專利名稱：一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法
技術領域：
本發(fā)明屬于食品領域，特別涉及一種蛋白質的糖基化接枝改性方法，具 體是指一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法。
背景技術：
蛋白質的糖基化是對蛋白質翻譯后的修飾，是在蛋白質肽鏈上通過共價
鍵的形式和糖鏈連接。在食品中蛋白質糖基化的主要方法是基于maillard反 應機理的非酶糖基化。蛋白質糖基化的作用有改變蛋白質功能特性，增加 水溶性，影響生物活性如免疫、細胞識別、信號傳導以及病毒浸入等方面。 通過對大豆蛋白進行糖基化接枝改性，可以獲得溶解性、熱穩(wěn)定性、乳化性、 抗菌性、抗氧化性等功能性提高的產(chǎn)物，據(jù)此性質可以將其用于食品、保健 品、醫(yī)藥載體等領域，拓展大豆蛋白的應用領域。
國內(nèi)外研究顯示，蛋白質和糖進行接枝反應的方法主要有兩種干熱法 和濕熱法。(1)干熱法是將蛋白質和糖按照一定的比例溶解于緩沖液中，分 散均勻后進行冷凍干燥，然后凍干好的樣品在50 6(TC的溫度下和相對濕度 (用飽和KBr維持在79%或飽和KI維持在65%的相對濕度)下進行非酶糖 基化反應，降低溫度就可抑制反應的進行。干熱法多用于多糖和蛋白質的接 枝反應，接枝物功能特性較好，但是反應時間較長，對反應條件的控制較為 嚴格，并且在反應過程中很難進行過程化控制，這給糖基化產(chǎn)物的工業(yè)化生 產(chǎn)帶來了一定難度；(2)濕熱法是在溶液的條件下加熱進行， 一般用于蛋白 質與單糖或雙糖的接枝反應。盡管濕熱法比干熱法反應時間短，但多被用于
4蛋白質與小分子糖之間的接枝反應，還需要進一步進行研究以實現(xiàn)其工業(yè)化
的可行性；(3)其他方法。 一些改進的接枝方法中所利用的微波、有機溶劑、 超聲波及高靜壓對于實現(xiàn)工業(yè)化、規(guī)?；纳a(chǎn)實踐都有一定難度。因此， 研究一種即結合干熱法和濕熱法優(yōu)點，同時又實現(xiàn)工業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)的接 枝方法，就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種大豆蛋 白的糖基化接枝改性方法；該方法克服了現(xiàn)有蛋白質和糖接枝方法難以實現(xiàn) 可控性及工業(yè)化的缺陷。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制備的糖基化大豆蛋白。 本發(fā)明的再一 目的在于提供上述糖基化大豆蛋白的應用。 本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn) 一種大豆蛋白的糖基化接枝改性 方法，包括以下操作步驟
(1) 將質量比為l: 1 1: 5的大豆蛋白和糖加入水中，調節(jié)pH值至 6 8，得到混合溶液，所述混合溶液中大豆蛋白與糖所占的質量百分比為 0.1% 10%;
(2) 將步驟(1)所得混合溶液在壓力為3 13MPa、溫度為80 140 t:的密閉容器中加熱0.5 4h，得到反應液；
(3) 將步驟(2)所得反應液冷卻至10 40°C，純化或者不純化，干燥，
得到糖基化大豆蛋白。
步驟.(l)所述大豆蛋白為7S球蛋白、IIS球蛋白、大 豆分離蛋白或脫 脂大豆粉。所述大豆蛋白優(yōu)選大豆分離蛋白和7S球蛋白。'
步驟(1)所述糖為單糖、雙糖和多糖中的一種或一種以上；所述調節(jié)pH值是采用磷酸鹽緩沖液進行調節(jié)。
所述單糖為葡萄糖、果糖或半乳糖；所述雙糖為乳糖；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。
步驟(3)所述純化是將反應液通過超濾進行純化；所述干燥是冷凍干 燥或噴霧干燥。
一種根據(jù)上述方法制備的糖基化大豆蛋白。
上述的糖基化大豆蛋白可應用于制備改性蛋白，、乳化劑或抗菌劑。 本發(fā)明也適用于其他可用于糖基化接枝改性的蛋白質，如乳清蛋白、酪 蛋白、小麥蛋白、花生蛋白等。
