生蛋白理化性質(zhì)的影響,結(jié)果顯示,隨著多糖濃度的增加,蛋白質(zhì)的溶解度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。推測為復(fù)合物形成了不溶性聚集體,連續(xù)的蛋白質(zhì)大離子附著,多糖的總體凈電荷減少,導(dǎo)致在可溶絡(luò)合物中形成電中性,由于氫鍵的形成以及疏水、偶極子和電荷-偶極子相互作用而聚集沉淀。合適的多糖類型與濃度對糖基化反應(yīng)至關(guān)重要,此外,溫度、pH值等外部因素也應(yīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)。溶解性的提高也有利于花生蛋白其他理化性能的改善,使其在食品加工中發(fā)揮更高的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 乳化性

乳化性是指油與水形成乳狀液的能力。蛋白質(zhì)作為優(yōu)質(zhì)的乳化劑,同時(shí)含有疏水區(qū)和帶電的親水區(qū),降低表面張力的同時(shí)在乳液界面上相互作用[45]。由于蛋白質(zhì)在其等電點(diǎn)時(shí)容易發(fā)生聚集,使其在食品工業(yè)中的應(yīng)用受到限制。經(jīng)糖基化修飾后,蛋白質(zhì)同時(shí)具有良好的乳化性與穩(wěn)定性。糖基化產(chǎn)物形成的界面結(jié)合力比相應(yīng)的非共價(jià)產(chǎn)物更強(qiáng),有助于綴合物在油滴周圍聚集成一個(gè)堅(jiān)固、黏彈性的多層膜,從而阻止了蛋白的絮凝和聚集[46]。其他技術(shù)輔助糖基化修飾能夠更有效地提高蛋白質(zhì)的乳化性,如冷等離子體技術(shù)可以展開花生蛋白的二級、三級結(jié)構(gòu),暴露糖基化位點(diǎn)從而有效地誘導(dǎo)快速糖基化反應(yīng)。Ji等[47]通過等離子體將花生分離蛋白與葡聚糖糖基化后進(jìn)行了乳化液穩(wěn)定性的測定,結(jié)果顯示,花生分離蛋白與葡聚糖綴合物的乳化液穩(wěn)定性高于混合物,在蛋白質(zhì)的溶解度達(dá)到最大值時(shí),乳化液穩(wěn)定性也達(dá)到最高,表明蛋白質(zhì)的溶解性是影響乳化性的重要因素。楊偉強(qiáng)等[48]研究了超聲波輔助花生濃縮蛋白糖基化改性工藝,結(jié)果表明,改性濃縮蛋白的乳化活性和乳化穩(wěn)定性高于濃縮蛋白。在一定糖濃度范圍內(nèi),花生蛋白的乳化活性會(huì)逐漸增大。當(dāng)糖濃度過大時(shí),過多的羰基競爭參與糖基化反應(yīng),反而會(huì)降低糖基化蛋白的生成量,乳化活性與乳化穩(wěn)定性也逐漸降低。曲剛[49]在研究中發(fā)現(xiàn),糖基化蛋白的乳化特性與還原糖類型、比例和反應(yīng)溫度等密切相關(guān),在相同的反應(yīng)條件下,麥芽糖偶合得到的綴合物乳化性及乳化穩(wěn)定性均優(yōu)于葡萄糖。推測單糖的羰基含量更高,增加了氨基和羰基結(jié)合的概率,更有利于反應(yīng)的進(jìn)行。60 ℃時(shí)花生蛋白能夠保持良好的乳化活性,過高的溫度容易引起蛋白質(zhì)變性從而降低乳化穩(wěn)定性。目前研究更傾向于借用輔助手段,更高效地進(jìn)行糖基化反應(yīng),但需要關(guān)注的是,改進(jìn)糖基化本身的反應(yīng)體系從而得到優(yōu)質(zhì)的糖基化產(chǎn)物也具有重要意義。經(jīng)糖基化修飾的蛋白質(zhì)作為乳化劑、生物壁材等應(yīng)用于食品、藥品工業(yè)中都有廣闊的發(fā)展前景。

