范麗麗 竇博鑫 徐晨冉 蘆志鳳 梁佳文 劉穎

摘要：研究亞硫酸鈉（Na2SO3）、超聲波對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行理化預(yù)處理協(xié)同微生物轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（MTGase）交聯(lián)處理后的持油性、乳化性及乳化穩(wěn)定性、游離巰基含量、平均粒徑的變化。結(jié)果表明，Na2SO3質(zhì)量濃度950 mg/L，處理時(shí)間40 min時(shí)，持油性達(dá)到最大，最大值為8.94 g/g;Na2SO3質(zhì)量濃度700 mg/L，處理時(shí)間30 min時(shí)，乳化性達(dá)到最大（87.60 m2/g），乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大（153.42 min）;超聲功率180 W，超聲時(shí)間60 min時(shí)，游離巰基含量達(dá)到最大值，為51.96 μmol/g;超聲功率180 W，超聲時(shí)間100 min時(shí)，平均粒徑達(dá)到最大值，為129.8 nm。

關(guān)鍵詞：Na2SO3;超聲波;持油性;乳化及乳化穩(wěn)定性;游離巰基;平均粒徑

中圖分類號(hào)：TS201.21???? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A??? doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2020.02.006

Effects of Physicochemical Pretreatment and MTGase Crosslinking on Functional Properties and Structure of 7S Globulin in Soybean

FAN Lili，DOU Boxin，XU Chenran，LU Zhifeng，LIANG Jiawen，LIU Ying

（Key Laboratory of Food Science and Engineering，College of Food Engineering，Harbin University of Commerce，Harbin，Heilongjiang 150076，China）

Abstract：Mainly to investigate the oil retention，emulsifying and emulsifying stability，free sulfhydryl content，average particle size，etc. of sodium sulfite（Na2SO3）and ultrasonic physicochemical pretreatment of soybean 7S globulin and microbial transglutaminase（MTGase）cross-linking treatment. Variety. The results showed that when the dosage of Na2SO3 was 950 mg/L and the treatment time was 40 min，the oil holding capacity reached the maximum，the maximum value was 8.94 g/g;when the addition amount of Na2SO3 was 700 mg/L，the emulsification reached the maximum when the treatment time was 30 min. 87.60 m2/g，the emulsion stability reached the maximum，the maximum value was 153.42 min;the ultrasonic power was?? 180 W，the ultrasonic time was 60 min，the free sulfhydryl content reached the maximum value，which was 51.96 μmol/g;the ultrasonic power was 180 W，and the ultrasonic time was 100 min. The average particle size reached a maximum of 129.8 nm.

Key words：Na2SO3;ultrasound;oil retention;emulsifying and emulsifying stability;free thiol;average particle size

大豆7S球蛋白作為大豆蛋白中的主要貯藏蛋白之一，具有極高的研究?jī)r(jià)值。大豆蛋白的乳化性、持油性等與食品品質(zhì)相關(guān)的多種功能特性，被廣泛應(yīng)用于飲料、焙烤食品、乳品等食品工業(yè)領(lǐng)域，有研究顯示大豆7S球蛋白對(duì)大豆蛋白乳化性及其穩(wěn)定性影響較大，二者呈正相關(guān)[1-2];對(duì)肉類、熏醬類產(chǎn)品發(fā)揮吸油性功能，大大減少了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的流失，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的外形也起到了很好的維穩(wěn)作用[3-4]。但由于大豆7S球蛋白易受處理時(shí)間、pH值、溫度等條件的影響，在食品加工應(yīng)用中受到了很大的限制，因而有必要對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行改性，而單一改性方法效率低且改性效果不佳，如果組合采用2種或多種不同的改性方法，可起到同時(shí)改善蛋白質(zhì)多種功能的目的[5-7]。

轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（TGase），按來(lái)源可分為來(lái)自動(dòng)物肝臟組織的TGase和微生物產(chǎn)生的MTGase。其中，微生物法生產(chǎn)的MTGase具有周期短、成本低、制得的酶制劑價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在食品工業(yè)中被廣泛使用，從作用機(jī)理上來(lái)說(shuō)，TGase易于分離純化，催化交聯(lián)的程度高[8]，能使蛋白質(zhì)分子間或蛋白質(zhì)分子內(nèi)發(fā)生交聯(lián)作用，也可以使蛋白質(zhì)與氨基酸之間發(fā)生交聯(lián)作用，使蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而改善蛋白質(zhì)功能特性，且不會(huì)改變蛋白營(yíng)養(yǎng)成分的含量[9]。

蛋白質(zhì)主要是通過(guò)氫鍵、離子鍵、二硫鍵和疏水相互作用等作用力來(lái)維持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定[10]。二硫鍵存在于分子內(nèi)或分子間，它的作用是可以使蛋白質(zhì)的折疊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[11]。Na2SO3作為一種還原劑，可以還原蛋白分子間和分子內(nèi)的二硫鍵，使蛋白分子中的二硫鍵部分?jǐn)嗔研纬捎坞x巰基，引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變[12]。

超聲技術(shù)在超聲提取、食物無(wú)損檢測(cè)、超聲殺菌等領(lǐng)域具有不可或缺作用[13-14]，其原理是超聲振蕩作用于介質(zhì)，使媒介發(fā)生周期性緊縮和擴(kuò)張作用產(chǎn)生空穴效應(yīng)，從而引起超聲波效應(yīng)，改善蛋白的理化特性[15-16]。

試驗(yàn)測(cè)定經(jīng)Na2SO3預(yù)處理和超聲波預(yù)處理的大豆7S球蛋白與MTGase交聯(lián)后的持油性、乳化性及乳化穩(wěn)定性、游離巰基含量，探究不同預(yù)處理方法協(xié)同MTGase改性大豆7S球蛋白，比較作用前后大豆7S球蛋白的功能特性是否得到改善，并對(duì)7S球蛋白功能特性的機(jī)理進(jìn)行探討[17]，對(duì)復(fù)合改性大豆7S球蛋白及其在食品加工行業(yè)中的廣泛應(yīng)用具有重要意義。

1?? 材料與方法

1.1?? 材料與試劑

低溫脫脂大豆粕，山東禹王有限公司提供;轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（MTGase），江蘇瑞欣食品生物科技有限公司提供;Na2SO3、NaHSO3、KH2PO4、K2HPO4、NaCl，哈爾濱市新春化工廠提供;三羥甲基胺基甲烷（Tris）、十二烷基硫酸鈉（SDS）、甘氨酸、DTNB，Sigma試劑公司提供;EDTA，Amresco公司提供;大豆油，九三大豆油脂廠提供;KH2PO4、K2HPO4、NaCl，優(yōu)級(jí)純;其余試劑為分析純。

1.2?? 儀器與設(shè)備

冷凍干燥機(jī)，錫山市林洲干燥機(jī)廠產(chǎn)品;高速離心機(jī)，上海市盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司產(chǎn)品;722S型分光光度計(jì)，上海市精密科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;恒溫加熱磁力攪拌器，北京市科偉永興儀器有限公司產(chǎn)品;數(shù)顯臺(tái)式鼓風(fēng)干燥箱，青島海爾電器廠產(chǎn)品;精密pH計(jì)，上海市雷磁儀器廠產(chǎn)品;Malvern激光粒度儀，上海市思百吉儀器系統(tǒng)有限公司產(chǎn)品。

1.3?? 試驗(yàn)方法

1.3.1?? Na2SO3預(yù)處理大豆7S球蛋白

（1）不同質(zhì)量濃度Na2SO3對(duì)大豆7S球蛋白的處? 理[18-19]。將60～100 mg的Na2SO3按照5 mg為梯度，分別溶解到100 mL蒸餾水中，勻速攪拌至完全溶解，加入5 g大豆7S球蛋白，在溫度25 ℃，pH值7.0的條件下連續(xù)攪拌30 min，在真空冷凍干燥的條件下得到預(yù)處理的大豆7S球蛋白樣品。

