线粒体基因组测序
酶解谷朊粉的研究进展
吴爽;朱科学;周惠明
耐火石【摘 要】Development of investigation on wheat gluten was summarized.By enzymatic modification,its application areas can be expanded and the addtional value of products can be improved.%综述了近几年来酶解谷朊粉各方面的研究进展。通过酶法将谷朊粉改性,可以拓宽谷朊粉的应用领域,提高产品的附加值。
【期刊名称】《粮食与食品工业》
【年(卷),期】阳安江2012(019)002
【总页数】4页(P39-41,44)
【关键词】谷朊粉;酶解物;研究进展
【作 者】吴爽;朱科学;周惠明医患关系怎么了
【作者单位】江南大学食品学院,无锡214122;江南大学食品学院,无锡214122;江南大学食品学院,无锡214122
【正文语种】中 文
【中图分类】TS210.9
广东省环保局谷朊粉又称活性面筋粉，是小麦淀粉加工后提取的副产物。随着小麦淀粉产量的增大，传统市场对谷朊粉需求趋于饱和，因此开发谷朊粉新用途势在必行。谷朊粉蛋白质含量在80%以上，且氨基酸组成比较齐全，钙、磷、铁等矿物质含量较高，是营养丰富、物美价廉的植物性蛋白源。谷朊粉吸水后可形成具有网络结构的湿面筋，具有优良的热凝固性、黏弹性、延伸性、乳化性以及薄膜成型性。 谷朊粉特殊的性质使其可以添加到面粉中，提高面粉筋力，有效提高面粉品质，这种方法在欧洲和美国被广泛推广应用。日本除了将谷朊粉用于焙烤食品中增筋以外，还将其添加到肉制品、海鲜制品中［1］。这些应用一定程度上解决了谷朊粉的出路，但都是对谷朊粉的初级利用，如何扩大谷朊粉的应用范围，提高附加值，是摆在食品研究人员面前的一大
难题。近年来国内外对于谷朊粉的酶法水解研究很多，国外对于谷朊粉酶解物抗氧化肽、降血压肽、谷氨酰胺肽的制备也有较多报道［2－5］。 1 酶解改性的研究
由于化学法水解谷朊粉的除盐操作非常复杂，且水解过程不易控制，目标产物较低，水解过程温度普遍较高，易产生一些有毒有害物质，生产成本亦较高。由于近年来蛋白酶的生产成本逐渐降低，且酶解易控制，水解条件温和，水解效率较高，谷朊粉酶解改性成为近些年来研究的热点。酶解包括轻度酶解、适度酶解和深度酶解。通常将轻度酶解和适度酶解称为限制性酶解，主要用来生产具有特定功能性质的蛋白质或者特定生理活性的活性肽。深度酶解通常产物是氨基酸和游离小肽，主要用于调味品。常用的酶解蛋白酶包括来自动植物的木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、胰蛋白酶，胃蛋白酶及来自微生物发酵的碱性蛋白酶、复合蛋白酶及风味蛋白酶等。 1.1 限制性酶解改善谷朊粉功能性质的研究
蛋白质的功能特性是指在处理、贮藏、制备和消费过程中，影响食品质量的某些物理、化
学特性的总称［6］。主要包括4个方面：一是水化性质，取决于蛋白质和水的作用，包括湿润性、溶胀性、分散性、溶解性和黏度等；二是表面性质，包括蛋白质的表面张力、乳化性、起泡性、成模性、气味吸收持留性等；三是结构性质，即蛋白质相互作用所表现出来的有关特性，如产生弹性、沉淀、凝胶作用及形成其他结构（如蛋白面团和纤维）时起作用的那些性质；四是感官性质，如颜、气味、口味、咀嚼度、爽滑度、浑浊度等。谷朊粉干基中含有约80%的麦胶蛋白和麦谷蛋白，这两种蛋白相互作用，形成致密的网络结构。这种结构有利于小麦面粉的增筋作用，但是也使其溶解度低，影响到其在其他领域的应用。其他功能性质，如起泡性，乳化性则依赖谷朊粉的溶解性。
蛋白质的溶解度是蛋白质－蛋白质和蛋白质－溶剂相互作用达到平衡的热力学表现形式。溶解度与氨基酸残基的平均疏水性和电荷频率有关，平均疏水性越小和电荷频率越大，蛋白质的溶解度越大。使用蛋白酶解谷朊粉，一方面将大分子量麦谷蛋白、麦胶蛋白水解成小分子的多肽；另一方面，酶的剪切作用也改变了蛋白质表面的电荷分布，使得很多可电离的氨基和羰基暴露出来，更多的亲水性基团暴露出来，提高了溶解度。
费国源等［7］研究了中性蛋白酶和碱性蛋白酶改性处理对面筋蛋白溶解性的影响。孔祥珍
