美拉德反应合成蛋白质-多糖复合物及其应用
4 舷食与油脂 2007年第12期
美拉德反应合成蛋白质一多糖复合物及其应用
庄海宁1.冯涛2
(1.江南大学食品学院,江苏无锡214122;
2.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院,上海200235)
摘要:该文综述利用美拉德(Maillard)反应制得蛋白一多糖复合物性能,该复合物主要是在干燥
状态下利用自发进行美拉德反应所制得,与传统商业使用乳化剂相比,该复合物具有优良乳化性、
热稳定性和抑茵性。因此,该复合物在工业上可用作天然乳化剂、无毒抑茵剂;同时如为多糖与过
敏原蛋白复合还具减轻蛋白致敏性效果。
关键词...
4 舷食与油脂 2007年第12期
美拉德反应合成蛋白质一多糖复合物及其应用
庄海宁1.冯涛2
(1.江南大学食品学院,江苏无锡214122;
2.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院,上海200235)
摘要:该文综述利用美拉德(Maillard)反应制得蛋白一多糖复合物性能,该复合物主要是在干燥
状态下利用自发进行美拉德反应所制得,与传统商业使用乳化剂相比,该复合物具有优良乳化性、
热稳定性和抑茵性。因此,该复合物在工业上可用作天然乳化剂、无毒抑茵剂;同时如为多糖与过
敏原蛋白复合还具减轻蛋白致敏性效果。
关键词:美拉德反应;蛋白一多糖复合物;乳化性;热稳定性;抑茵性
Protein—polysaccharideconjugates’Maillard"eactionandrrotein polysaccbaridebyMaillarOreactionand-_
tnelraPDlications
ZHUANGHal—nin91.FENGTa03
(1.SchoolofFoodScienceandTechnology.JiangnanUniversity。JiangsuWuxi214122,China;
2.SchoolofPerfumeandAromasTechnologylInstituteofShanghaiTechnology-Shanghai200235,China)
Abstract:ThisreviewmainlysummarizesthepropertiesofMaillard-typeprotein—polysaccharidccon-
jugatesthroughnaturallyoccurringreactioninadrystate.Maillard-typeprotein-polysaccharideconju-
gatesshowedexcellentpropertiessuchaSemulsifyingcapacity,heatstabilityandantimicrobialactivity
superiortoconventionalcommercialemulsifiers.Therefore,theconjugatescanbeusefulforindustrial
applica.tionsasnaturalemulsifiers,antimicrobialagenmdevoidoftoxicity.Thepossibilityhasalso
beenproposedthatconjugationoftheallergenproteinwithpolysaccharidcsmaybeeffectivetoreduce
theallergenicity.
KeyWords:maillardreaction;protein-polysaccharideconjugates;emulsifyingcapacity;heatstability;
antimicrobialactivity
中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文章编号:1008--9578(2007)12—0004一04
食品蛋白质由于对热和有机溶剂不稳定,并易受
蛋白酶水解,故在工业上应用受到限制。因此,若蛋白
质可被转化成较稳定形式,则能极大拓宽其在食品加