（2）不同處理時(shí)間對(duì)大豆7S球蛋白的處理。將950 mg的Na2SO3溶解到100 mL蒸餾水中，勻速攪拌至完全溶解，加入5 g大豆7S球蛋白，在溫度? 25 ℃，pH值7.0的條件下分別攪拌20，30，40， 50，60 min，在真空冷凍干燥的條件下得到預(yù)處理的大豆7S球蛋白樣品。

1.3.2?? 超聲波預(yù)處理大豆7S球蛋白

（1）不同超聲功率對(duì)大豆7S球蛋白的處理[20-21]。將5 g大豆7S球蛋白，溶于1 L蒸餾水中，于25 ℃條件下攪拌2 h，使大豆7S球蛋白完全溶解。取100 mL蛋白溶液裝入250 mL燒杯中，蒸餾水稀釋至1 mg/mL，然后分別在超聲功率為180，210，240，270，300 W下處理20 min，在真空冷凍干燥的條件下得到預(yù)處理的大豆7S球蛋白樣品。

（2）不同超聲時(shí)間對(duì)大豆7S球蛋白的處理。將5 g大豆7S球蛋白，溶于1 L蒸餾水中，于25 ℃條件下攪拌2 h，使大豆7S球蛋白完全溶解。取100 mL蛋白溶液裝入250 mL燒杯中，蒸餾水稀釋至1 mg/mL，然后在超聲功率為180 W下分別處理20，40，60， 80，100 min，在真空冷凍干燥的條件下得到預(yù)處理的大豆7S球蛋白樣品。

1.3.3?? 不同預(yù)處理協(xié)同MTGase交聯(lián)處理大豆7S球蛋白

取一定量經(jīng)Na2SO3和超聲預(yù)處理的7S樣品，溶于0.02 mol/L PBS緩沖溶液，在pH值7.5的條件下加入20 μg MTGase，然后在55 ℃下水浴2 h，80 ℃下水浴滅酶5 min，將得到的樣品進(jìn)行凍干處理。

1.3.4?? 持油性的測(cè)定

參考Tomotake H等人[22]的方法，稱取1.0 g大豆7S球蛋白試樣（M0）置于50 mL離心管中，稱量（M1），放入5 mL大豆油，漩渦振動(dòng)5 min使其混合均勻，室溫下靜置30 min后，以轉(zhuǎn)速3 000 r/min離心10 min，移除上層油層，用濾紙吸干凈管壁剩余的油滴，再稱量（M2）。持油性（OHC）的計(jì)算公式為：

（1）

式中：M0——7S球蛋白的質(zhì)量，g;

M1——離心管的質(zhì)量，g;

M2——離心管與沉淀的總質(zhì)量，g。

1.3.5?? 乳化性及乳化穩(wěn)定性的測(cè)定

配制1%（W/V）的MTGase交聯(lián)處理大豆7S球蛋白溶液，取15 mL蛋白溶液與5 mL大豆油混合，均質(zhì)（10 000 r/min，2%），形成均一的乳化液。分別在0 min和30 min取20 μL的乳狀液與5 mL的0.1% SDS溶液均勻混合取樣點(diǎn)固定在離燒杯底部 0.5 cm處，于波長(zhǎng)500 nm處測(cè)定其吸光度，分別記為A0和A30，用0.1%的SDS作為空白對(duì)照[23-24]。

乳化性（EAI）、乳化穩(wěn)定性（ESI）計(jì)算公式 如下：

（2）

式中：T——2.303;

N——稀釋倍數(shù)，250;

A0——0 min時(shí)的吸光度;

C——乳化液形成前蛋白質(zhì)水溶液中蛋白質(zhì)

質(zhì)量濃度，g/mL;

φ——乳化液中油的體積分?jǐn)?shù)，0.25;

L——比色池光徑，cm。

（3）

式中：A0——0 min時(shí)的吸光度;

