小麦面筋蛋白酶解物的制备及其功能性质研究

程中以 0.1 mol·L-1 的 NaOH 溶液维持溶液 pH 恒定， 采用 pH-Stat 法和 TCA 法测定水解度的变化。反应完 毕后，酶解液于 95℃水浴灭酶活 10 min。而后用冰水 浴迅速冷却，冷冻离心（10 000 r/min，4℃，20 min） 得上清液，冷冻干燥得到产品。 1.2.2 水解度（DH）的计算 蛋白质的水解度是指 蛋白质水解反应过程中被裂开的肽键的百分数。
在中性和碱性的条件下采用 pH-Stat 法[14]，具体 如下：
DH
=
B× Nb
×1 α
×
1 MP
×
1 htot
×100%
(1)
其中，B 为碱液体积（ml）；Nb 为碱液的当量浓度； α 为 α-氨基的解离度；Mp 为底物中蛋白质的总量（g）； htot 为底物中蛋白质的肽键总数（毫克当量/每克蛋白 质），对小麦面筋蛋白，htot=8.38。
收稿日期：2005-08-17；接受日期：2005-11-29 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金(2004028500)资助 作者简介：孔祥珍（1980-），女，山西祁县人，博士研究生，研究方向为食品资源的利用与转化。Tel: 0510-85869382; E-mail: janniakxz@
（1）溶解度的测定方法 采用福林酚试剂法[16]。 分别称取 0.50 g 不同 DH 的 AWGHs 于 50 ml 不同 pH （2～12）的溶液中，磁力搅拌 30 min，在 10 000 r/min 下离心 15 min，采用福林酚法测其溶解度。见公式（4）。
酶解液中10%TCA可溶性氮 − 酶解前样品中10%TCA可溶性氮
关键词：小麦面筋蛋白；酶法水解；碱性蛋白酶；功能性质
Enzymatic Preparation and Functional Properties of Wheat Gluten Hydrolysates
KONG Xiang-zhen 1, 2, ZHOU Hui-ming 1, 2, QIAN Hai-feng 1
solubilityprofilesdifferentdh不同蛋白酶水解面筋蛋白的蛋白质回收率及酶解物的蛋白质含量tableproteinrecoveryfromwheatglutenproteincontentdifferentwghs面筋蛋白酶解物wghs蛋白质含量proteincontent蛋白质回收率proteinrecovery碱性蛋白酶alcalase24l胰蛋白酶ptn60spancreatin7970738090287830518020168133013425006853290426158037表中所得值为平均值标准偏差valuesstandarderrorduplicates22面筋蛋白alcalase酶解物awghs的功能性质研究221溶解性随着面筋蛋白酶解程度的加大酶解物的溶解性在ph211范围内显著提高图原始蛋白质相比蛋白质酶解物的溶解性显著增大这主要是由于awghs是对经过酶解的小麦面筋蛋白灭酶冷冻离心收集上清液再经冷冻干燥而制得的一些不溶性的成分经过离心已经去除
Key words: Wheat gluten; Enzymatic hydrolysis; Alcalase; Functional property
0 引言
【本研究的重要意义】小麦面筋蛋白是小麦淀粉 生产的副产品，目前主要应用于面粉、食品与饲料工 业中。随着其产量的日益增大，研究开发面筋蛋白的
新用途势在必行。【前人研究进展】大量研究者采用 蛋白酶对不同蛋白质进行水解，以期改善其功能性质。 经蛋白酶作用后的酶解物，其分子大小大大降低，酶 解伴随着蛋白质分子发生重要的结构重排，从而使得 一些原先包埋在蛋白质分子内部的疏水性区域暴露到
594
中国农业科学
39 卷
