蛋白质和多糖是食品系统中重要的大分子，可以形成稳定的水包油乳液，其在保护亲脂化合物不受化学降解、提高分散性、提高生物利用度等方面具有潜在的应用前景。近年来研究发现，蛋白质能够吸附在其乳液的油-水界面，通过液滴之间的静电排斥力来保护液滴免受物理因素的影响，但是在接近等电点的pH值和高离子强度下，蛋白质乳液表现出不稳定状态，这在一定程度上限制了蛋白质在食品乳液方面的应用。
西南大学食品科学学院的刘郁琪、覃小丽、钟金锋*等人利用转谷氨酰胺酶催化酪蛋白和可溶性大豆多糖制备糖基化产物，探索蛋白多糖质量比和酶添加量对交联产物的理化性质、结构性能、表面形貌的影响，并比较交联产物以及单一酪蛋白制备乳液的物理稳定性，以期为新型产物在水包油食品乳液方面的应用提供一定的技术参考。
1、酪蛋白与可溶性大豆多糖酶促糖基化产物制备分析结果
1.1酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比对接枝度的影响随着多糖含量的增加，接枝度呈先增后减的趋势。在质量比为1∶1时接枝度达到最高，接枝度由17.9%增大至20.7%；当质量比为1∶3时接枝度仅有17.1%，这可能是过量的多糖和酪蛋白相互作用，抑制蛋白胶束解离，或过量的多糖会产生空间位阻，使反应不易发生。
1.2酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比对褐变指数和中间产物含量的影响
美拉德反应的高级阶段会产生在nm波长处有较强吸收的类黑精。随着可溶性大豆多糖质量的增加，褐变指数逐渐增加，在质量比为1∶1时，Anm达到0.，较单一的可溶性大豆多糖和酪蛋白褐变指数分别提升了95.9%、16.4%，但随着可溶性大豆多糖质量继续增加，褐变指数略微下降，这可能是由于多余的糖造成空间位阻，使得反应进程减慢。nm波长处的吸光度主要反映蛋白质在糖基化过程中产生的无色中间产物含量。随着多糖质量的增加，中间产物含量逐渐增大的趋势，当质量比为1∶1时，Anm为0.，较单一可溶性大豆多糖和酪蛋白分别提升了40.7%、18.6%。
1.3酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比对酪蛋白溶解度的影响
在质量比为1∶1的时候，接枝度最大，同时产物的溶解性也最高，为63.9%，较单一酪蛋白增长了16.7%。这是可能是因为一方面在空间结构上多糖保护酪蛋白，蛋白分子的聚集减少；另一方面多糖的羟基增加了蛋白质分子中的亲水基团，从而促进蛋白水合作用，蛋白溶解性增加。
1.4酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比对酪蛋白乳化活性和乳化稳定性的影响
随着可溶性大豆多糖质量的增加，乳化活性和乳化稳定性都呈先增后减的趋势。单一的酪蛋白的EAI为m2/g，ESI为16.9min。酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比为1∶2时EAI最大，为m2/g；质量比为1∶1时ESI最大，为33.8min。在油-水界面，多糖增加蛋白空间位阻，利于形成亲-疏水平衡，交联物吸附在油水界面形成紧密的保护层，从而阻止了油滴的聚集。但当可溶性大豆多糖含量继续增加时，交联产物的乳化活性和乳化稳定性逐渐下降，其中当酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比为1∶3时，EAI降低至m2/g，ESI为19.9min。
1.5酶添加量对接枝度的影响
接枝度随着酶添加量的增加而增大，当酶添加量为25U/g时，接枝度达到最大，为27.2%，较酶添加量为2U/g时接枝度增大了10.8%。
1.6酶添加量对褐变指数和中间产物含量的影响
当酶添加量为20U/g时，产物的褐变指数和中间产物含量最大，其中Anm为0.，Anm为0.，而单一的酪蛋白和可溶性大豆多糖的Anm分别仅为0.、0.，同时Anm分别为0.、0.，交联产物的褐变程度较单一的酪蛋白和可溶性大豆多糖有不同程度的提高；而当酶添加量高于20U/g时，褐变指数降低，这可能是因为过量的转谷氨酰胺酶会促进酪蛋白进一步自身交联，使得酪蛋白的自由氨基减少。
1.7酶添加量对酪蛋白溶解度的影响
随着反应中酶添加量的增加，蛋白的溶解度呈先增后减的趋势。在酶添加量为5U/g时，产物的溶解度最高，为67.0%，酶添加量继续升高时，溶解度逐渐降低。在酶添加量为25U/g时，溶解度下降至53.8%，这可能是由于酪蛋白被过量的转谷氨酰胺酶进一步酶解后，酪蛋白发生自身交联，疏水基团暴露过多，从而导致蛋白自身相互作用增加，发生聚集和沉淀，溶解度下降。
1.8酶添加量对酪蛋白乳化活性和乳化稳定性的影响
酶添加量由2U/g升至25U/g时，乳化活性呈逐渐增加的趋势，乳化稳定性呈先增后减的趋势，当酶添加量为5U/g时，ESI最大，为37.6min。当酶添加量为25U/g时，交联产物的EAI为m2/g，ESI较最优值下降9.82min，这可能是由于蛋白自身交联降低了静电斥力，不能形成紧密的油-水界面保护膜，油滴聚集或层相分离。