A30——30 min時(shí)的吸光度;

t——間隔時(shí)間。

1.3.6?? 游離巰基的測(cè)定

游離巰基的測(cè)定主要參考Hu H等人[25]的方法稍加修改。準(zhǔn)確吸取0.5 mL的樣品溶液（質(zhì)量濃度為10 mg/mL），加入2.5 mL Tris-Gly-8Murea溶液，混勻后加入0.02 mL DTNB，迅速混合，在25 ℃恒溫條件下反應(yīng)30 min，于波長(zhǎng)412 nm處測(cè)定吸光度，同時(shí)測(cè)定空白值。每組試樣至少平行測(cè)定????? 3次，取3組數(shù)據(jù)的平均值。游離巰基（SH）含量的計(jì)算公式：

（4）

式中：A——波長(zhǎng)412 nm處的吸光度;

D——稀釋系數(shù)6.04;

C——待測(cè)樣品的最終質(zhì)量濃度，mg/mL。

1.3.7?? 平均粒徑的測(cè)定

根據(jù)李楊等人[26]的測(cè)定方法，采用Malvern激光粒度儀測(cè)定大豆7S樣品溶液的平均粒徑分布。將大豆7S球蛋白樣品用PBS緩沖溶液進(jìn)行稀釋，配制成0.1%的蛋白溶液，過(guò)0.45 μm水系醋酸纖維素濾膜，在溫度25 ℃，樣品平衡時(shí)間2%的條件下進(jìn)行測(cè)量。

1.4?? 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5軟件繪圖，SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，每組試驗(yàn)均重復(fù)3次，數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，方差分析差異性顯著（p<0.05）時(shí)采用Duncan方法進(jìn)行多重比較。

2?? 結(jié)果與分析

2.1?? 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白持油性的影響

不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白持油性的影響見(jiàn)圖1。

預(yù)試驗(yàn)可知，未經(jīng)處理的大豆7S球蛋白持油性為3.43 g/g，經(jīng)MTGase交聯(lián)處理的大豆7S球蛋白持油性為6.42 g/g，經(jīng)Na2SO3協(xié)同MTGase處理的大豆7S球蛋白持油性顯著提高（p<0.05）。

由圖1（a）可知，當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為800～???? 1 000 mg/L時(shí)，持油性呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì);當(dāng)質(zhì)量濃度為950 mg/L時(shí)，持油性達(dá)到最大，為8.70 g/g?？赡苁怯捎贜a2SO3破壞了大豆7S球蛋白的二硫鍵，使二硫鍵斷裂為游離巰基[12]，適當(dāng)質(zhì)量濃度的Na2SO3處理有助于大豆7S球蛋白結(jié)構(gòu)的破壞，同時(shí)在MTGase交聯(lián)作用下，使持油性提高，但隨著Na2SO3質(zhì)量濃度的持續(xù)增加，大豆7S球蛋白的結(jié)構(gòu)過(guò)度破壞，導(dǎo)致持油性降低。

由圖1（b）可知，隨著Na2SO3處理時(shí)間的增加，大豆7S球蛋白的持油性先增大后降低，處理時(shí)間為40 min時(shí)，持油性達(dá)到最大值8.94 g/g，處理時(shí)間繼續(xù)增加，持油性開(kāi)始下降，這可能是由于恒溫條件下，隨著處理時(shí)間的增加，有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞[11]，在MTGase的交聯(lián)作用下，增大了持油性，但隨著處理時(shí)間的增加，不利于大豆7S球蛋白持油性的提高。

由圖1（c）可知，大豆7S球蛋白經(jīng)超聲波處理協(xié)同MTGase作用后持油性提高，180～240 W的超聲作用下，持油性升高;240 W時(shí)持油性最大，最大值為8.20 g/g;240 W后持油性減小。可能是由于經(jīng)超聲波機(jī)械剪切力或空化作用下的蛋白質(zhì)顆粒變小，組織蓬松，比表面積變大，同時(shí)也破壞蛋白質(zhì)構(gòu)造，拉伸分子、二硫鍵、疏水官能團(tuán)被裸露，提高了吸附樣品和聯(lián)合脂質(zhì)能力[27]，持油性升高;隨著超聲功率繼續(xù)增大，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性過(guò)度，破壞其構(gòu)造，使其變得致密，顆粒變大，含油能力逐步下降。

