蛋白質(zhì)的改性 蛋白質(zhì)是由各種氨基酸相互聯(lián)結而構成的具有空間結構的生物大分子 其理化性質(zhì) 尤其分子量 氨基酸組成 靜電荷和表面疏水性等 與功能特性直接相關 蛋白質(zhì)改性就是用生化因素 如化學試劑 酶制劑等 或物理因素 如熱 射線 機械振蕩等 使其氨基酸殘基和多肽鏈發(fā)生某種變化 引起蛋白大分子空間結構和理化性質(zhì)改變 從而獲得較好功能特性和營養(yǎng)特性蛋白質(zhì) 目前常用的蛋白質(zhì)改性技術有 1 物理改性2 化學改性3 酶法改性4 基因工程改性等 1 物理改性所謂蛋白質(zhì)的物理改性是指利用機械處理 熱 擠壓 冷凍 電 磁等物理作用形式 改變蛋白質(zhì)的高級結構和分子間的聚集方式 一般不涉及蛋白質(zhì)的一級結構 如蒸煮 攪打等均屬于物理改性技術 它具有費用低 無毒副作用 作用時間短及對產(chǎn)品營養(yǎng)性能影響較小等優(yōu)點 物理改性主要用于蛋白的增溶和凝膠 2 化學改性化學改性是通過化學試劑作用于蛋白質(zhì) 使部分肽鍵斷裂或者引入各種功能基團如親水親油基團 二硫基團 帶負電荷基團等 利用蛋白質(zhì)側鏈基團的化學活性 選擇地將某些基團轉化為衍生物 以此來達到改變蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的目的 食品蛋白質(zhì)化學改性方法 包括酸堿化 ?；?脫酰胺 磷酸化 糖基化 即美拉德反應 等方法 2 1酸調(diào)改性蛋白質(zhì)在水溶液中是兩性離子 在其等電點 蛋白質(zhì)分子本身具有最低的自由電荷 分子自身容易相互聚集 并從水溶液中沉淀出來 其水合度也達到最低 利用這一特點 用各種酸改性蛋白質(zhì) 研究制得的塑料樣片在吸水性能上的變化 調(diào)節(jié)pH值的酸包括鹽酸 硫酸 醋酸 丙酸 磷酸和檸檬酸等 例 加入硼酸3 會明顯提高全粉白豆蛋白的機械性能 2 2?；饔酶男怎；脑硎堑鞍踪|(zhì)分子的親核基團 如氨基或羥基 與酸酐的親電子基團 如羰基 相互反應 從而引入了酸親水基團 然后在催化劑作用下又引入長碳鏈親油基團 使得蛋白質(zhì)成為具有雙極性基團的高分子表面活性劑的過程 酰化改性最為常見酰化劑為琥珀酸酐和乙酸酐 ?；磻?酰化后蛋白質(zhì)分子表面負電荷增多 多肽鏈伸展及空間結構發(fā)生較大改變 導致分子柔韌性提高 從而增強蛋白質(zhì)溶解性 持水性及持油性 改善乳化性及起泡性 2 3去酰胺改性一般認為蛋白質(zhì)中的脫酰胺是羧基中的0和H直接發(fā)生質(zhì)子化作用 導致NH釋放 即將蛋白質(zhì)中天冬酰氨和谷氨酰胺脫去酰胺基生成天冬氨酸和谷氨酸 通過去除此類蛋白質(zhì)酰胺基團 便可獲得良好溶解性 乳化性及發(fā)泡性 蛋白質(zhì)化學去酰胺作用可通過以下二種機制進行 1 酸或堿催化下水解 2 p一轉變機制 p shiftmechanism 酸堿去酰胺改性是在比較溫和條件下進行 1 在酸性條件下 去酰胺反應是直接水解蛋白質(zhì)酰胺鍵中氨 脫氨形成羧酸 但酸法去酰胺由于溫度高 不僅在酸的催化下肽鍵水解控制不好 蛋白質(zhì)也有部分變性 2 用堿催化去酰胺改性僅臺灣有報道 這種方法雖速度快 但使蛋白質(zhì)中氨基酸發(fā)生消旋作用 使必需氨基酸L一對映體減少和消化率降低 并產(chǎn)生賴丙氨酸 毒理研究表明它對小鼠腎有毒害作用 因此研究甚少 2 4糖基化作用改性將碳水化合物以共價鍵與蛋白質(zhì)分子上氨基 主要為Lys的 氨基 或羧基相結合的化學反應 包括美拉德反應 稱之為蛋白質(zhì)糖基化作用 這種方法 也被廣泛用來提高蛋白質(zhì)功能特性 一般來說 合成糖基化蛋白在較低離子強度或天然蛋白等電點處仍表現(xiàn)出較高溶解性 同時 糖基化也提高了蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性 且隨著糖基化程度提高 糖基化蛋白質(zhì)功能特性也隨之提高 2 5磷酸化作用改性蛋白質(zhì)的磷酸化作用是無機磷酸與蛋白質(zhì)上特定的氧原子 Ser Thr Tyr的 OH 或氮原子 Lys的氨基 Arg的胍基末端N 作用形成C O Pi或C N Pi的酯化反應 蛋白質(zhì)的磷酸化改性可通過化學方法或酶法予以實現(xiàn) 常用的磷酸化試劑有化學磷酸化試劑和蛋白激酶 常用的磷酸化試劑有化學磷酸化試劑和蛋白激酶 化學磷酸化試劑 如磷酰氯 POC1 磷酸 三聚磷酸鈉 STP 其中大規(guī)模應用于工業(yè)生產(chǎn)的為POC1 STP 蛋白激酶 如依賴于CAMP激活的蛋白激酶 CAMPdPK 酪蛋白激酶 3 酶法改性酶改性的方式有很多種 酶法改性通常是蛋白酶的有限水解 改性的程度與酶量 底物濃度 水解時間等因素密切相關 通過蛋白酶催化的蛋白質(zhì)水解作用能提高蛋白質(zhì)的溶解度 這主要是由于形成了較少的 弱親水的和較易溶劑化的多肽單位 同化學改性和物理改性相比 酶法改性具有以下幾個方面的優(yōu)點 1 酶解過程十分溫和 不會破壞蛋白質(zhì)原有的功能性質(zhì) 2 最終水解產(chǎn)物經(jīng)平衡后 含鹽極少且最終產(chǎn)品的功能性質(zhì)可通過選擇特定的酶和反應因素加以控制