工中应用。
蛋白质糖苷化可克服蛋白质遇热不稳定问题,还
可进一步提高其功能性质;但应用单糖或低聚糖进行
糖苷化后效果并不理想。
Marshall和Rabinowitz⋯将不同酶蛋白偶联到以
溴化氰活化葡聚糖上,都极大提高它们热稳定性。Kato
等旺,发现这种酶蛋白一葡聚糖复合物还具优良乳化性。
在严格控制干法加热条件下,可使蛋白质£一氨基
与多糖还原性末端羰基之间发生一种自发美拉德
(Maillard)反应,从而将蛋白与多糖偶联成一体,得到
蛋白一多糖复合物。
与许多化学和酶法对蛋白质改性方法相比,该法
具有很好安全性;此外,还能极大改善蛋白乳化性,改
善不溶的面筋蛋白溶解性”1,并能提高卵清蛋白抗氧
化性¨1,拓宽溶菌酶杀菌谱¨删。
这种以美拉德反应制备蛋白一多糖复合物可用
作乳化剂、抑菌剂和抗氧化剂,可应用于食品、药品和
化妆品中。
1蛋白一多糖复合物制备方法和结合方式
收稿日期:2007一lo-11
取一个干燥器,在其底部搁置一定量饱和Ⅺ溶
液,使其相对湿度达到65%(或搁置一定量KBr溶液,
使其相对湿度达到79%),以摩尔比l:5将蛋白一多糖
冻干粉末混合后,置于干燥器内,最后将此干燥器于
60℃恒温放置一天后,即可得到蛋白一多糖复合物。
该反应速率取决于蛋白质构象,即外露赖氨酸残
基个数。如未折叠蛋白Ct-S酪蛋白上4个赖氨酸残基在
24h内很容易与多糖发生美拉德(Maillard)反应竹1,而
折叠蛋白溶菌酶,仅有2个赖氨酸残基与多糖发生反
应,反应时间需2周以上【们。
葡聚糖,半乳甘露聚糖,木聚糖,果胶和壳聚糖都
可用作为与蛋白反应多糖。这些多糖都具有一个活性
残基,即还原末端羰基,它可与蛋白的8一氨基之间发
生美拉德反应。
Kato等噶1和Shu等旧1利用生成溶菌酶一甘露聚糖
复合物,研究蛋白与多糖两者结合方式。溶菌酶一半乳
甘露聚糖复合物结合反应和结合方式如图1所示。肽
段分析表明,多糖上羰基分别连接到溶菌酶1和97位
赖氨酸残基8一氨基上【们。连接多糖有限个数与多糖空
间位阻有关,这种限制对于构建具有一定功能性质蛋
白是适宜的,因为如果蛋白质上过多赖氨酸残基被糖
分子结合,该蛋白性质也必将受到破坏。
万方数据万方数据
2007年第12期
t
粮食与油脂 5
图1(A)多糖与蛋白通过美拉德反应结合方式(.’;
(B)蛋白一多糖复合物¨】
2蛋白一多糖复合物优良乳化性能
如图2所示,蛋白一多糖复合物乳化性能比相应
蛋白一多糖混合物要好得多,在所有复合物中,其中
以溶菌酶与半乳甘露聚糖复合物乳化性为最优。
’
时同(1llin)
图2不同蛋白一多糖复合物乳化性质比较
●:溶茵酶一半乳甘露聚糖复合物(65%RH,60℃干热两周);
0:溶菌酶一半乳甘露聚糖混合物(无干热过程);▲:但sl一酪蛋
白一半乳甘露聚糖复合物(干热一天);A:dsl一酪蛋白一半乳甘露
聚糖混合物(无干热过程);■:大豆蛋白一半乳甘露聚糖复合物(干
热1周);口:大豆蛋白一半乳甘露聚糖混合物(无干热过程)
半乳甘露聚糖是一种较理想食品添加剂,因它不
如葡聚糖贵,可用作食品增稠剂、稳定剂等。
Kaw等no’将干鸡蛋清一多糖复合物乳化性与商
品乳化剂进行对比,发现干鸡蛋清一半乳甘露聚糖复
合物乳化性比蔗糖脂肪酸酯和甘油脂肪酸酯均优;而
且,该复合物乳化性对酸、盐(0.2MNaCl)和热稳定性
都很好,所以,蛋白一半乳甘露聚糖复合物可开发成
为一种新的食品乳化剂。
2.1多糖链分子大小对蛋白一多糖复合物乳化性影响
复合物分子大小影响如图3所示。
时间(1nin)
图3糖分子大小对溶菌酶一多糖复合物乳化性影响
A:溶茵酶;▲:溶菌酶一葡萄糖复合物;口:溶菌酶一半乳甘露
聚耱(3.5—6.0kD)复合物;●:溶菌酶一半乳甘露聚糖(6.0—12kD)
复合物;●:溶菌酶一半乳甘露聚糖(12—24kD)复合物【”
随着半乳甘露糖分子链长增加,溶菌酶一半乳甘
露聚糖乳化性也持续增加。溶菌酶一GM(3.5~6kDa)
复合物乳化稳定性很低,表明半乳甘露聚糖需具
有6~12kDa或以上分子量时,才能改善溶菌酶一GM
复合物乳化性;且至少具有10kDa多糖与大豆蛋白复
合,对改善它们复合物乳化性有效。
’
大豆蛋白一多糖复合物分子大小对其乳化稳定
性影响如图4所示。.