由圖1（d）可知，隨著超聲時(shí)間的增加，持油性呈先增加后減小的趨勢(shì)，但整體較未進(jìn)行超聲波作用的對(duì)照組呈增大的趨勢(shì)，在超聲功率180 W，超聲時(shí)間60 min時(shí)持油性達(dá)到最大值，最大值為 7.2 g/g，隨后超聲時(shí)間增加，持油性下降，原因可能是在超聲波作用下，隨著超聲時(shí)間的增加蛋白質(zhì)因空化作用使蛋白顆粒變小，比表面積和吸附作用增強(qiáng)，從而使油脂含量逐漸上升，疏水性變大，持油性增加;超聲時(shí)間繼續(xù)增加，比表面積和較強(qiáng)的吸附能力作用減弱，從而使油脂含量逐漸下降，持油性下降。

2.2?? 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響

不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白乳化性及乳化穩(wěn)定性的影響見(jiàn)圖2。

未經(jīng)任何處理的大豆7S球蛋白乳化性為??? 23.99 m2/g，MTGase交聯(lián)處理的大豆7S球蛋白乳化性為77.24 m2/g，經(jīng)Na2SO3和MTGase處理的大豆7S球蛋白乳化性顯著提高（p<0.05），比未處理的大豆7S球蛋白乳化性提高了256.80%，比MTGase交聯(lián)處理大豆7S球蛋白乳化性提高了10.82%。

由圖2（a）可知，當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為600～ 800 mg/L時(shí)，乳化性先增大后降低，當(dāng)質(zhì)量濃度為 700 mg/L時(shí)，乳化性達(dá)到最大，為87.60 m2/g。這是因?yàn)镹a2SO3可以破壞大豆7S球蛋白的二硫鍵，使二硫鍵斷裂為游離巰基[12]，大豆7S球蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，同時(shí)由于7S球蛋白大量的疏水氨基酸，在MTGase作用下使其能快速吸附在油滴表面，乳化性提高，一定質(zhì)量濃度的Na2SO3有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞[26]，但隨Na2SO3質(zhì)量濃度的增大，可能過(guò)度破壞了7S球蛋白的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致乳化性降低;當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為600～ 800 mg/L時(shí)，交聯(lián)處理后大豆7S球蛋白的乳化穩(wěn)定性先增大后降低，當(dāng)質(zhì)量濃度為700 mg/L時(shí)，乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大，為158.80 min。這是因?yàn)檫m當(dāng)質(zhì)量濃度的Na2SO3處理有助于大豆7S球蛋白結(jié)構(gòu)的破壞[12]，在MTGase交聯(lián)作用下，從而使乳化穩(wěn)定性提高。但隨著Na2SO3質(zhì)量濃度的持續(xù)增加，大豆7S球蛋白的結(jié)構(gòu)過(guò)度破壞，導(dǎo)致乳化穩(wěn)定性降低。

由圖2（b）可知，隨Na2SO3對(duì)大豆7S球蛋白處理時(shí)間的增加，乳化性先增大后降低，處理30 min時(shí)，乳化性達(dá)到最高為87.60 m2/g，這是由于恒溫條件下，對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行一定時(shí)間的處理，有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，在MTGase的交聯(lián)作用下增強(qiáng)了油滴吸附能力，增大了大豆7S球蛋白乳化性[26]，隨著處理時(shí)間的繼續(xù)增加，乳化性逐漸降低，這是因?yàn)楹銣貤l件下，對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的處理，蛋白質(zhì)乳化能力達(dá)到飽和，導(dǎo)致大豆7S球蛋白乳化性降低，也可能是由于MTGase的交聯(lián)作用隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而減弱，以至30 min后乳化性降低;隨著處理時(shí)間的增加，大豆7S球蛋白經(jīng)MTGase交聯(lián)后乳化穩(wěn)定性先升高后降低，處理時(shí)間為30 min時(shí)，乳化穩(wěn)定性達(dá)到最高，為157.64 min。這是因?yàn)楹銣貤l件下，對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行一定時(shí)間的預(yù)處理，有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞[21]，使乳化穩(wěn)定性提高。隨著處理時(shí)間的繼續(xù)增加，大豆7S球蛋白乳化穩(wěn)定性降低并趨與平緩，可能由于MTGase的交聯(lián)作用隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減弱，以至30 min后乳化穩(wěn)定性降低。