水相溶剂中[1]。因此，酶解物的功能性质和生物特性 与原蛋白质有着很大差别。目前采用蛋白酶对小麦面 筋蛋白的作用主要有 3 个目的。首先是把面筋蛋白的 理化性质与其功能性质相关联。有研究者对酶法增溶 面筋蛋白进行了大量研究[2]，面筋蛋白的溶解性直接 影响着其起泡和乳化特性[3,4]；其次是酶解面筋蛋白以 期获得生物活性肽（如阿片肽和抗氧化肽等）[5～8]； 最后是通过对蛋白质不同组分的酶法水解获得肽段的 比较研究来获得蛋白质结构或基因方面的信息[9～13]。 由于面筋蛋白的水不溶性及其分子组成复杂，要达到 上述几方面的目的，酶法水解面筋蛋白还需要深入研 究。【本研究切入点】采用 4 种蛋白酶对小麦面筋蛋 白进行酶法水解制备面筋蛋白酶解物，并对蛋白质回 收率及其功能性质进行研究，以期为面筋蛋白的深度 开发提供理论依据。【拟解决的关键问题】比较研究 不同蛋白酶对面筋蛋白的水解作用，筛选出一种水解 效率高的蛋白酶，并对采用该酶制备的不同水解度的 酶解物的功能特性进行研究。
（4）
3期
孔祥珍等：小麦面筋蛋白酶解物的制备及其功能性质研究
595
其中 W 为 AWGHs 样品的称样量，0.50 g。 （2）乳化性及乳化稳定性的测定方法 采用浊度
法[17]。称取样品 0.0420 g 于搅拌器中，加入 21 ml 蒸 馏水和 9 ml 食用油脂，室温下于 12 000 r/min 下均质 1 min，分别在静置 0、1、2、3、5、15 和 30 min 后 从容器底部取 0.05 ml 乳状液到标号分别为 1、2、3、 4、5、6 和 7 的试管中，用 5 ml 0.1%SDS 溶液稀释， 在 721 型分光光度计上 500 nm 处测光吸收值，另外在 0 号试管中加入 0.05 ml 蒸馏水以调整仪器零点。其中 以 1 号试管测出的 OD 值表示其乳化性，以 1 号试管 和 7 号试管 OD 值的差值来表示其相对乳化稳定a Agricultura Sinica
小麦面筋蛋白酶解物的制备及其功能性质研究
孔祥珍 1，2，周惠明 1，2，钱海峰 1
（1 江南大学食品学院，无锡 214036；2 江南大学食品科学与安全教育部重点实验室，无锡 214036）
摘要：【目的】面筋蛋白的水不溶性极大地限制了其在食品中的广泛应用。为此，对小麦面筋蛋白进行酶法 水解来提高其溶解性及其它功能性质，从而拓宽面筋蛋白的应用范围。【方法】分别采用胰蛋白酶、胃酶、胰酶和 碱性蛋白酶对小麦面筋蛋白进行酶解，并对其蛋白质回收率和水解进程以及酶解物的功能性质进行比较研究。【结 果】4 种蛋白酶水解面筋蛋白，其蛋白质回收率变化范围为 42.50%～81.33%，Alcalase 能够有效水解面筋蛋白， 其蛋白质回收率最高为 81.33％。与面筋蛋白相比，在 pH 2～12 范围内，不同水解度的 AWGHs，其溶解性均大大 提高（＞60％）；较低 DH（5％）的乳化和起泡性能相对较好。【结论】Alcalase 能够有效水解面筋蛋白，DH 5％ 的 AWGH 具有良好的乳化和起泡特性，然而随着水解的进一步进行，面筋蛋白的过度水解使得乳化和起泡性能均有 明显下降趋势。
(1School of Food Science and Technology, Southern Yangtze University, Wuxi 214036; 2Key Laboratory of Food Science and Safety, Ministry of Education, Southern Yangtze University, Wuxi 214036)
1 材料与方法
1.1 材料 谷朊粉（蛋白质含量为 80.77%）由河南省莲花味
精有限公司提供。碱性蛋白酶 Alcalase 2.4L（EC 3.4.21.62, 2.4 AU/g）、胰蛋白酶（PTN 6.0S，EC 3.4.21.4, 1350 usp-u/mg）：无锡诺维信酶制剂公司；胃酶（EC 3.4.4.1, 3140 BP.units/g）、胰酶（pancreatin，146 usp-u /mg）：四川德阳市生化制品有限公司；其它试剂均 为分析纯。 1.2 试验方法 1.2.1 小麦面筋蛋白的酶法水解工艺 称取一定量的 小麦面筋蛋白，边搅拌边加入一定量的水中，形成一 定底物浓度（5%）的分散悬浮液，搅拌 30 min，并调 温度至所需值（随所采用的酶进行调整，具体如表 1 所示），同时用 1 mol·L-1 的 NaOH 溶液调节 pH 至所 需值（随所采用的酶进行调整，具体如表 1）。然后 加入一定量（E/S=1/100）的酶进行水解反应，反应过