}
謇
量
程
霍
分子量
图4与大豆蛋白复合的糖分子量与乳化性关系
1.葡萄糖;2.乳糖;3.木葡聚糖(1.4kD);4.半乳甘露聚糖(3.5-
6I(D);5.半乳甘露聚糖(10kD);6.半乳甘露聚糖(20I(D);7.右旋聚
糖(9.3l‘D);8.右旋聚糖(19.6I(D);9.右旋聚糖(200-300kD);10.木
葡聚糖(470J(D)【”
2.2不同种类多糖对蛋白一多糖复合物乳化性质影响
Song掣111利用酸性、中性和碱性多糖,即分别为
果胶、半乳甘露聚糖和壳聚糖与卵清蛋白和溶菌酶蛋
白复合后,研究这些复合物乳化性。发现壳聚糖一蛋
白复合物乳化性最好(图5),果胶一蛋白复合物最差;
且多糖正电荷对稳定乳状液也起到一定作用。紧随其
后溶菌酶一半乳甘露聚糖也具有较好乳化性,这是由
于溶菌酶上负电荷对稳定乳状液也起到一定作用。由
于高分子量壳聚糖必须在强酸性条件下才可溶,而低
分子量壳聚糖较昂贵,因此,还是选取溶菌酶一半乳
甘露聚糖作为应用于食品的复合物。
容
:兮
g
乳
状
液
浊
度
1.4
O.2
O
O蛋白一高分子罱壳聚
●置白—低分子囊壳壤
口蛋内一半乳甘露聚糖
0 2 4 6 8 10
时间(min)
图5 65%RH砷℃干热一周制备各种蛋白一多糖
复合物乳化性能对比
实线表示溶茵酶一多糖复合物,虚线表示卵清蛋白一多糖复合
物;A:蛋白一果胶复合物;口:蛋白一半乳甘露聚糖复合物;●:蛋
白一壳聚糖(L)复合物;o:蛋白一壳聚糖(H)复合物【u】
3蛋白一多糖热稳定性
不同分子量半乳甘露聚糖对溶菌酶一半乳甘露
聚糖复合物热稳定性影响如图6所示。
万方数据万方数据
6 粮食与油脂 2007年第12期
喜
g
曩
鎏
加热温度(℃)
图6溶菌酶一多糖复合物热稳定性
O:溶茵酶;V:溶茵酶一木葡聚糖(1.4kDa)复合物;口:溶茵
酶一半乳甘露聚糖(24IcE)a)复合物:◇:溶菌酶一半乳甘露聚糖(6—
12kDa)复合物;△:溶茵酶一半乳甘露聚糖(3.5—6kDa)复合物‘9;i
在pH7.4条件下,考察单一和复合溶菌酶在50℃~
95℃下热稳定性可知,单一溶菌酶在85℃就开始变
性,而到95℃时已完全变性;而溶菌酶一半乳甘露聚
糖复合物一直到95℃都未发生变性。这说明,通过与
半乳甘露聚糖复合,溶菌酶已转变成对热稳定蛋白。
在蛋白一多糖复合物中,由于连接的多糖抑制展开蛋
白和蛋白之间相互缠绕,这样使单个蛋白链变性过程
可能变得可逆,于是增加该蛋白热稳定性,所连接的
多糖在这一过程中起到蛋白“分子伴侣”作用。
4溶菌酶一多糖复合物抑菌性
开发不具有毒性的食品防腐剂一直是食品科研
者努力方向,鸡蛋清中溶菌酶可能是最具潜力一种。
它是通过水解细菌细胞壁中肽聚糖上N一乙酰己糖胺
之间糖苷键而起到杀菌作用。但对于革兰氏阴性菌而
言,由于其肽聚糖上层覆盖有大量疏水性脂多糖,使
溶菌酶很难对之产生作用。
而溶菌酶一多糖复合物具有优良表面活性,可在
加热状态下引起革兰氏阴性菌细胞外膜破裂,从而起
到杀菌作用。如图7所示,溶菌酶一多糖复合物抑菌性
不仅对革兰氏阳性菌,且对革兰氏阴性菌也有作用。在
50℃、有溶菌酶一多糖复合物存在条件下,活菌数随加
热时间延长而急剧下降。因此,可认为,溶菌酶一多糖
复合物体系可有效杀灭暴露在该体系内细菌细胞。
(a) (b) Ic) (d) (e) m (g)
愁慕
攀釉 .6【单胞蘸
; 、
I
·转 i
I 箩 ~
、
、
I
-熟
’
I
∑
、
l
- { 弋
素群活 未靠活
≤
f筒萄球茁
}卜
、 .‰、
图7溶菌酶一右旋聚糖复合物对
G一(a—e)与G+(f’g)菌抑菌性
●:未加溶茵酶或复合物空白培养基;O溶茵酶(50峙/nlL);
@:溶茵酶一右旋聚糖复合物(5f)¨g/n1L)㈩
壳聚糖抑菌谱包括革兰氏阴性菌和真菌,因此壳
聚糖一溶菌酶复合物必然是最具前景抑菌剂之一,这
些复合物在室温下就显示出潜在抑菌性¨¨。如图8所
示,高分子量壳聚糖一溶菌酶复合物抑菌性要明显高
于低分子量壳聚糖一溶菌酶复合物。
;
一
囊
细
胞
温度(℃)
图8不同温度下多糖复合对溶茵酶抑制E.co//影响
左为高分子量壳聚耱(HMC)复合物;中为低分子量壳聚搪
(LMC)复合物:右为半乳甘露聚糖复合物。◇:溶茵酶;0:HMC,
LMC或半乳甘露聚糖;口:溶茵酶一多糖混合物;●:干热10天制
得溶茵酶一多糖复合物【n)
因壳聚糖一溶菌酶复合物具有优良乳化性和溶
解性,尤其是在中性条件下也具有很强抑菌性,可见,
该复合物在抑菌方面具有非常良好前景。因此,壳聚
糖一溶菌酶复合物可被开发成具有优良乳化性和抑
菌性的新型功能性添加剂。
5掩盖蛋白质致敏结构
大豆蛋白是一种致敏性蛋白,其中34kDa蛋白是
产生致敏性的关键蛋白,因此,许多患者无法食用大