由圖2（c）可知，隨著超聲功率的增加，乳化性提高，當(dāng)超聲功率為240 W時(shí)，乳化性的值達(dá)到最大，最大值為35.15 m2/g;240 W后，乳化性變小。乳化性增大可能是由于發(fā)生機(jī)械振動(dòng)、毀壞分子結(jié)構(gòu)、油水界面的部分膨脹和聚集，從而降低表面張力，從而打開(kāi)氫鍵、疏水鍵與二硫鍵，暴露酶解位點(diǎn)，提高酶解反應(yīng)速度，這一趨勢(shì)被Liu C M等人[28]的研究驗(yàn)證。乳化性減小可能由于經(jīng)過(guò)超聲作用后，蛋白質(zhì)的分子柔性、表面疏水性和聚集形態(tài)均會(huì)產(chǎn)生改變，從而影響其乳化性;未經(jīng)超聲波處理的空白對(duì)照組乳化穩(wěn)定性為74.19 min，超聲功率逐步增加，乳化穩(wěn)定性變大，180～210 W時(shí)乳化穩(wěn)定性下降，主要是由于超聲波對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造產(chǎn)生破壞作用，210 W后逐漸上升，300 W時(shí)達(dá)到最大值，為91.37 min。隨著超聲功率增大，乳化穩(wěn)定性減小，可能是由于超聲波作用下超聲波的機(jī)械作用破壞了其明顯穩(wěn)定的狀態(tài)，擾亂了其整齊規(guī)則的結(jié)構(gòu)[27]。隨后乳化穩(wěn)定性增大主要是由于內(nèi)部空間慢慢恢復(fù)了其排列形態(tài)，并逐步趨于穩(wěn)定，分散相與連續(xù)相相溶，且溶解越來(lái)越完全，乳化穩(wěn)定性增大。

由圖2（d）可知，當(dāng)超聲時(shí)間20～100 min時(shí)，7S球蛋白乳化性隨超聲時(shí)間增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，80 min之前乳化性隨著超聲時(shí)間的增加，乳化性提高，當(dāng)超聲時(shí)間為80 min時(shí)，乳化性最大，最大值為35.12 m2/g;80 min后，隨著超聲時(shí)間的增加，乳化性慢慢變小。分析原因，可能是由于超聲處理使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)打開(kāi)，而MTGase的加入，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，溶液中小分子開(kāi)始聚合，形成具有疏水性又穩(wěn)定的大分子聚合物，乳化性增大，超聲時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，乳化性下降;而隨著超聲時(shí)間增加，乳化穩(wěn)定性在20～60 min時(shí)乳化穩(wěn)定性下降，60 min后逐漸上升，100 min時(shí)乳化穩(wěn)定性最大，最大值為92 min。

2.3?? 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白游離巰基的影響

不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白游離巰基含量的影響見(jiàn)圖3。

巰基含量對(duì)蛋白的功用性能起到很大的決定作用，由圖3（a）可知，當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為800～? 1 000 mg/L時(shí)，經(jīng)Na2SO3處理的大豆7S球蛋白與MTGase交聯(lián)后游離巰基含量先增大后趨于平緩，950 mg/L時(shí)游離巰基含量達(dá)到最大值29.11 μmol/g，之后趨于平緩，但整體變化不明顯，分析其產(chǎn)生原因可能是由于Na2SO3使大豆7S球蛋白分子中的二硫鍵斷裂成為游離巰基[12]，但因?yàn)槎蜴I和游離巰基是可以相互轉(zhuǎn)變的，在空氣的氧化作用下，部分游離的巰基可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜴I，并達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，以致于Na2SO3質(zhì)量濃度繼續(xù)升高，游離巰基含量的變化不明顯。

