[發(fā)明專利]一種抑制蛋白在水溶液中聚集并物性修飾的方法及產(chǎn)物和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102499320A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊軍茹;張曦;楊曉泉
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: A23J3/00
• 分類號: A23J3/00;A23L2/66;A23L1/314
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于食品領(lǐng)域，涉及蛋白的物性修飾，特別涉及一種新型的抑制蛋白聚集的方法，以及這些修飾蛋白在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)廣泛存在于動植物中，其具有的營養(yǎng)特性和功能特性(乳化性、起泡性、持水性等)使其在食品工業(yè)以及醫(yī)藥保健、飼料行業(yè)均得到了廣泛的應(yīng)用，其不僅對食品在制造、加工或保藏中的物理化學(xué)性質(zhì)起著重要的作用，還可以有效的提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價值。但天然植物蛋白具有高疏水性，在某些食品體系中的應(yīng)用受到限制，因而需要對蛋白進(jìn)行物性修飾來提高其功能特性，擴大其應(yīng)用領(lǐng)域。

在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域，已經(jīng)對蛋白質(zhì)聚集和影響蛋白質(zhì)聚集的因素有了廣泛的研究，如高溫(熱處理)、高鹽或低酸等因素常常誘發(fā)蛋白質(zhì)聚集。這是因為蛋白分子的一些反應(yīng)基團在水溶液中由于分子內(nèi)作用力以及疏水相互作用被包埋于結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，而熱處理能使其從分子內(nèi)部轉(zhuǎn)移到分子表面，從而因疏水相互作用等誘發(fā)蛋白聚集。但是熱處理又是蛋白制品加工過程中不可避免的單元操作，如熱殺菌、噴霧干燥等。因此目前如何控制蛋白質(zhì)在熱處理過程中或高鹽、低酸性條件下的聚集行為成為蛋白質(zhì)領(lǐng)域的研究難點。近幾年有文獻(xiàn)報道蛋白質(zhì)的聚集和許多有害基因疾病的關(guān)系，說明探討蛋白質(zhì)聚集行為的控制不僅在食品領(lǐng)域，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域同樣具有非常重要的理論和實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種新型的抑制蛋白在水溶液中聚集的方法，同時得到一種功能性良好的蛋白物性修飾產(chǎn)物，使其兼具蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)和糖的穩(wěn)定作用，以作為食品添加劑應(yīng)用于食品生產(chǎn)中。本發(fā)明模擬生命科學(xué)領(lǐng)域的大分子擁擠體系，將多糖和蛋白質(zhì)處于加入高分子惰性擁擠試劑聚乙二醇的大分子擁擠環(huán)境中，體系中的擁擠試劑為多糖和惰性高聚物聚乙二醇，蛋白能夠處于少聚集的反應(yīng)狀態(tài)，同時對蛋白進(jìn)行物性修飾，以改善蛋白功能特性，擴大其應(yīng)用范圍。該法具有操作方便、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，方法具有良好的工業(yè)化、規(guī)模化的應(yīng)用前景及有利于食品及醫(yī)用放大生產(chǎn)，其對于擴展蛋白的應(yīng)用空間具有相當(dāng)重要的實際意義。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種抑制蛋白在水溶液中聚集并物性修飾的方法，包括以下步驟：

(1)將蛋白用緩沖液溶解，蛋白的質(zhì)量份數(shù)為1～10份，緩沖溶液是pH6.0～8.0的0.01M～0.2M的任意緩沖鹽體系；

(2)將大分子擁擠試劑加入步驟(1)的溶液中混勻，在60～95℃的恒溫磁力攪拌器中攪拌4～30h后，冰浴迅速冷卻至室溫；所述大分子擁擠試劑為包括多糖和惰性擁擠試劑聚乙二醇在內(nèi)的大分子物質(zhì)的混合物；

(3)將步驟(2)得到的產(chǎn)物離心，除去不溶物；

(4)將步驟(3)得到的產(chǎn)物透析以除去惰性擁擠試劑聚乙二醇及其它小分子物質(zhì)，得到少聚集的蛋白物性修飾產(chǎn)物。

優(yōu)選地，步驟(2)所述大分子擁擠試劑的總質(zhì)量份數(shù)為10～40份，多糖與聚乙二醇的質(zhì)量比為1∶1～1∶3。

優(yōu)選地，步驟(1)所述蛋白為大豆7S球蛋白、大豆分離蛋白、乳清蛋白、β-乳球蛋白或牛血清白蛋白BSA。

優(yōu)選地，步驟(2)所述多糖為葡聚糖、卡拉膠、瓜爾豆膠和可溶性淀粉中的一種或一種以上。

優(yōu)選地，步驟(2)所述惰性擁擠試劑聚乙二醇為PEG2000、PEG3000、PEG3350或PEG4000。

優(yōu)選地，步驟(3)所述離心速度為3000～5000rpm，離心時間為20～30min。

優(yōu)選地，步驟(4)所述透析溫度為4℃，時間為24～48h。

本發(fā)明所述的方法來抑制蛋白質(zhì)的聚集，同時對蛋白質(zhì)進(jìn)行物性修飾。所述的蛋白產(chǎn)物明顯抑制了蛋白宏觀聚集體的形成，是一種有效的蛋白質(zhì)去聚集方法，且產(chǎn)物水溶性、乳化性、起泡性等功能性質(zhì)有很大的提高。能用于制備改性蛋白、食品添加劑或醫(yī)藥行業(yè)中，尤其是產(chǎn)物經(jīng)純化后作為可溶性的蛋白添加劑應(yīng)用于酸性運動型飲料中或者作為新型乳化劑應(yīng)用于肉制品中。

本發(fā)明原理如下：

本發(fā)明采用“大分子擁擠環(huán)境”作為生成蛋白物性修飾產(chǎn)物的反應(yīng)體系，通過將生命科學(xué)領(lǐng)域中擁擠理論對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的科學(xué)現(xiàn)象進(jìn)一步應(yīng)用于修飾蛋白的制備，當(dāng)體系中存在有高濃度的生物大分子時，大分子之間的反應(yīng)遵循分子排斥容積理論，促進(jìn)反應(yīng)向溶質(zhì)總體積減小的方向，即朝結(jié)合方向移動；另外，大分子擁擠環(huán)境下蛋白分子構(gòu)型趨于穩(wěn)定，蛋白變性程度以及聚合程度將會減輕。大分子擁擠環(huán)境能夠使蛋白分子在水溶液中處于非聚集或者較少聚集的反應(yīng)狀態(tài)。