高 飛，趙宇楠，張 鑫，張思琳，蔡 丹，劉景圣

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，小麥和玉米深加工國家工程中心，吉林 長春 130118）

玉米醇溶蛋白是玉米的主要貯藏蛋白，具有良好的理化和加工特性[1]。由于玉米醇溶蛋白分子內(nèi)部含有大量的疏水性氨基酸，導(dǎo)致玉米醇溶蛋白溶解性差，只溶于部分濃度的乙醇溶液，一定程度上限制了玉米醇溶蛋白的應(yīng)用范圍[2]。因此需要針對其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進(jìn)行改性，增大玉米醇溶蛋白的開發(fā)和利用的程度，進(jìn)一步提高其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。目前主要的改性方法包括物理改性、化學(xué)改性和生物改性[3]，但各改性方法均有不同利弊，單一的改性方法不能充分改善玉米醇溶蛋白的特性[4-5]。所以，開發(fā)新型、高效的玉米醇溶蛋白復(fù)合改性方法值得深入研究，也必將成為玉米醇溶蛋白改性研究的熱點(diǎn)。

磁場是傳輸電荷或電流之間相互作用并由移動電荷或電流產(chǎn)生的物理場，可以產(chǎn)生積極的生物學(xué)效應(yīng)[6]，而發(fā)酵具有轉(zhuǎn)化率高、環(huán)保安全及對原料營養(yǎng)成分破壞小等優(yōu)點(diǎn)。如今，國內(nèi)外越來越多的研究發(fā)現(xiàn)選擇適宜的磁場參數(shù)可以促進(jìn)微生物生長和代謝[7-8]。在液態(tài)發(fā)酵方面，低頻磁場輔助發(fā)酵使樟芝菌絲體生物量提高率為15.87%，多糖得率與總?cè)频寐史謩e增加了24.26%與26.85%[9]；低強(qiáng)度交變磁場明顯改變了灰樹花菌絲體形態(tài)，使菌絲體分枝數(shù)量增加，且磁處理后的菌絲體更為松散[10]。在固態(tài)發(fā)酵方面，低頻磁場輔助發(fā)酵使豆粕多肽含量相比于未加磁場組提高了12.32%[11]；在低頻磁場條件下，紫色紅曲菌發(fā)酵產(chǎn)γ-氨基丁酸最終產(chǎn)量增加了35.7%[12]。因此，磁場是一種具有開發(fā)潛力的良好輔助發(fā)酵方式。關(guān)于靜磁場對真菌發(fā)酵玉米醇溶蛋白方面目前鮮有研究報(bào)道。

本研究通過靜磁場輔助蜜環(huán)菌發(fā)酵玉米醇溶蛋白，比較靜磁場處理前后發(fā)酵產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和理化特性的差異，為蛋白質(zhì)改性提供基礎(chǔ)依據(jù)，以期發(fā)現(xiàn)更有效的復(fù)合改性方法，從而改變玉米醇溶蛋白結(jié)構(gòu)并改善其理化特性，以增加玉米醇溶蛋白的附加值，提高利用效率。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蜜環(huán)菌（Armillaria mellea）Am-07-22由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥和玉米深加工國家工程中心提供。

玉米醇溶蛋白（≥92%）上海瑞永生物科技有限公司；無水葡萄糖 天津市大茂化學(xué)試劑廠；蔗糖、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、七水硫酸鎂、硫酸銨、溴化鉀天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Stab S2振蕩培養(yǎng)箱 上海潤度生物科技有限公司；SJ810C立式壓力蒸汽滅菌器 重慶雅馬拓科技有限公司；MFI-L1磁場振蕩光照培養(yǎng)箱 英都斯特感應(yīng)科技有限公司；TGL-20bR離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；VERTEX 70傅里葉變換紅外光譜儀 德國Bruker公司；UV-26001紫外-可見分光光度計(jì) 島津儀器（蘇州）有限公司；Sigma 300掃描電子顯微鏡 德國ZEISS公司；Q2000差示掃描量熱儀 美國TA公司。

1.3 方法

1.3.1 培養(yǎng)基配制

菌種活化：將保藏的蜜環(huán)菌轉(zhuǎn)接至麥芽汁斜面培養(yǎng)基，放于27 ℃培養(yǎng)箱中生長12 d，待斜面長滿菌絲體，將斜面菌種接種至30 mL液體培養(yǎng)基中，轉(zhuǎn)速160 r/min、27 ℃條件下恒溫培養(yǎng)6 d，制備一級種子液，再將一級種子液打碎，然后以8%的接種量接種至200 mL的液體培養(yǎng)基中，于27 ℃、160 r/min條件下再次培養(yǎng)6 d，得到二級種子液。