由圖3（b）可知，隨著處理時(shí)間增大，游離巰基的含量先增大后降低。當(dāng)處理時(shí)間為40 min時(shí)游離巰基的含量達(dá)到最大，為29.20 μmol/g。這是因?yàn)?，隨Na2SO3處理時(shí)間的增加，被破壞的二硫鍵的數(shù)量增多，導(dǎo)致游離巰基含量增加，繼續(xù)增加時(shí)間對(duì)其巰基含量沒(méi)有影響，游離巰基含量下降。

由圖3（c）可知，在超聲波協(xié)同MTGase交聯(lián)處理下的大豆7S球蛋白，大豆7S球蛋白樣品的游離巰基含量呈下降的趨勢(shì)。超聲功率為180～300 W時(shí)，游離巰基含量先增大后下降，且在210 W時(shí)，游離巰基含量達(dá)到最大值44.5 μmol/g，隨著超聲功率作用繼續(xù)增大，游離巰基含量逐漸減少，可能是由于超聲波的空化作用使蛋白質(zhì)二硫鍵破壞，使其結(jié)構(gòu)變得松散，游離巰基含量增大，繼續(xù)增大超聲功率，超聲波的機(jī)械作用過(guò)度破壞其明顯穩(wěn)定的狀態(tài)，擾亂了其整齊規(guī)則的結(jié)構(gòu)，使得游離巰基含量下降。

由圖3（d）可知，超聲時(shí)間20～60 min，游離巰基含量增加，可能是由于超聲作用使蛋白結(jié)構(gòu)打開(kāi)，蛋白結(jié)構(gòu)變得松散，游離巰基含量增大;超聲時(shí)間大于60 min時(shí)，巰基含量反而呈減小的趨勢(shì)，其原因可能是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的超聲處理會(huì)出現(xiàn)一些相互影響而產(chǎn)生氫過(guò)氧化物的自由基，它們會(huì)再次生成新的二硫鍵，同時(shí)蛋白質(zhì)內(nèi)部的游離構(gòu)造隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，有自主聚集的趨勢(shì)，可包埋住暴露的巰基[29]。這樣的變化趨勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)超聲波的不斷作用可以使其內(nèi)部隱藏的巰基暴露到表面上，造成了游離巰基含量的降低，加快其生成二硫鍵，應(yīng)用到日常生活中可以加強(qiáng)相關(guān)制品，如市場(chǎng)上新型的大豆冰激凌或大豆果凍等的凝膠性。

2.4?? 不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白平均粒徑的影響

不同理化預(yù)處理協(xié)同MTGase對(duì)大豆7S球蛋白平均粒徑的影響見(jiàn)圖4。

由試驗(yàn)可知，未經(jīng)處理的大豆7S球蛋白粒徑為40.21 nm，經(jīng)MTGase交聯(lián)處理的大豆7S球蛋白粒徑為58.76 nm，經(jīng)Na2SO3協(xié)同MTGase處理的大豆7S球蛋白粒徑顯著提高（p<0.05）。

由圖4（a）可知，當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為800～??? 1 000 mg/L時(shí)，經(jīng)MTGase交聯(lián)處理后大豆7S球蛋白的粒徑先增大后減小;當(dāng)Na2SO3質(zhì)量濃度為950 mg/L時(shí)，7S球蛋白平均粒徑達(dá)到最大，為110.3 nm。這是由于Na2SO3的還原作用使大豆7S球蛋白中的二硫鍵斷裂[12]，在MTGase的交聯(lián)作用下，蛋白質(zhì)聚集現(xiàn)象增加，表現(xiàn)為粒徑的增大[26]，隨后MTGase作用達(dá)到飽和，粒徑變小。