大豆蛋白和糖的糖基化接枝改性反應是基于蛋白質分子中氨基酸側鏈 的自由氨基和糖分子還原末端的羰基之間的羰氨反應，即Maillard反應機理 進行的。對于復雜的Maillard反應階段來說，具有功能特性的接枝產(chǎn)物一般 是形成在Maillard反應的初級階段末期或者中期，高級階段形成功能特性差 的棕黃色或黑色物質-類黑素，因此在反應過程中選用兩個檢測指標來反應 接枝程度接枝度和褐變程度。接枝度采用OPA法即鄰苯二甲醛方法測定 反應液中自由氨基的含量，反映出接枝改性的程度，其原理是依據(jù)OPA與蛋 白質中的自由氨基在P-巰基乙醇的存在下，生成的化合物在340nm處有吸 收，據(jù)此利用分光光度法可計算出反應液中的自由氨基含量，以反應接枝改 性的程度。 一般來說，接枝度在10~50%為宜。褐變程度利用反應產(chǎn)物在可 見區(qū)420nm處有吸收，顯示高級階段產(chǎn)物生成的齒度，以反映接枝改性的程 度。
本發(fā)明相對現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及有益效果(1)在本發(fā)明中， 大豆蛋白與糖的糖基化接枝改性，不需要任何化學試劑作為催化劑，僅在密 閉容器中壓力輔助加熱就可使反應進行，而且壓力輔助加熱法不僅加速了蛋 白質和糖的糖基化接枝反應，并且減少了功能特性較差的類黑素(Maillard反應的高級階段產(chǎn)物)的形成；經(jīng)接枝改性的蛋白質功能性如水溶性、乳化 性、抗菌性等有很大提高，并且反應速度較快，產(chǎn)物外觀色澤較好；(2)本 發(fā)明所用的反應裝置中，配備有攪拌槳，克服了現(xiàn)有方法中反應不均勻的缺 點，最大程度地使糖和蛋白質充分接觸；(3)與其他糖基化接枝改性方法相 比，本發(fā)明具有工業(yè)化、規(guī)?；膽们熬?。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不 限于此。
實施例l:
(1) 將質量比為1: 2的大豆分離蛋白和葡萄糖溶解于pH7.0的磷酸鹽 緩沖液中，得到混合溶液；所述大豆分離蛋白和葡萄糖所占的質量百分比濃 度為2%;
(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，利用氮 氣加壓至3Mpa，溫度上升到95'C，反應0.5小時后，得到反應液；
(3) 將步驟(2)所得反應液冷卻至40°C，純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用鄰苯二甲醛方法測定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根據(jù)反應 產(chǎn)物在可見區(qū)420nm處的吸收程度來判斷褐變程度。結果如表1所示。
對比實施例1
(1) 將質量比為1: 2的大豆分離蛋白和葡萄糖溶解于pH7.0的磷酸鹽 緩沖液中，得到混合溶液；所述大豆分離蛋白和葡萄糖所占的質量百分比濃 度為2%;
(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，不額外加壓，溫度上升到95"C，反應0.5小時后，得到反應液；
(3)將步驟(2)所得反應液冷卻至40°C，純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用鄰苯二甲醛方法測定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根據(jù)反應 產(chǎn)物在可見區(qū)420nm處的吸收程度來判斷褐變程度。結果如表1所示:' 表l實施例l和對比實施例l糖基化大豆蛋白的性能對比
大豆蛋白 實施例l 對比實施例l
_糖基化大豆蛋白_糖基化大豆蛋白
反應時間(h) 0 0.5 0.5
接枝度(％) 0 17.35 12.15
褐變程度(吸光值) 0.073 0.1 0.197
色澤 白色 淡黃 黃
從表1可以看出，本發(fā)明實施例1所得糖基化大豆蛋白接枝度高，褐變 程度小。
實施例2
(1) 將質量比為1: 1的大豆分離蛋白和葡聚糖(分子量67KD)溶解 于？117.2的磷酸鹽緩沖液中，得到混合溶液；所述大豆分離蛋白和葡萄糖所
占的質量百分比濃度為2.5%;
(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，利用氮 氣加壓至10Mpa，溫度上升到12(TC，反應1小時后，得到反應液；