液體培養(yǎng)基：蠶蛹粉0.5%、馬鈴薯20%、葡萄糖1%、酵母浸粉2%、蔗糖1%、MgSO4·7H2O 0.075%、KH2PO40.15%、VB10.001%，配制后121 ℃滅菌20 min，27 ℃、160 r/min的條件下培養(yǎng)6 d。

液體發(fā)酵培養(yǎng)基：玉米醇溶蛋白6.5%、馬鈴薯20%、葡萄糖1%、蔗糖1%、MgSO4·7H2O 0.075%、KH2PO40.15%、VB10.001%，配制后121 ℃滅菌20 min，將二級種子液按照接種量為10%接入液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，培養(yǎng)條件27 ℃、160 r/min。

1.3.2 玉米醇溶蛋白發(fā)酵產(chǎn)物的制備

靜磁場處理?xiàng)l件為磁場強(qiáng)度4.3 mT、介入時間1.5 h、處理時長3.5 h，分別在第3、4、5、6、7天取樣提取玉米醇溶蛋白發(fā)酵產(chǎn)物。首先將發(fā)酵后的液體發(fā)酵培養(yǎng)基用4 層紗布過濾，5000 r/min離心30 min得到發(fā)酵上清液，取不同條件下的發(fā)酵上清液，之后加入飽和度為50%的硫酸銨溶液獲得玉米醇溶蛋白發(fā)酵產(chǎn)物，8000 r/min離心10 min，將沉淀物在4 ℃條件下用蒸餾水透析24 h以除去鹽分，冷凍干燥后備用[13]。

1.3.3 傅里葉變換紅外光譜分析

稱取2 mg蛋白（指蛋白發(fā)酵產(chǎn)物，下同）樣品與0.2 g溴化鉀混合充分研磨成均勻粉末，使用壓片機(jī)壓制成薄片，在4000～400 cm-1處進(jìn)行全波段掃描。采用軟件Peak Fit v4.12對圖譜的酰胺I帶進(jìn)行分析，并計(jì)算各二級結(jié)構(gòu)相對含量。

1.3.4 紫外吸收光譜分析

用磷酸鹽緩沖溶液（pH 7.2、0.01 mol/L）配制1.0 mg/mL的蛋白溶液，以磷酸鹽緩沖溶液（pH 7.2、0.01 mol/L）作為空白。在波長為250～450 nm、頻率為0.1 nm/s的條件下進(jìn)行掃描。

1.3.5 內(nèi)源熒光光譜分析

用磷酸鹽緩沖溶液（pH 7.2、0.01 mol/L）配制1.0 mg/mL的蛋白溶液，以磷酸鹽緩沖溶液（pH 7.2、0.01 mol/L）作為空白。激發(fā)波長為280 nm，發(fā)射波長為270～470 nm，狹縫寬均為5 nm。

1.3.6 掃描電子顯微鏡觀察

使用導(dǎo)電雙面膠將少量凍干后的蛋白樣品固定在金屬樣品臺上，在樣品艙內(nèi)噴金后進(jìn)行觀察，放大倍數(shù)為1000 倍和2000 倍。

1.3.7 熱穩(wěn)定性分析

稱取3 mg蛋白樣品于鋁堝中，并用空白鋁堝作為對照。以10 ℃/min的速率由20 ℃升溫到180 ℃，采用Universal Analysis軟件分析獲得熱曲線。

1.3.8 Zeta電位與粒徑分析

將樣品配制成1 mg/mL的蛋白溶液進(jìn)行測定，折射率為1.330，吸光度0.001，平衡時間為120 s。

1.3.9 游離巰基及二硫鍵測定

參照Cabra等[14]的方法并進(jìn)行改進(jìn)。游離巰基含量（c游）的測定：取2.0 mg/mL的蛋白溶液0.5 mL，先加入0.1%的Tris-甘氨酸溶液2.5 mL，再加入50 μL的4 mg/mL的5,5′-二硫代雙(2-硝基苯甲酸)溶液，混勻后靜置15 min，在412 nm波長處測定其吸光度?？値€基含量（c總）的測定：將上述蛋白溶液中加入含有8 mol/L尿素的Tris-甘氨酸溶液中，其他步驟相同。游離巰基和二硫鍵含量分別按式（1）、（2）計(jì)算：