等［8］对碱性蛋白酶的乳化性和起泡性进行了研究。赵冬艳等［9］采用木瓜蛋白酶对谷朊粉乳化性进行改良，探索得到木瓜蛋白酶水解谷朊粉提高乳化性的最佳反应条件。选择中性蛋白酶、碱性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、复合蛋白酶分别对谷朊粉进行提高乳化活性的比较研究，发现风味蛋白酶水解时乳化性最好［10］。采用琥珀酰化和中性蛋白酶水解相结合对谷朊粉进行复合改性，可得到溶解度、乳化性、乳化稳定性、起泡性和泡沫稳定性都相对较好的工艺条件［11］。 Kong XZ等［12］分别采用胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰酶和碱性蛋白酶对谷朊粉进行酶解，并对其蛋白质回收率和水解进程以及酶解物的功能性质进行比较。其蛋白质回收率变化范围为42.50%～81.33%，Alcalase水解面筋蛋白的效率最高。因此再将其水解度不同的水解物（DH＝5.0，10.0，15.0）进行功能性质比较。与面筋蛋白相比，在pH 2～12范围内，不同水解度的AWGHs，其溶解性均大大提高（＞60%），较低DH（5%）的乳化和起泡性能相对较好。然而随着水解的进一步进行，面筋蛋白的过度水解使得乳化和起泡性能均有明显下降趋势。
分子量大小对蛋白质功能性质的影响很大，先将谷朊粉酶解，再运用超滤将谷朊粉水解物
进行分级，研究不同分子量下谷朊粉的溶解性、乳化性和起泡性的变化。研究发现，运用复合蛋白酶和胰蛋白酶水解谷朊粉，分级之后，不同肽段的分子量溶解度均有增加，pI（等电点）值转移，起泡性比初始泡沫要低，不同肽段起泡稳定性差异很大［13－14］。
1.2 酶解谷朊粉制备小肽的研究
gsmmodem肽是由两个或两个以上的氨基酸通过肽键连接而成的共聚物，是生物体内涉及多种细胞功能的生理活性物质。它涉及激素、神经、细胞生长和生殖各领域，其重要性在于调节体内各个系统器官和细胞。传统获得肽的方法主要有：酸法、碱法、酶法、人工嫁接法及基因表达法等。酶法适应了低碳经济和绿环保的要求，酶法获得的肽，分子量易控制、无毒、产生肽分子量小（分子量大都在1 000以下），这些小分子肽不需消化直接吸收，且具有动力、载体、运输、递质和营养功能。谷朊粉中含有大量蛋白质，因此可以考虑用酶法水解谷朊粉制备小肽。
洪宇波等［15］采用碱性蛋白酶水解小麦谷朊粉制备ACE抑制肽，并对工艺进行优化研究，优化后其抑制率比优化前提高40.7%。刘立芳等［16］以谷朊粉为原料，采用中性蛋白酶制备抗氧化多肽，并对酶解工艺进行优化。结果表明，对中性蛋白酶酶解谷朊粉制备
抗氧化多肽的影响顺序依次为酶解温度＞加酶量＞酶解时间；通过响应面分析优化酶解条件为底物浓度8%，加酶量2 800U／g，温度52℃，时间280min，此时酶解液羟自由基清除率达到65.3%，多肽含量为60.4mg／mL。此外，林琳［17］、闫桂强等［18］也分别研究了谷朊粉酶解物的体外抗氧化性。
以抑菌率为指标，采用Protamex复合蛋白酶水解小麦面筋蛋白制备抗菌肽。抑菌试验结果表明：抗菌肽对金黄葡萄球菌、黑曲霉和黄曲霉都有一定抑菌效果，其中，对黑曲霉的抑菌作用最强，抑菌率达到12.4%［19］。
1.3 谷朊粉酶解物－还原糖Maillard反应产物的研究
Maillard反应是含羰基化合物如醛、酮、还原糖，与含氨基化合物如氨基酸、肽、蛋白质等成分之间发生羰氨反应，是典型的风味生成反应。现阶段香精香料的生产有一种重要的方法就是将植物蛋白水解液、动物蛋白水解液和还原糖反应，辅以增鲜剂，增香剂调配制成。常用的植物蛋白为大豆蛋白，玉米蛋白等。若将谷朊粉酶解，酶解物与还原糖即发生Maillard反应，在此基础上制备风味基料，既拓宽了谷朊粉的应用范围，又降低了生产成本［20］。Remero M V［21］对碱性蛋白酶、鲜味蛋白酶、木瓜蛋白酶等9种酶进行了筛选，
最终选定碱性蛋白酶和风味蛋白酶水解谷朊粉。将酶解物与葡萄糖反应，产生多种风味物质，如烧烤味、甜味、谷物烘烤味等。用胰蛋白酶水解谷朊粉与葡萄糖进行反应，添加到香烟里可改善卷烟的香气，烟气增浓柔顺，细腻度也有所提高。
Maillard反应极其复杂，反应路径广，反应过程中产生了大量的呋喃类、吡嗪类、噻吩类、噻唑类等物质，反应过程难于监控。有学者试图研究一种简单、快捷的监控方法。孙丽平等［22］采用紫外－可见吸收光谱和荧光光谱研究了酶解谷朊粉产物与还原糖不同加热条件下的美拉德反应及其产物。
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