3.3 起泡性及泡沫穩(wěn)定性

蛋白質(zhì)傾向于在氣-液水界面積聚,構(gòu)成一個(gè)界面層,從而改變表面性質(zhì)。通常蛋白質(zhì)能夠有效地穩(wěn)定泡沫,并防止它們恢復(fù)到由平面界面分開的兩個(gè)體相,在許多食品中起到穩(wěn)定食品系統(tǒng)的作用[50]。因此在食品加工過程中,起泡性是重要的性能之一。溶解性是決定蛋白質(zhì)起泡性及泡沫穩(wěn)定性的先決條件,溶解性的增強(qiáng)通常就伴隨著起泡性、泡沫穩(wěn)定性的增強(qiáng)。此外,蛋白質(zhì)的起泡性及泡沫穩(wěn)定性還與pH值、溫度、鹽濃度等因素有關(guān)。糖基化修飾為蛋白提供了額外的親水性基團(tuán)并一定程度改變了蛋白質(zhì)的構(gòu)象,增加了蛋白質(zhì)的溶解度,加速了氣-液界面的吸附,從而提高了泡沫容量和穩(wěn)定性[51]。Liu等[52]將花生蛋白與葡聚糖進(jìn)行糖基化修飾,結(jié)果表明,糖基化花生蛋白起泡性與泡沫穩(wěn)定性都顯著提高。經(jīng)分析,葡聚糖作為一種非表面活性的親水多糖,在氣-水界面吸收的傾向不大,但可以作為增稠劑或膠凝劑,增強(qiáng)蛋白質(zhì)泡沫的穩(wěn)定性,從而經(jīng)過綴合后改善花生蛋白的泡沫穩(wěn)定性。糖基化蛋白具有更高的溶解度,比原始蛋白質(zhì)更快地從本體轉(zhuǎn)移到界面,從而提高花生蛋白的起泡性。Han等[53]為改善花生分離蛋白的功能特性,采用超聲輔助濕熱法制備了花生分離蛋白與玉米絲多糖(CSP)的共價(jià)復(fù)合物,結(jié)果顯示,CSP的加入顯著提高了綴合物的起泡性和泡沫穩(wěn)定性,且隨著多糖濃度的增加泡沫穩(wěn)定性逐漸提高。當(dāng)花生分離蛋白的溶解度較高時(shí),容易在空氣和水之間形成一層膠膜,從而提高了蛋白質(zhì)的泡沫穩(wěn)定性。同時(shí),CSP的絡(luò)合作用抑制了蛋白質(zhì)的聚集,有利于提高溶液起泡性。多糖的分子量也是影響綴合物界面性質(zhì)的重要因素。低分子量多糖與蛋白質(zhì)形成的綴合物相較于高分子量具有更強(qiáng)的抵抗表面活性劑引起的空氣-水界面位移的能力,能夠提高更多的還原端末端進(jìn)行糖基化修飾從而提高綴合物生成的效率[54]。研究不同分子量多糖及蛋白質(zhì)與多糖比例的關(guān)系對后續(xù)提高糖基化反應(yīng)效率具有重要意義。在食品體系中,蛋白質(zhì)的起泡性能夠使其在食品界面中形成黏彈性薄膜,廣泛應(yīng)用于烘焙及啤酒制作等。