式中：A412nm為樣品在412 nm波長處的吸光度；D為稀釋倍數(shù)；ρ為樣品質(zhì)量濃度/（mg/mL）。

1.3.10 持水性和持油性測定

參照Guo Qiyuan等[15]的方法并進(jìn)行改進(jìn)。稱取0.2 g蛋白樣品于離心管中，記總質(zhì)量為m1。加入4 g蒸餾水，搖勻，在室溫下靜置5 h。5000 r/min離心10 min，去除多余的水分，記總質(zhì)量為m2。蛋白持水性按式（3）計(jì)算：

稱取0.2 g蛋白樣品于離心管中，記總質(zhì)量為M1。加入4 g大豆油，搖勻，在室溫下靜置5 h。4000 r/min離心20 min，棄去多余的油，記總質(zhì)量為M2。蛋白持油性按式（4）計(jì)算：

1.3.11 乳化性和乳化穩(wěn)定性測定

參照Wang Yingying等[16]的方法并進(jìn)行改進(jìn)。取15 mL 1 mg/mL樣品溶液與5 mL大豆油混合加入到離心管中，用均質(zhì)機(jī)在10000 r/min轉(zhuǎn)速條件下均質(zhì)2 min，取15 μL蛋白-大豆油乳化液，向其中加入4 mL 0.1%的十二烷基硫酸鈉溶液，在500 nm波長處測定吸光度，記為A0。乳化液靜置10 min后采用相同的方式測定吸光度，記為A10。乳化性和乳化穩(wěn)定性分別按式（5）、（6）計(jì)算：

式中：ρ為樣品質(zhì)量濃度/（g/mL）；φ為大豆油占比（0.25）；D為稀釋倍數(shù)。

1.3.12 起泡性和泡沫穩(wěn)定性測定

參照Liu Fenfang等[17]的方法并進(jìn)行改進(jìn)。制備0.1 g/mL的蛋白溶液，取1 mL溶液滴入30 mL磷酸鹽緩沖液（pH 7.2、0.01 mol/L）中，使用高速均質(zhì)機(jī)10000 r/min均質(zhì)2 min，均質(zhì)后測量液面體積，記為V0，靜置20 min，再次測量液面體積記為V20。起泡性和泡沫穩(wěn)定性分別按式（7）、（8）計(jì)算：

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

本研究采用SPSS 23.0和Orgin 8.5軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 傅里葉變換紅外光譜分析

傅里葉變換紅外光譜是分子振動光譜，能夠比較準(zhǔn)確地分析出蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構(gòu)相對含量，1700～1600 cm-1波長處為酰胺I帶通常用來分析蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，該類譜峰主要?dú)w屬于C＝O鍵伸縮振動及肽鍵的C—N伸縮振動，二者之間可形成氫鍵[18-20]，二級結(jié)構(gòu)相對含量的變化可表明包括氫鍵在內(nèi)維系蛋白二級結(jié)構(gòu)的作用力發(fā)生改變。從圖1A可知，靜磁場輔助發(fā)酵前后蛋白的紅外光譜圖基本一致，這表明處理前后蛋白主體結(jié)構(gòu)較為完整，并未發(fā)生變化，這與李楠研究結(jié)果[21]一致。

圖1 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的傅里葉變換紅外光譜圖（A）及二級結(jié)構(gòu)（B）Fig.1 FTIR spectra (A) and secondary structure (B) of fermentation products under different conditions

由圖1B可知，靜磁場輔助發(fā)酵對產(chǎn)物蛋白的二級結(jié)構(gòu)存在一定的影響。在第3、4、5、6、7天時，與普通發(fā)酵相比，靜磁場輔助發(fā)酵條件下β-折疊相對含量分別降至24.16%、24.15%、23.93%、23.60%、22.98%，無規(guī)卷曲相對含量分別增加至40.68%、43.00%、41.65%、41.27%、44.80%，這可能是由于靜磁場輔助發(fā)酵使維系該結(jié)構(gòu)的部分氫鍵斷裂，發(fā)生解折疊，蛋白結(jié)構(gòu)由緊密變得松散，產(chǎn)物蛋白的無序性增大，從而促使蛋白的二級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