由圖4（b）可知，處理時(shí)間在40 min之前，隨著處理時(shí)間的增加，粒徑變化不明顯，當(dāng)處理時(shí)間為50 min時(shí)，粒徑達(dá)到最大值，為111.0 nm，隨著處理時(shí)間的繼續(xù)增加，粒徑降低。這是由于恒溫條件下，對(duì)大豆7S球蛋白進(jìn)行一定時(shí)間的處理，有利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，在MTGase的交聯(lián)作用下，使蛋白粒徑增大;時(shí)間繼續(xù)增加，對(duì)粒徑影響變小，平均粒徑變小。

由圖4（c）可知，在超聲波的處理下大豆7S球蛋白協(xié)同MTGase交聯(lián)作用，超聲功率為180～300 W時(shí)，平均粒徑先增大后減小，在240 W時(shí)，平均粒徑達(dá)到最大，最大值為112 nm，隨著超聲功率作用繼續(xù)增大，平均粒徑逐漸減小，可能是由于超聲波的空化作用使蛋白質(zhì)二硫鍵破壞，使其結(jié)構(gòu)變得松散，在MTGase的交聯(lián)作用下，蛋白質(zhì)聚集現(xiàn)象增加，表現(xiàn)為粒徑的增大，繼續(xù)增大超聲功率，粒徑減小。

由圖4（d）可知，相對(duì)于未經(jīng)超聲波處理的大豆7S球蛋白，超聲波處理能極大程度上降低大豆7S球蛋白平均粒徑，隨著超聲時(shí)間的增大，在超聲波的處理下大豆7S球蛋白與MTGase交聯(lián)協(xié)同作用，蛋白質(zhì)趨向于聚集，使其平均粒徑些許增大，隨著超聲波作用時(shí)間的增加平均粒徑改變不明顯，20～60 min時(shí)平均粒徑基本保持不變。可能是由于超聲波的空穴效應(yīng)使其形成湍流，作用生成的剪切力等作用打亂了原來(lái)具有的完整的蛋白顆粒，80 min后增加，平均粒徑反而從107.8 nm增大到129.8 nm，可能是由于過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高強(qiáng)度處理誘發(fā)了其非共價(jià)作用而形成的微小物理聚集體，導(dǎo)致平均粒徑增大。

3?? 結(jié)論

以Na2SO3質(zhì)量濃度、處理時(shí)間、超聲功率、超聲時(shí)間為單因素，研究理化預(yù)處理協(xié)同MTGase交聯(lián)改性處理后大豆7S球蛋白的持油性、乳化性及乳化穩(wěn)定性、游離巰基含量、平均粒徑等變化。結(jié)果表明，Na2SO3處理協(xié)同MTGase交聯(lián)處理明顯提高大豆7S球蛋白持油性、乳化性及乳化穩(wěn)定性，Na2SO3質(zhì)量濃度950 mg/L，處理時(shí)間40min時(shí)，持油性達(dá)到最大，最大值為8.94 g/g;Na2SO3質(zhì)量濃度700 mg/L時(shí)，處理時(shí)間30 min時(shí)，乳化性達(dá)到最大（87.60 m2/g），乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大（153.42 min）;超聲處理協(xié)同MTGase交聯(lián)處理明顯提高大豆7S球蛋白游離巰基含量，增大蛋白顆粒平均粒徑;超聲功率180 W，超聲時(shí)間60 min時(shí)，游離巰基含量達(dá)到最大值，為51.96 μmol/g;超聲功率180 W，超聲時(shí)間100 min時(shí)，平均粒徑達(dá)到最大值，為129.8 nm。

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收稿日期：2019-07-30

基金項(xiàng)目：黑龍江省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（C2018036）;2018年度哈爾濱商業(yè)大學(xué)校級(jí)科研項(xiàng)目（18XN074）。

作者簡(jiǎn)介：范麗麗（1994—?? ），女，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工。

通訊作者：劉?? 穎（1968—?? ），女，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)橹参锏鞍咨罴庸ぜ熬C合利用。