2、交联产物结构性能分析结果
2.1酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比以及酶添加量对交联产物傅里叶红外光谱的影响
酪蛋白分别在、、cm－1处有C＝O键伸缩振动（酰胺I带）、C—N键伸缩（酰胺II带）、N—H键振动（酰胺III带），氨基酸残基变化可引起蛋白质结构的变化。cm－1处是糖分子中C—O—C伸缩振动的典型特征峰，研究发现交联产物在cm－1左右处有强烈的吸收峰，但是酪蛋白在此处无吸收峰，这可能说明接枝反应导致酪蛋白侧链振动。波数～cm－1处的吸收峰是糖分子内或分子间—OH的伸缩振动所引起，相较于酪蛋白、可溶性大豆多糖和混合物来说，所有交联产物在～cm－1处吸收峰变宽，这可能说明酪蛋白和可溶性大豆多糖发生交联，引入较多—OH。2.2酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比以及酶添加量对交联产物内源荧光光谱的影响糖基化反应过程中产生具有荧光特性的化合物，一般用荧光强度来反映糖基化的程度。初期随着美拉德反应中糖质量的增加，荧光强度不断降低。其中，当质量比为1∶1时，荧光强度最低，变化趋势和接枝度、褐变指数和中间产物含量相同，此结果可能是糖链对蛋白造成了屏蔽作用，从而使得荧光强度变低。相较于单一酪蛋白，当酶添加量小于10U/g时，荧光强度逐渐降低；酶添加量高于10U/g后，荧光强度有略微的升高，这可能是由于过量的酶可以进一步催化酪蛋白进行自身交联，导致色氨酸暴露，使得荧光强度变高。2.3酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比以及酶添加量对交联产物聚丙烯酰胺凝胶电泳的影响酪蛋白经过酶促糖基化交联修饰后，酪蛋白-可溶性大豆多糖有大分子交联物形成，其进入分离胶速度较慢从而停留在浓缩、分离胶交界处（图11A中泳道3～6、图11B中泳道2～7），酪蛋白和可溶性大豆多糖混合物的染色结果显示，在交界处未出现大分子产物，只有酪蛋白的特征亚基条带（图11A中泳道7～10、图11B中泳道9）。3、环境因素对酪蛋白-可溶性大豆多糖交联产物的纳米乳液粒径和ζ-电位的影响3.1pH值在pH值为4时，酪蛋白乳液中出现了层相分离，其粒径比交联产物乳液大，但在pH3～7下，交联产物乳液中都未出现层相分离。交联产物乳液在较低pH值（3～4）下稳定性提高，这可能是液滴间存在更大的空间位阻，抵消了范德华力的吸引作用，从而防止混凝。在酪蛋白稳定乳液中，当pH值低于6时，交联产物乳液的液滴ζ-电位绝对值增加，这可能是由于可溶性大豆多糖上的去质子化羧酸基团补偿pH值下降时H＋的增加。3.2热加工不同温度（25～90℃）处理下，酪蛋白纳米乳液的粒径无显著变化，也无分层现象，这说明酪蛋白乳液具有良好的热稳定性。交联产物乳液高温处理后，粒径虽然略微增大，但仍然是稳定均匀的，这可能是在加热过程中部分蛋白质变性，从而从乳液中解吸出。交联产物的稳定乳液ζ-电位绝对值远高于单一酪蛋白乳液，这可能是因为交联产物可以在中性条件下阻断电离的胺基团。蛋白质分子周围的净电荷以及交联物吸附层厚度增加将促进液滴之间的静电和空间排斥，使热处理时乳液稳定性提高。3.3离子强度交联产物乳液的液滴粒径增加，这可能是蛋白质在水-油界面处结合更多可溶性大豆多糖分子，平均回转半径增加。在Na＋存在情况下，酪蛋白乳液和交联产物乳液都未出现层相分离，粒径较小，乳液相对稳定。当Na＋浓度高于mmol/L时，ζ-电位绝对值降低，交联产物的ζ-电位趋势较酪蛋白的平缓。在Ca2＋存在的情况下，酪蛋白乳液在Ca2＋浓度为10～20mmol/L时，出现层相分离。相反的是，交联产物的乳液相对稳定，未出现层相分离现象，粒径没有显著性差异，ζ-电位变化较酪蛋白乳液的平缓。
结论
在酪蛋白与可溶性大豆多糖质量比为1∶1、酶添加量为5U/g的条件下，接枝度达到19.9%，乳化稳定性最优，为37.6min，溶解度提高了19.8%。酪蛋白-可溶性大豆多糖乳液较单一酪蛋白乳液具有更高的静电斥力和空间位阻，因而交联产物乳液可在低pH值、高温、强盐离子浓度的情况下保持稳定状态。本实验研究了酪蛋白-可溶性大豆多糖交联产物的制备与性能，并将交联产物制备水包油乳液，对改善酪蛋白乳化性能，提高酪蛋白-可溶性大豆多糖水包油乳液的物理稳定性具有一定参考意义。本文《酪蛋白与可溶性大豆多糖的酶促糖基化产物制备及其性能分析》来源于《食品科学》年41卷19期74-82页，作者：刘郁琪，覃小丽，阚建全，钟金锋。DOI:10./spkx---。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
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