2.2 紫外吸收光譜分析

紫外光譜掃描可以直接反映蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及化學(xué)變化[22]。如圖2所示，蛋白溶液在276～283 nm波長范圍內(nèi)出現(xiàn)紫外吸收峰，這是因?yàn)樯彼岷屠野彼岬奶卣魑辗逶?80 nm波長附近[23]。有研究報(bào)道，蛋白分子的構(gòu)象會影響吸光度大小[24]，經(jīng)靜磁場處理后產(chǎn)物蛋白紫外吸收值明顯增大，最大吸收峰發(fā)生了紅移，原因可能是靜磁場可以使蛋白結(jié)構(gòu)更加舒展，色氨酸和酪氨酸殘基暴露于蛋白質(zhì)分子表面。同樣，羅娟研究表明，超聲波輔助發(fā)酵可以增加可溶性蛋白的紫外吸收峰強(qiáng)度，并使最大吸收峰發(fā)生紅移[25]。

圖2 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的紫外吸收光譜圖Fig.2 UV absorption spectra of fermentation products under different conditions

2.3 內(nèi)源熒光光譜分析

內(nèi)源熒光光譜可通過微環(huán)境極性變化對熒光氨基酸的影響情況反映蛋白質(zhì)的三級構(gòu)象[26]。蛋白質(zhì)分子中的熒光強(qiáng)度：色氨酸（Trp）＞酪氨酸（Tyr）＞苯丙氨酸（Phe）殘基，其中，色氨酸的峰值位于348 nm波長附近[27]。有研究表明，蛋白質(zhì)激發(fā)熒光強(qiáng)度或者發(fā)射波長均會因蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的改變從而發(fā)生改變[28-29]。圖3為靜磁場輔助發(fā)酵前后產(chǎn)物蛋白熒光光譜的變化情況，在280 nm的激發(fā)波長條件下，其產(chǎn)物蛋白的最高熒光強(qiáng)度出現(xiàn)在345 nm波長附近，表明Trp殘基所發(fā)射的光譜在產(chǎn)物蛋白熒光光譜中占最大比例。由圖3可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)靜磁場處理后，所有靜磁場輔助發(fā)酵相較于普通發(fā)酵來說，熒光光譜的峰形沒有發(fā)生改變，熒光強(qiáng)度有不同程度的升高，最大吸收波長發(fā)生紅移現(xiàn)象，這可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子展開，Trp殘基暴露于表面，這與上述紫外吸收強(qiáng)度的變化結(jié)果一致。此外，Zhao Chengbin[23]和Ye Lin[30]等研究表明，蛋白質(zhì)過度氧化會形成聚集體，迫使熒光氨基酸重新嵌入分子內(nèi)部的疏水環(huán)境中，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度降低。

圖3 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的內(nèi)源熒光光譜圖Fig.3 Intrinsic fluorescence spectra of fermentation products under different conditions

2.4 掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果

如圖4所示，經(jīng)靜磁場輔助發(fā)酵后，樣品表面更加粗糙，出現(xiàn)一些孔洞，比表面積增大。這說明經(jīng)過靜磁場處理能更大程度地破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使原本的結(jié)構(gòu)變得更加疏松多孔。這種疏松多孔的結(jié)構(gòu)可以導(dǎo)致大量的疏水性氨基酸能夠釋放，從而提高蛋白質(zhì)的理化特性[31]。張明珠等[32]報(bào)道了超聲波法和超聲輔助α-淀粉酶法可使玉米醇溶蛋白微觀結(jié)構(gòu)變得更加松散，表面出現(xiàn)孔洞。趙飛[33]報(bào)道了高壓均質(zhì)處理可使大豆蛋白質(zhì)球狀致密結(jié)構(gòu)遭到破壞，產(chǎn)生不同形狀和大小的塊狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)地變得疏松。本研究也表現(xiàn)出類似的變化及相關(guān)特征。

圖4 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的掃描電子顯微鏡圖Fig.4 SEM images of fermentation products under different conditions

2.5 熱穩(wěn)定性分析

差示掃描量熱儀是在研究物質(zhì)的性質(zhì)時依據(jù)溫度變化來確定其熱穩(wěn)定性的一種分析儀器[34]。研究表明，蛋白質(zhì)的熱變性與其空間結(jié)構(gòu)的改變有密切關(guān)系，空間構(gòu)象的變化會對蛋白質(zhì)的理化特性產(chǎn)生影響[35]。由圖5可以看出，靜磁場輔助發(fā)酵的產(chǎn)物蛋白變性溫度明顯升高，在發(fā)酵第3、4、5、6、7天時，分別上升至102.61、106.25、108.68、113.04、115.77 ℃，說明產(chǎn)物蛋白的熱穩(wěn)定性不僅與發(fā)酵時間有關(guān)，還與靜磁場處理有關(guān)。通過傅里葉變換紅外光譜分析結(jié)果得出，這一現(xiàn)象可能是蛋白質(zhì)在加熱時，分子內(nèi)的氫鍵斷裂，導(dǎo)致蛋白質(zhì)多肽鏈伸展開，而分子伸展過程需要吸收一定的熱能。