(3) 將步驟(2)所得反應液冷卻至10°C,純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用鄰苯二甲醛方法測定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根據(jù)反應 產(chǎn)物在可見區(qū)420nm處的吸收程度來判斷褐變程度。結果如表2所示。對比實施例2
(1) 將質量比為1: 1的大豆分離蛋白和葡聚糖(分子量67KD)溶解 于口117.2的磷酸鹽緩沖液中，得到混合溶液；所述大豆分離蛋白和葡萄糖所 占的質量百分比濃度為2.5%;
(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，不額外 加壓，溫度上升到12(TC，反應1小時后，得到反應液；
(3) 將步驟(2)所得反應液冷卻至10°C，純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用鄰苯二甲醛方法測定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根據(jù)反應 產(chǎn)物在可見區(qū)420nm處的吸收程度來判斷褐變程度。結果如表2所示。 表2實施例2和對比實施例2糖基化大豆蛋白的性能對比
大豆蛋白 實施例2 對比實施例2
_糖基化大豆蛋白_糖基化大豆蛋白
反應時間(h) 0 1 1
接枝度(°/。) 0 26.35 19.25
褐變程度(吸光值) 0.092 0.312 0.401
色澤 白色 淡黃 黃
從表2可以看出，本發(fā)明實施例2所得糖基化大豆蛋白接枝度高，褐變 程度小。
實施例3
(l)將質量比為l: 1的大豆7S球蛋白(采用Nagano方法提取獲得) 和葡聚糖(分子量67KD)溶解于pH7.2的磷酸鹽緩沖液中，得到混合溶液; 所述大豆分離蛋白和葡萄糖所占的質量百分比濃度為0.4%;(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，利用氮 氣加壓至10Mpa，溫度上升到10(TC，反應4小時后，得到反應液；
(3) 將步驟(2)所得反應液冷卻至20°C，純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用鄰苯二甲醛方法測定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根據(jù)反應 產(chǎn)物在可見區(qū)420nrn處的吸收程度來判斷褐變程度。結果如表3所示。
比較實施例3
(1) 將質量比為l: 1的大豆7S球蛋白(采用Nagano方法提取獲得) 和葡聚糖(分子量67KD)溶解于pH7.2的磷酸鹽緩沖液中，得到混合溶液; 所述大豆分離蛋白和葡萄糖所占的質量百分比濃度為0.4%;
(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，不額外 加壓，溫度上升到10(TC，反應4小時后，得到反應液；
(3) 將步驟(2)所得反應液冷卻至20°C，純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用鄰苯二甲醛方法測定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根據(jù)反應 產(chǎn)物在可見區(qū)420nm處的吸收程度來判斷褐變程度。結果如表3所示。 表3實施例3和對比實施例3糖基化大豆蛋白的性能對比 ' 大豆蛋白 實施例2 對比實施例2
_糖基化大豆蛋白_糖基化大豆蛋白
反應時間(h) 0 4 4 接枝度(％) 0 28.29 22.39 褐變程度(吸光值) 0.0950.302 0.385 色澤__^_黃
從表3可以看出，本發(fā)明實施例3所得糖基化大豆蛋白接枝度高，褐變
10程度小。
實施例4
(1) 將質量比為1: 5的大豆11S球蛋白(采用Nagano方法提取獲得) 和果糖溶解于pH8的磷酸鹽緩沖液中，得到混合溶液；所述大豆分離蛋白和 果糖所占的質量百分比濃度為5%;
(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，利用氮 氣加壓至13Mpa，溫度上升到8(TC，反應3小時后，得到反應液；
(3) 將步驟(2)所得反應液冷卻至30°C，純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