豆蛋白,主要是对34kDa蛋白过敏¨耵。
Babiker等n"利用固相ELISA方法对掩盖大豆蛋
白致敏性进行评价,如图9所示,大豆蛋白结合抗体亲
和力被多糖复合而大大降低。虽采用蛋白酶消化和转
谷氨酰胺酶处理大豆蛋白都能降低其致敏性,但多糖
复合方式系最能降低其致敏性“酏。
图9通过复合多糖掩盖大豆蛋白抗原结构
APP:大豆蛋白酸沉淀物;+CT:糜蛋白酶处理APP;
+TG:转谷氨酰胺酶处理APP;+GM:半乳甘露聚糖与APP复合
物(16】
综上所述,利用美拉德反应制备蛋白一多糖复合
物比普通商品乳化剂具有更为优良乳化性,热稳定性,
此外,还具有抑菌性。因此,该复合物可用作食品天然
乳化剂和无毒防腐剂;而且,致敏性蛋白一多糖复合物
对降低致敏蛋白引起人体过敏反应也非常有效。
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’
固体酸催化油脂酯交换制备生物柴油研究进展
李会。谢文磊。邵丽。淳宏
(河南工业大学化学化工学院,河南郑州450052)
摘要:生物柴油是一种环境友好、可再生资源,目前最有效制备方法是化学催化酯交换法。该文
综述固体酸催化剂种类及特点,重点讨论固体酸催化剂在油脂酯交换制备生物柴油中应用。
关键词:生物柴油;酯交换;固体酸;催化剂 ,
’~ ● ■● ·● - ·■ ‘●■ · ⋯ ·‘●● ■’
t'rogressinblodieselpreparation[romtransesteritication0lOilS
andfatscatalyzedbysolidacids
LIHlli。XmWen-lei。SHAOLi,CHUNHong
(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,HenanUniversityofTechnology。
HennanZhengzhou450052。China)
,Abstract:Biodieselisasortofreproducibleenergyoffriendlyenvironment,itsmosteffectivelyprepa-
rationmethodischemical—catalyzedtransesterificationpresently.Thevarietiesofsolidacidcatalystsas
wellastheircharacteristicsweresummarized.Particularly,theapplicationofsolidacidcatalystsin
biodieselpreparationfromtransesterificationofoilsandfatswasdiscussedinthispaper.
KeyWords:biodiesel;transesterification;solidacid;catalyst
中图分类号:TE669 文献标识码:A 文章编号:1008--9578(2007)12一0007一04
0前言
随着石化资源逐渐减少及人们对环保意识提高,
亟需寻找一种可持续、可再生新型能源。生物柴油由
于具有可再生性、环境友好性、不含硫和芳香烃化合
物、无毒及对环境无害、可降解性、高十六烷值、良好燃
料性、安全性,便于运输和储存、优良润滑性等诸多优点
收稿日期:2007一10—23
而逐渐成为被广泛接受的石油燃料替代品¨吲。因此,
开发生物柴油具有深远经济效益与社会效益。
目前,生物柴油制备方法主要是化学酯交换法,
即利用植物油或动物脂与短链醇发生酰基转移生成
脂肪酸烷基酯和甘油一种方法(如图l所示)。
酯交换法根据所选用催化剂不同,常可分为碱催
万方数据万方数据
美拉德反应合成蛋白质-多糖复合物及其应用
作者: 庄海宁, 冯涛, ZHUANG Hai-ning, FENG Tao
作者单位: 庄海宁,ZHUANG Hai-ning(江南大学食品学院,江苏无锡,214122), 冯涛,FENG Tao(上海应
用技术学院香料香精技术与工程学院,上海,200235)
刊名: 粮食与油脂
英文刊名: JOURNAL OF CEREALS & OILS
年,卷(期): 2007(12)
被引用次数: 3次
参考文献(16条)
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本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_lsyyz200712002.aspx
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