4 糖基化對花生過敏原的影響

花生是較常見的重要食物過敏原之一,會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的過敏反應(yīng)?；ㄉ^敏原的種類大致可分為三類：Ara h1、Ara h2、Ara h3[55]。其中Ara h1是最重要的花生過敏原,在花生過敏原中含量最高,占總花生蛋白含量的12%～16%[56]。當(dāng)花生過敏患者的抗血清同時(shí)被Ara h1分子處理時(shí),這些血清中的免疫球蛋白E (IgE)抗體將與Ara h1分子反應(yīng),表明Ara h1的C端和N端結(jié)構(gòu)域?qū)ㄉ沁^敏原的表位形成有重要作用[57]。花生蛋白可以與糖共價(jià)或通過聚集結(jié)合,從而隱藏或破壞表位,糖蛋白的形成掩蓋了核心抗原表位并阻斷了抗原抗體反應(yīng)從而降低了過敏反應(yīng)[58]。Tian等[59]對糖基化花生蛋白進(jìn)行表征,結(jié)果顯示,經(jīng)葡聚糖糖基化的rAra h1具有IgE結(jié)合能力,交聯(lián)過程中保留了完整的線性表位,增強(qiáng)了花生蛋白的過敏反應(yīng)。而在40 ℃時(shí),rAra h1與葡萄糖胺之間的糖基化降低了過敏原抗原性,表明糖基化過程中形成的綴合物的結(jié)構(gòu)受溫度、糖種類等影響,因而表現(xiàn)出不同的過敏性。40 ℃時(shí)葡聚糖糖基化過程中形成的聚集物增加了空間位阻,破壞了完整的表位,導(dǎo)致rAra h1的免疫原性降低。也有研究推測,美拉德反應(yīng)增加Ara h1的免疫原性和過敏原性是由于其能夠改變Ara h1蛋白的結(jié)構(gòu),增加其對消化酶的抵抗力,并通過影響B(tài)細(xì)胞和T細(xì)胞的分化,導(dǎo)致TH2細(xì)胞因子和特異性抗體的釋放增加[60]。史云鳳[61]將純化的重組花生Ara h1蛋白與葡萄糖干熱處理,模擬糖基化反應(yīng)并對得到的終末糖基化Ara h1蛋白進(jìn)行致敏性評估,結(jié)果顯示,經(jīng)過高溫糖基化修飾蛋白AGE-Ara h1顯示出更高的過敏性。RBL細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明,AGE-Ara h1致敏的小鼠血清有更高的RBL脫顆粒能力。雖然糖基化使Ara h1與IgE的結(jié)合能力略有下降,但增加了使RBL細(xì)胞脫顆粒的能力,進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的過敏反應(yīng)。研究糖基化對rAra h1結(jié)構(gòu)和免疫反應(yīng)性的影響,闡明糖基化對致敏性影響的反應(yīng)機(jī)理,從而得到降低Ara h1變應(yīng)原性的有效反應(yīng)條件是目前研究的重點(diǎn)。

5 糖基化花生蛋白的應(yīng)用

5.1 在包裝材料中的應(yīng)用

為減少包裝材料對環(huán)境造成的污染,學(xué)者們聚焦于對可生物降解包裝的研究。由于植物蛋白具有環(huán)境可持續(xù)性,因此是當(dāng)下最有吸引力和潛力的材料。通過美拉德反應(yīng)獲得的蛋白質(zhì)-多糖綴合物具有顯著的乳化特性、良好的拉伸強(qiáng)度和水蒸氣阻隔性能。Li等[62]采用干熱法將花生分離蛋白與阿拉伯膠進(jìn)行糖基化,結(jié)果表明,與花生分離蛋白薄膜相比,糖基化薄膜的抗拉強(qiáng)度提高,水蒸氣滲透性降低。隨著糖基化程度增加,膜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)更加均一和無定形狀態(tài),并且能夠減少蛋白質(zhì)的浸出。Lin等[63]將花生蛋白經(jīng)木糖修飾后,制備花生分離蛋白薄膜,結(jié)果顯示,木糖在花生蛋白膜中的應(yīng)用不僅提高了膜的強(qiáng)度和伸長率,而且降低了膜的水溶性,顯著改善了花生蛋白生物降解膜的力學(xué)性能。Liu等[64]以木糖和花生分離蛋白為基質(zhì)制備了薄膜,結(jié)果與上述相同,花生分離蛋白與木糖進(jìn)行交聯(lián)改性后,增加了花生蛋白的巰基含量和表面疏水性,顯著提高了薄膜的力學(xué)性能和耐水性。在產(chǎn)物制備過程中,部分蛋白質(zhì)分子展開,導(dǎo)致蛋白質(zhì)內(nèi)部的疏水基暴露,增加了木糖分子與花生分離蛋白之間的共價(jià)鍵。糖基化蛋白質(zhì)作為具有兩親性的產(chǎn)物,形成的薄膜作為壁材包埋具有更穩(wěn)定的效果。邱佳歡[65]以糖基化改性后的花生球蛋白/酪蛋白和羧甲基殼聚糖作為主要原料,將其應(yīng)用于表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)的保護(hù)和運(yùn)輸中,結(jié)果顯示,復(fù)合改性下的糖基化蛋白結(jié)構(gòu)顯著變化,晶體構(gòu)型由復(fù)雜趨向于有序。復(fù)合改性后的糖基化蛋白對EGCG具有較高的包封效果,此外還能延緩EGCG氧化分解,有效解決在模擬腸胃液中EGCG的突釋現(xiàn)象。目前研究結(jié)果表明,花生蛋白經(jīng)糖基化修飾能夠得到性能良好的食品保鮮薄膜,并且其營養(yǎng)與環(huán)境保護(hù)方面均有較大的優(yōu)勢。多數(shù)蛋白作為壁材、包封材料能夠保護(hù)包埋物的功能性,促進(jìn)人體對包埋物的消化吸收,在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的發(fā)展前景。