實施例5
(1) 將質量比為1: 4的脫脂大豆粉和半乳糖溶解于pH6的磷酸鹽緩沖 液中，得到混合溶液；所述大豆分離蛋白和半乳糖所占的質量百分比濃度為 10%;
(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，利用氮 氣加壓至8Mpa，溫度上升到140'C，反應2小時后，得到反應液；
(3) 將步驟(2)所得反應液冷卻至40°C，純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
實施例6
(1) 將質量比為1: 3的脫脂大豆粉和半乳糖+乳糖溶解于pH6.5的磷 酸鹽緩沖液中，得到混合溶液；所述大豆分離蛋白和半乳糖所占的質量百分 比濃度為8%;
(2) 將步驟(1)所得混合液20ml置于密閉的壓力反應釜中，利用氮氣加壓至6Mpa，溫度上升到90。C，反應3小時后，得到反應液；
(3)將步驟(2)所得反應液冷卻至20°C，純化，凍干得糖基化大豆 蛋白成品。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、 修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于包括以下操作步驟(1)將質量比為1∶1～1∶5的大豆蛋白和糖加入水中，調節(jié)pH值至6～8，得到混合溶液，所述混合溶液中大豆蛋白與糖所占的質量百分比為0.1％～10％；(2)將步驟(1)所得混合溶液在壓力為3～13MPa，溫度為80～140℃的密閉容器中加熱0.5～4h，得到反應液；(3)將步驟(2)所得反應液冷卻至10～40℃，純化或者不純化，干燥，得到糖基化大豆蛋白。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于步驟(1)所述大豆蛋白為大豆分離蛋白或脫脂大豆粉；所述調節(jié)pH值是采用磷酸鹽緩沖液進行調節(jié)。
3、 根據(jù)權利要求2所述的一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于所述大豆分離蛋白為7S球蛋白和11S球蛋白。
4、 根據(jù)權利要求1所述的一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于步驟(1)所述糖為單糖、雙糖和多糖中的一種或一種以上。
5、 根據(jù)權利要求4所述的一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于所述單糖為葡萄糖、果糖或半乳糖；所述雙糖為乳糖；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。
6、 根據(jù)權利要求1所述的一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于步驟(3)所述純化是將反應液通過超濾進行純化；所述干燥是冷凍干燥或噴霧干燥。
7、 一種根據(jù)權利要求1 7任一項所述方法制備的糖基化大豆蛋白。
8、根據(jù)權利要求8所述的糖基化大豆蛋白應用于制備改性蛋白、乳化劑或抗菌劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大豆蛋白的糖基化接枝改性方法。該方法包括以下步驟(1)將質量比為1∶1～1∶5的大豆蛋白和糖加入水中，調節(jié)pH值至6～8，得到大豆蛋白與糖的質量百分比為0.1％～10％的混合溶液；(2)將混合溶液在壓力為3～13MPa、溫度為80～140℃的密閉容器中加熱0.5～4h，得到反應液；(3)將反應液冷卻至10～40℃，純化或者不純化，干燥，得到糖基化大豆蛋白。本發(fā)明方法反應速度較快，反應均勻，反應產(chǎn)物功能性質較好，并且該方法具有工業(yè)化、規(guī)?；膽脙r值。所得糖基化大豆蛋白功能性如水溶性、乳化性、抗菌性等有很大提高，并且反應速度較快，產(chǎn)物外觀色澤較好。
文檔編號C07K14/415GK101654478SQ20091004216
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權日2009年8月25日
發(fā)明者于淑娟, 朱建華, 楊曉泉, 花 林, 許彩虹, 齊軍茹 申請人:華南理工大學