Page 164 - 《精细化工》2022年第1期

·154· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

互作用，引起蛋白质表面疏水性的降低，而分子间 后的 SPI 溶解度提高、浊度降低（图 1）的结果基
由于较强的静电斥力无法靠近，因而，SPI 保持了 本一致。
较高的溶解度和较低的浊度。
另外，L-Arg、L-Lys 添加到蛋白溶液后，这两
种氨基酸带正电荷。一方面，带正电的氨基酸会与
蛋白质表面带负电荷的残基（主要是酸性氨基酸侧
链残基，如谷氨酸和天冬氨酸）发生静电结合 [20] ；
另一方面，L-Arg、L-Lys 也可能与芳香族氨基酸残基
酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）发生

特异性结合，主要是 L-Arg 的胍基和 L-Lys 的 ε-NH 2
与芳香族氨基酸残基发生阳离子-π 相互作用 [29-30] 。这
两方面均能促进形成蛋白质-BAA 复合物，提高蛋
白分子靠近、进一步聚集的能垒，故能稳定单个蛋
白质分子。
图 2B 表明， L-Arg、 L-Lys 的添 加能 显著
（p<0.05）降低 SPI 的巯基数量，并且质量浓度均
为 3 g/L 的 L-Arg、L-Lys 在降低巯基数量方面效果
相近。同表面疏水性的变化类似，对比空白对照组
和 pH 对照组，可以发现巯基数量也随 pH 的上升而
降低；对比 L-Arg、L-Lys 处理组和对应的 pH 对照
组，可以看出这两种氨基酸在降低表面巯基含量方
面的作用更加显著，这可能使表面巯基与加入的
L-Arg、L-Lys 发生潜在的酯化反应 [31] 。 图 3 L-Arg/L-Lys 对大豆分离蛋白平均粒径（A）和 ζ-
电位（B）的影响
2.3 L-Arg/L-Lys 处理对 SPI 粒径、ζ-电位的影响
Fig. 3 Effects of L-Arg/L-Lys on average particle size (A)
为了探究 L-Arg、L-Lys 与 SPI 大分子之间的静 and ζ-potential (B) of soybean protein isolate
电相互作用和 SPI 分子间的聚集情况，本研究也测
2.4 L-Arg/L-Lys 处理对 SPI 结构的影响
定了蛋白质微粒大小（图 3A）及其表面的 ζ-电位
表面疏水性的变化结果反映出 BAA 处理后的
（图 3B）。图 3A 表明，对照样品平均粒径为
蛋白质发生了结构上的变化，而荧光、紫外光谱扫
128.3 nm，而 L-Arg、L-Lys 所有处理组平均粒径中
描能够进一步显示蛋白质在三级结构上的变化。
的最大值为 107.7 nm，而未加 L-Arg、L-Lys（但
L-Arg、L-Lys 处理过的 SPI 样品的内源荧光光谱图、
pH 调节）所有处理组平均粒径则为 46.2 nm，即添
紫外光谱图分别如图 4 和图 5 所示。荧光光谱实验
加 L-Arg、L-Lys 及 pH 处理能够显著降低 SPI 粒径
采取 295 nm 的激发波长，针对特定的 Trp 残基 [35] ，
大小（p<0.05）。其中，3 g/L Arg、Lys 处理效果最
可以发现，经不同质量浓度的 L-Arg、L-Lys 处理后，
为明显。值得注意的是，1 g/L Arg 处理组的平均粒
SPI 的最大荧光强度均显著上升。另外，pH 对照组
径分别大于各自对照组，而图 1A 显示它们的溶解
的数据显示，pH 的提高也能增加 SPI 的荧光强度。
度更大，由此说明，1 g/L L-Arg 可能诱导 SPI 组分
具体的，1 g/L L-Arg 处理 SPI 后，使得溶液的荧光
内部发生解离和再聚集，形成了分子粒径较大的可
强度提高显著，表明此浓度下的 L-Arg 处理隐藏了
溶性聚集物。
更多蛋白质内部的疏水性 Trp 残基；而对比 3 g/L
如图 3B 所示，所有溶液的 ζ-电位都是负值， L-Arg 处理组与相应的 pH 对照处理组，发现 3 g/L
原因是所有样品的 pH 均大于 SPI 的等电点。粒子表 L-Arg 处理组在提高内源荧光强度方面作用不显著。
面电荷是决定其分散和聚集的重要指标之一 [32-33] 。总 1 g/L 和 3 g/L L-Lys 处理后，SPI 的荧光强度提升显
体来看，所有样品的 ζ-电位绝对值分别与对应样品 著，且 3 g/L L-Lys 处理相比于 pH 对照组隐藏 Trp
的溶解度呈正相关性，L-Arg、L-Lys 处理组和 pH 残基的效果更加明显，而 1 g/L L-Lys 处理对荧光强
对照组的 ζ-电位绝对值显著（p<0.05）高于空白对 度的改善则可能归因于 L-Lys 的添加对蛋白质溶液
照组。表面净电荷越多，说明蛋白质微粒间的静电 pH 的增加。此外，从图 4 中发现，pH 调节及 L-Arg、
斥力越强，粒子不易靠近，则蛋白质之间发生聚集 L-Lys 加入均能引起荧光光谱最大吸收峰红移 1~3
的可能性降低，整个体系趋于稳定 [33-34] ，这与处理 nm，其中 L-Lys 造成的红移更为显著，这暗示着 SPI