5.2 在肉制品中的應(yīng)用

花生蛋白作為優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源,在肉制品加工中能夠保持組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定并提高其風(fēng)味特性[66]。在食品加工過程中,花生分離蛋白的加入能夠提高凝膠的持水性、彈性,形成更緊密的凝膠結(jié)構(gòu)[67]。奧文芳[12]使用低聚異麥芽糖超聲輔助接枝改性花生蛋白并將其應(yīng)用于魚糜中,結(jié)果表明,加入花生蛋白、花生蛋白接枝物均能改善魚糜的得率、質(zhì)構(gòu)性質(zhì),且添加糖基化后的花生蛋白的魚糜凝膠強(qiáng)度大于花生蛋白。糖基化引入的低聚異麥芽糖的親水性羥基不僅可鎖住水分,自身還可形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),同時(shí)還可以和肌原纖維蛋白交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò),達(dá)到改善凝膠強(qiáng)度的目的。目前,糖基化修飾后的花生蛋白在肉制品中的應(yīng)用研究較少,其風(fēng)味特性、抗氧化性等在肉制品中的潛力還需要進(jìn)一步研究探索。

6 展望

花生蛋白含有低劑量的抗?fàn)I養(yǎng)因子、良好的氨基酸組成,是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源。由于花生加工后蛋白質(zhì)一定程度的變性以及蛋白質(zhì)自身結(jié)構(gòu)的限制,使其在食品工業(yè)上的應(yīng)用受到了局限。蛋白質(zhì)糖基化修飾通過蛋白質(zhì)與親水多糖共價(jià)連接,增加了羥基含量,提高了蛋白質(zhì)與水分子的親和力,并對花生蛋白的構(gòu)象產(chǎn)生一定影響,從而有效改善了花生蛋白溶解性、乳化性、起泡性等性能。在一定條件下,糖基化反應(yīng)還具有降低致敏性的潛力。在食品工業(yè)生產(chǎn)中,糖基化修飾后的花生蛋白多用作食品保鮮膜或壁材,不僅性能良好且環(huán)境可持續(xù)性高,還能作為肉制品添加劑滿足不同食品中的特定營養(yǎng)功能。但目前對于糖基化美拉德反應(yīng)后期產(chǎn)物的研究還不明確,現(xiàn)有的糖基化方法也并不具有在工業(yè)中大規(guī)模生產(chǎn)的能力。明確糖基化反應(yīng)機(jī)理,建立合理的反應(yīng)體系,利用現(xiàn)有輔助花生蛋白的糖基化反應(yīng),在減少反應(yīng)時(shí)間的同時(shí)有效地進(jìn)行糖基化接枝,減少糖基化晚期產(chǎn)物的生成是目前研究的重點(diǎn)。在保證蛋白質(zhì)的功能價(jià)值及安全性的前提下,使糖基化修飾在大規(guī)模食品工業(yè)化生產(chǎn)中得到更廣泛的應(yīng)用。