圖5 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的熱穩(wěn)定性圖譜Fig.5 Differential scanning calorimetric patterns of fermentation products under different conditions

2.6 粒徑與Zeta電位分析

產(chǎn)物蛋白中的微粒大小會影響溶液的穩(wěn)定性，可以直觀地表現(xiàn)出蛋白質(zhì)的聚集程度，影響蛋白質(zhì)的功能特性[36]。如圖6A所示，總體來看粒徑大小呈現(xiàn)下降趨勢，在第7天時普通發(fā)酵和靜磁場輔助發(fā)酵粒徑分別為291.83 nm和289.07 nm。說明隨著發(fā)酵時間的延長以及靜磁場處理能夠使蛋白分子結(jié)構(gòu)的展開，使平均粒徑減小，這與上述研究結(jié)果一致。

圖6 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的粒徑（A）和Zeta電位（B）Fig.6 Particle size (A) and zeta potential (B) of fermentation products under different conditions

Zeta電位反映溶液微粒表面的帶電性質(zhì)，能夠反映出體系的穩(wěn)定性。Zeta電位的絕對值越大，粒子間靜電作用力越強(qiáng)，其在溶液中的分散穩(wěn)定性越好[37]。如圖6B所示，產(chǎn)物蛋白帶有負(fù)電荷，其絕對值呈現(xiàn)增加的趨勢，這說明靜磁場處理可以破壞蛋白結(jié)構(gòu)，增大Zeta電位絕對值，從而減少顆粒的聚集，使溶液更加穩(wěn)定，普通發(fā)酵和靜磁場輔助發(fā)酵的Zeta電位在第7天時為最低點(diǎn)，分別為-15.04 mV和-15.21 mV。

2.7 游離巰基及二硫鍵測定結(jié)果

蛋白質(zhì)中含有游離巰基和二硫鍵并且對其結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)起著重要作用，一定的外界作用會使蛋白結(jié)構(gòu)展開引起巰基的變化和二硫鍵的斷裂，疏基與二硫鍵之間相互轉(zhuǎn)換從而影響蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)[38-39]。如圖7所示，產(chǎn)物蛋白的巰基和二硫鍵含量發(fā)生明顯變化，說明在發(fā)酵過程中存在巰基-二硫鍵交換反應(yīng)。整體來看，游離巰基含量呈現(xiàn)上升趨勢，二硫鍵含量呈現(xiàn)下降趨勢。靜磁場輔助發(fā)酵在第7天時游離巰基含量最高，為16.46 μmol/g，相比于普通發(fā)酵提高了18.05%，此時，二硫鍵含量最低，為10.13 μmol/g，相比于普通發(fā)酵降低了12.48%。說明蛋白分子中的部分亞基解離，二硫鍵斷裂生成巰基，或靜磁場輔助發(fā)酵加速了蛋白內(nèi)部結(jié)構(gòu)展開，導(dǎo)致內(nèi)部巰基暴露量增加[35]。

圖7 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的游離巰基（A）和二硫鍵（B）含量Fig.7 Contents of free sulfhydryl groups (A) and disulfide bonds (B)of fermentation products under different conditions

2.8 持水性和持油性測定結(jié)果

如圖8所示，與普通發(fā)酵相比，在靜磁場輔助發(fā)酵期間持水性和持油性更高，這是由于靜磁場處理后，蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)更疏展，表面出現(xiàn)大量孔洞，親水親油基團(tuán)暴露，有利于增強(qiáng)持水及持油能力[40]。同時，紫外吸收光譜、熒光光譜及掃描電子顯微鏡分析結(jié)果也驗(yàn)證了這一現(xiàn)象。隨著發(fā)酵時間的延長，持水性和持油性均呈現(xiàn)上升的趨勢，這可能是由于發(fā)酵過程中蛋白的理化性質(zhì)受氨基酸序列、蛋白結(jié)構(gòu)及蛋白形態(tài)等因素的影響[25]。在第7天時普通發(fā)酵和靜磁場輔助發(fā)酵持水性與持油性達(dá)到最大值，持水性分別為3.30 g/g和3.86 g/g，持油性分別為4.15 g/g和4.22 g/g。綜上，靜磁場輔助發(fā)酵能夠更好地改善產(chǎn)物蛋白的持水性和持油性，為食品的加工和品控方面提供了新思路。

