Page 174 - 《精细化工》2020年第9期
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·1888·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

            性提升不高的原因。                                              在非还原性条件下（图 6a），L-Arg 和 L-His 处
                 另外，从图 5 可以看出，3 种碱性氨基酸的加                       理所形成凝胶的蛋白浸出组分，进入分离胶的蛋白组
            入均能显著降低蛋白从凝胶内的浸出率（p<0.05）。                         分含量差不多，其组分主要是 βLg 二聚物、βLg-αLa、
            L-His、L-Lys 的加入分别减少了 44.28%和 78.87%                αLa 二聚物和 βLg 单体；其中，随着 L-Arg 和 L-His
            的蛋白浸出量；最有效的是 L-Arg，它能减少凝胶                          质量浓度的上升，浸出的 αLa 量也在上升。而对于
            内 91.82%的蛋白浸出量。蛋白浸出率的降低，很大                         L-Lys，进入分离胶的组分含量较少，特别是加入 5 g/L
            程度上归因于凝胶内蛋白分子组装行为和组装结                              L-Lys 的样品，其在分离胶中呈现的浸出量尤为少。
            构，也取决于加入碱性氨基酸引起的蛋白分子亲、                             结合图 5 中的数据来看，还有部分蛋白浸出组分因分
            疏水性基团的暴露以及各类共价交联状态                       [5,12] 。  子量过大而未能进入分离胶而停留在浓缩胶中。
            L-Arg、L-Lys 对蛋白结构三级结构不发生改变但破                           在还原性条件下（图 6b），在浓缩胶内的蛋白
            坏分子间的静电作用，抑制蛋白热聚集                     [38,40] ；而   组分几乎都进入了分离胶，并且有少量的 BSA 出
            L-His 可促进蛋白结构展开，提高蛋白疏水性和反应                         现。加入 L-His 比加入 L-Arg 和 L-Lys 所形成的凝
            性巯基含量等，改变分子间静电作用而增加蛋白质                             胶，其蛋白浸出量最大，特别是 βLg 二聚物、
                  [5]
            溶解性 。在没有调节蛋白溶液 pH 的条件下，尽管碱                         βLg-αLa、αLa 二聚物和 αLa、βLg 单体这 5 种组分；
            性氨基酸的 pH 效应会提高蛋白溶解性，但这可能不                          与非还原胶中的这 5 种组分相比，它们各自的含量
            是主导凝胶内蛋白浸出率高低的原因。L-Arg 和 L-Lys                     有所增加。与对照组相比，在非还原性浓缩胶内，
            改变蛋白质二级结构而增加疏水性和可反应性巯基含                            仍可见部分蛋白未被还原。综合以上可见，未进入
            量，致使蛋白分子有更多的二硫键共价交联                   [5,12-13] ；在  分离胶的蛋白聚合物主要是由还原性共价键（二硫
            较高的 pH 下，蛋白分子还可以形成其他非还原性共                          键）以及部分非还原性共价键交联作用支配。总之，
            价键交联    [44] 。而 L-His 含有一个咪唑环特殊结构，其                加入 L-Lys 所成凝胶的蛋白浸出物，其相对分子质
            可改变蛋白质二级结构和表面电荷                [7-9] 。这 3 种碱性
                                                               量较大（>220  kDa）且主要由二硫键共价交联，而
            氨基酸在结构和物化性质上的差异引起蛋白结构的
                                                               加入 L-Arg 和 L-His 所成凝胶的蛋白浸出物为相对
            变化，逆转 pH 增溶效应，致使蛋白凝胶内蛋白浸出
                                                               分子质量较小且二硫键含量相对较少的组分。从浸
            率最高的是 L-His，其次是 L-Lys，最低的是 L-Arg。
                                                               出物的组分不同之处来看，这也暗示着 L-Lys、L-Arg
                 为了进一步探明从凝胶内浸出蛋白的组分，采
                                                               比 L-His 更易促进蛋白分子间二硫键的形成，为此
            用电泳技术进行分离，结果如图 6 所示。                               进一步形成对水有不同响应性的凝胶结构。

                                                               3    结论

                                                                  （1）质量浓度为 1~5  g/L 的碱性氨基酸不改变
                                                               乳清蛋白热诱导凝胶的颜色、宏观形貌特性及“站
                                                               立性”，为维系凝胶的感官品质提供了前提条件。
                                                                  （2）L-Arg、L-Lys 对蛋白凝胶功能性质的影响显
                                                               著，而 L-His 则影响较小；其主要表现为对凝胶弹性、
                                                               黏聚性、咀嚼性和回复性的提升作用及对硬度和胶黏
                                                               性的降低作用。质量浓度 3  g/L 以上的碱性氨基酸对
                                                               凝胶质构功能性的提升和下降效应表现尤为明显。
                                                                  （3）L-His 比 L-Arg、L-Lys 更能有效地提高凝
                                                               胶的持水性和溶胀性。
                                                                  （4）L-Lys 较 L-Arg、L-His 对凝胶内蛋白浸出
                                                               有较强的抑制作用，从而维系凝胶结构的完整性；
                                                               浸出组分主要是由单体 αLa、βLg 通过二硫键交联


               a、b 分别为非还原条件（–β-ME）和还原条件（+β-ME）                 的二聚物和高聚物及单体 βLg。
            图 6    碱性氨基酸加入乳清蛋白后所成热诱导凝胶蛋白                           总之，碱性氨基酸原位修饰蛋白凝胶，为丰富
                  浸出组分的十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳图                      凝胶功能多样性提供了一种方法和技术参考；同时，
            Fig.  6  Sodium  dodecyl  sulfate-polyacrylamide  gel   为这些氨基酸作为蛋白功能性的改性剂应用在食品
                     electrophoresis of proteins leaching out of whey
                     protein gels in the presence of basic amino acids   领域中提供了参考。
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