Page 173 - 《精细化工》2020年第9期

第 9 期 王耀松，等: 碱性氨基酸修饰乳清蛋白基质凝胶功能性 ·1887·

可见，碱性氨基酸引入到乳清蛋白凝胶体系中， 凝胶溶胀率分别提高了 30.82%、33.76%和 49.45%。
除了能够有效降低凝胶硬度(L-His 除外)和胶黏性(3 综合以上两个参数来看，碱性氨基酸的加入对持水
g/L L-His 除外)外，还可有效提升凝胶的弹性、黏聚 性影响不大，而对其溶胀性影响极显著，这意味经
性、咀嚼性和回复性；特别是 L-Arg 和 L-Lys 效果 碱性氨基酸处理的凝胶，其持水性没有大幅度提升
显著（p<0.05）。在鸡胸肉热凝胶体系中添加 Arg 及 但吸水性显著提高。Arg、Lys 能够促进猪肉肌球蛋
猪肉中加入 Lys，都发现能够显著提高蛋白凝胶的 白乳化稳定性 [41] ，Arg 还可抑制免疫球蛋白 [42] 、乳
弹性、黏聚性和咀嚼性 [11,19] 。总体上，碱性氨基酸 白蛋白 [43] 不溶性聚集物的形成，而 His 通过其咪唑
[9]
为凝胶质构特性的多样性提供了一种方法。 环作用提升鸡肉肌球蛋白的溶解性 ；简而言之，
2.3 碱性氨基酸对乳清蛋白热诱导凝胶水化性质 碱性氨基酸促进蛋白溶解，抑制蛋白聚集体的形成，
的影响 而它们自身解离特性也决定了蛋白溶液的 pH 和水
碱性氨基酸与蛋白分子间的作用也会引起蛋白 化性，从而进一步影响聚集体溶解性及其大小和带电
成凝胶后持水性和溶胀性的变化，结果见图 4。 量以及最终所成凝胶的微观结构、水分的移动性 [14,20] 。
相比较以上这些因素，L-His 对蛋白表面疏水性的提
升作用不及 L-Arg、L-Lys [12] ，并且 L-His 还能促进
蛋白形成更加精细、有序的凝胶结构 [7,15] ，亲水性和
微观结构决定了凝胶的溶胀性 [24] ，这就解释 L-His
对凝胶溶胀性的提升比 L-Arg、L-Ly 更显著的原因。
2.4 碱性氨基酸对乳清蛋白热诱导凝胶蛋白浸出
性的影响
碱性氨基酸与蛋白分子中的氨基酸残基带电基
间的静电作用 [5,12-13,19] ，诱导蛋白构象变化从而引起
蛋白疏水性提高、暴露更多活性巯基基团 [12] ，抑或
[7]
[4]
静电屏蔽效应 和打断疏水作用力 ，这些潜在的作
用影响热诱导过程中的蛋白分子组装进而改变所成
凝胶的结构 [24] 。凝胶蛋白浸出率可在一定程度上反
映蛋白分子组装和凝胶结构。碱性氨基酸对乳清蛋
白热诱导凝胶中蛋白浸出率的影响如图 5 所示。

图 4 碱性氨基酸对乳清蛋白热诱导凝胶持水性（A）和
溶胀率（B）的影响
Fig. 4 Effects of basic amino acids on the water holding
capacity (A) and swelling ratio (B) of heat-induced
whey protein gels

由图 4 可见，随着 L-His 质量浓度的增加，它
图 5 碱性氨基酸对乳清蛋白热诱导凝胶中蛋白浸出率
能够显著提高蛋白凝胶的持水性（p<0.05），而
的影响
L-Arg、L-Lys 则对凝胶的持水性无显著影响（图 Fig. 5 Effect of basic amino acid on the protein leach
4A）。尽管在统计学上，L-His 对蛋白凝胶的持水性 ability of heat-induced whey protein gels
有显著提高的效应，但从提高幅度来看，它仅仅提
L-His 降低了蛋白的疏水性，从而有利于凝胶持
高了 3.26%；也就是说，碱性氨基酸的加入，对凝
水性的提升，但从蛋白浸出率（图 5）看出 L-His
胶持水性的提升略有增加但增幅不大。所有样品凝
比 L-Arg、L-Lys 更易促进蛋白水化，这削弱了凝胶
胶的持水性在 81.59%~84.34%。除了质量浓度 1~
的持水性；也就是说亲水效应促进蛋白水化，但超
3 g/L 的 L-Arg 外，碱性氨基酸的加入均能显著提高
过一定程度的蛋白水化则促进蛋白溶解而降低凝胶
凝胶溶胀率（p<0.05），并且提升幅度较大（图 4B），
的持水性，这可能解释了这 3 种氨基酸对凝胶持水
质量浓度均为 5 g/L 的 L-Arg、L-Lys 和 L-His 处理