在酸性条件下，如胃蛋白酶水解的 DH 的测定采 用三氯乙酸（TCA）法[15]。取酶解液 10 ml，加入 10 ml 20%TCA 溶液，混合振荡均匀，静置 30 min，离心(3 000 r/min) 30 min，取上清液，蛋白质总氮和上清液中可 溶性氮由半微量凯氏定氮法测得[16]。见公式（2）。 1.2.3 不同蛋白酶酶解的蛋白质回收率的测定 其 中，粗蛋白的含量测定采用半微量凯氏定氮法，N% 表示测出的蛋白含氮量。见公式（3）。 1.2.4 Alcalase 水解制备不同 DH 的面筋蛋白酶解物 （AWGHs） 当 Alcalase 水解面筋蛋白至不同 DH 时 （5%、10%、15%），调节 pH 至中性（pH7），95℃ 水浴灭酶活 10 min。而后用冰水浴迅速冷却，冷冻离 心得上清液，冷冻干燥得到产品（AWGHs），于-20 ℃保存备用。 1.2.5 小麦面筋蛋白碱性蛋白酶酶解物（AWGHs） 的功能性质测定
Abstract：【Objective】The water-insolublity of gluten is one of the major limitations for its more extensive use in food processing. To extend its applications, wheat gluten was enzymatically hydrolyzed to improve its solubility and other functionalities. 【Method】Wheat gluten was enzymatically hydrolyzed by several commercially available proteases (pancreatin trypsin 6.0S, porcine pepsin, pancreatin and Alcalase 2.4L). The protein recovery and hydrolytic efficiency of hydrolysis with those proteases were compared and the functionalities of the hydrolysates were determined.【Result】The protein recovery varied from 42.50% to 81.33%. Alcalase served best for the preparation of wheat gluten hydrolysates (WGHs). Thus, Alcalase-assisted hydrolysates of wheat gluten (AWGHs) with different degrees of hydrolysis (DH 5.0%, 10.0% and 15.0%) were further assessed for their functionalities. All the products had excellent solubility (>60%) over a pH range of 2-12. And the emulsifying and foaming properties of AWGH with relatively low DH (5.0%) were remarkably higher compared to the original gluten.【Conclusion】Alcalase served best for the hydrolysis of wheat gluten. AWGH of DH 5% having better foaming and emulsifying properties. Extensive hydrolysis of gluten resulted in remarkable reduction in emulsifying, foaming capacity and stability.
DH =
× 100%
酶解前样品中的蛋白质总氮
蛋白质的回收率（%）=
面筋蛋白酶解物上清液的蛋白质含量（ N
%×
5.7） × 100%
酶解反应起始时的蛋白质含量
（2） （3）
溶解度（%）＝ 蛋白质含量（μg·ml− 1）× 上清液体积（ml）× 10-6 × 稀释倍数 × 100% W × 样品中粗蛋白质含量（ 湿基%）