圖8 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的持水性（A）和持油性（B）Fig.8 Water-holding capacity (A) and oil-holding capacity (B) of fermentation products under different conditions

2.9 乳化性和乳化穩(wěn)定性測定結(jié)果

蛋白質(zhì)具有乳化活性，主要表現(xiàn)為可以迅速地吸附到界面并展開，同時到達(dá)界面后可以與相鄰的分子形成膜[41-42]。如圖9所示，整體來看，產(chǎn)物蛋白乳化性呈現(xiàn)上升趨勢，乳化穩(wěn)定性呈現(xiàn)下降趨勢。在第7天時普通發(fā)酵和靜磁場輔助發(fā)酵乳化性達(dá)到最高值，分別為25.03 m2/g和26.83 m2/g，乳化穩(wěn)定性降低至最小值，分別為35.94%和34.10%。這可能歸因于靜磁場處理使其結(jié)構(gòu)松散，極性基團(tuán)使其親水性和親油性增加，雙親性逐漸到達(dá)一定的平衡狀態(tài)，從而乳化性增大；而靜磁場處理使肽鏈長度變短，可吸附的蛋白數(shù)量變少，導(dǎo)致界面膜的厚度和強(qiáng)度均下降，從而乳化穩(wěn)定性降低[43-44]。

圖9 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的乳化性（A）和乳化穩(wěn)定性（B）Fig.9 Emulsifying capacity (A) and emulsion stability (B) of fermentation products under different conditions

2.10 起泡性和泡沫穩(wěn)定性測定結(jié)果

有研究表明，影響蛋白質(zhì)起泡性的主要因素有分子兩親性、濃度、極性基團(tuán)和帶電基團(tuán)的分布[45]。如圖10所示，產(chǎn)物蛋白的起泡性和泡沫穩(wěn)定性隨發(fā)酵時間的延長呈現(xiàn)上升的趨勢，在第7天時，普通發(fā)酵和靜磁場輔助發(fā)酵起泡性分別為28%和37.67%，泡沫穩(wěn)定性分別為48.03%和58.12%。這可能與極性基團(tuán)有關(guān)，也可能由于發(fā)酵時間的延長使產(chǎn)物蛋白中部分肽鏈在界面上伸展開，通過分子間或分子內(nèi)的肽鏈之間的相互作用形成一個保護(hù)網(wǎng)使界面膜得以加強(qiáng)，從而促進(jìn)泡沫的形成和穩(wěn)定[46]。

圖10 不同條件下發(fā)酵產(chǎn)物蛋白的起泡性（A）和泡沫穩(wěn)定性（B）Fig.10 Foaming capacity (A) and foam stability (B) of fermentation products under different conditions

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用靜磁場輔助蜜環(huán)菌發(fā)酵玉米醇溶蛋白，并對其產(chǎn)物蛋白的結(jié)構(gòu)和理化特性進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜磁場輔助發(fā)酵能夠改變產(chǎn)物蛋白的結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)物蛋白內(nèi)部氫鍵斷裂，發(fā)生解折疊，無序性增大，蛋白分子結(jié)構(gòu)舒展、基團(tuán)暴露，表面粗糙多孔，擁有更高的熱穩(wěn)定性，且使粒徑減小，Zeta電位絕對值增大，游離巰基含量呈現(xiàn)上升趨勢，二硫鍵含量呈現(xiàn)下降趨勢，產(chǎn)物蛋白結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)而改善其理化特性，與普通發(fā)酵相比，經(jīng)靜磁場輔助發(fā)酵后的產(chǎn)物蛋白擁有更好的理化特性，其持水性、持油性、乳化性、起泡性和泡沫穩(wěn)定性均明顯升高，乳化穩(wěn)定性明顯降低。綜上可說明靜磁場輔助蜜環(huán)菌發(fā)酵可以改變產(chǎn)物蛋白的結(jié)構(gòu)，并有效改善其理化特性，本實(shí)驗(yàn)為復(fù)合改性玉米醇溶蛋白提供了一定的參考，為拓寬玉米醇溶蛋白的應(yīng)用領(lǐng)域提供了理論依據(jù)。未來可進(jìn)一步開展更深層次的機(jī)理研究。