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热处理大豆蛋白体外消化产物结构特征分析王中江，张潇元，隋晓楠，齐宝坤，江连洲，李欣芮，姜楠，黄天赐，张鑫，李杨*（东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030）摘要：以大豆分离蛋白为基础原料，运用多种蛋白分析检测手段，深入探讨70、80、85、90、100 ℃热处理条件对大豆分离蛋白体外模拟消化特性影响。从蛋白质水解度（the degree of hydrolysis，DH）曲线来看，随着热处理温度的升高，DH曲线呈现先上升后下降的变化趋势，而长时间也会使DH呈现下降的趋势。傅里叶转换红外光谱及拉曼光谱图分析显示，经不同温度热预处理样品的消化产物二级结构中α-螺旋结构含量较未经预处理样品的高，而β-折叠结构含量降低，β-转角与无规卷曲结构含量变化不明显；随着时间的延长，α-螺旋结构含量呈先升高后降低的变化趋势，而β-折叠结构含量先降低后升高。拉曼光谱中酪氨酸峰变化较小且不规律，热处理使色氨酸残基更趋近于“包埋态”。关键词：大豆蛋白；体外模拟消化；胃蛋白酶；热处理；结构特性大豆是优质蛋白质的主要来源，也是中国膳食模式的一个重要组成部分。大豆蛋白在人们的食物消费中起到重要的作用，以大豆蛋白作为添加辅料的食品种类逐年增加，目前世界上已经开发出上千种含有大豆蛋白的产品[1]。其中由于大豆分离蛋白（soybean protein isolate，SPI）具有蛋白含量高、功能特性突出等优点成为食品工业生产中应用最多的一种大豆蛋白。大豆蛋白质是由多种氨基酸相互联结构成的具有特定空间结构的生物大分子，疏水性氨基酸含量较高，具有较为紧密的分子结构，对酶解具有很强的抵抗力[2-4]。研究者对诸多食物蛋白（特别是大豆蛋白）的生物效价、蛋白酶降解情况已有充分的认识，然而至今对此类蛋白在人体正常消化道条件下的消化情况仍知之甚少。酶法水解的组分多样，种类多元，反应影响因素繁多。目前，对蛋白酶解的研究主要集中在酶解工艺方面，对酶解动力学研究较少。现有的酶解动力学研究主要是关于乳清蛋白[5]、骆驼及牛乳蛋白[6]、大豆蛋白质为主的植物性蛋白[7]、米糠蛋白[8]、紫菜蛋白[9]、蚕蛹蛋白[10]、沙丁鱼[11]及鳕鱼蛋白的酶解动力学模型及酶解动力学相关常数等，而对大豆蛋白在体外模拟消化过程中的酶解动态历程鲜见报道。本研究通过模拟人体胃部消化环境的消化模型[12-14]，探究天然大豆蛋白及改性大豆蛋白的消化特性及蛋白质结构组成对消化过程影响机制，同时采用理论推导与实验分析相结合的建模策略，模拟消化动态历程建立胃蛋白酶消化动力学模型。本研究的实施有助于在医药生产领域研究蛋白质作为营养因子的诸多生物学功能，为大豆育种工作提供理论依据，为功能性大豆蛋白产品的研发提供新的思路，有助于全面深入评价及建立大豆蛋白营养消化模式，促进大豆蛋白产业的发展。1 材料与方法1.1 材料与试剂大豆分离蛋白东北农业大学食品学院粮油加工实验室自制；氢氧化钠、盐酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硫酸、硫酸铜、硫酸钾、硼酸均为国产分析纯试剂；三羟甲基氨基甲烷、β-巯基乙醇、亚硫酸氢钠、甲基红、溴甲酚绿、丙烯酰胺、N,N’-甲叉双丙烯酰胺、十二烷基硫酸钠、过硫酸铵、四甲基乙二胺、二硫苏糖醇、溴酚蓝、1-苯胺基-8-萘磺酸、乙二胺四乙酸二钠（ethylene diaminetetraacetic acid disodium salt，Na2EDTA）、5,5’-二硫双-2-硝基苯甲酸美国Sigma公司；甘油天津市光复精细化工研究所；甘氨酸天津市星月化工有限公司。1.2 仪器与设备PH SJ-4A型实验室pH计上海雷磁公司；JJ-1增力电动搅拌器江苏省金坛市金城国胜实验仪器厂；TD5M-WS台式大容量离心机上海卢湘仪离心机仪器有限公司；79-1磁力加热搅拌器武汉格莱莫检测设备有限公司；XW-80A旋涡混合器上海青浦沪西仪器厂；KQ-500B型容器式超声波仪昆山市超声仪器有限公司；Netzsch-DSC 204-F型差示扫描量热（differential scanning calorimetry，DSC）仪德国Netzsch公司；MAGNA-IR560傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）系统美国尼高力公司；Raman Station 400拉曼光谱仪美国PE公司。1.3 方法1.3.1 大豆分离蛋白的热处理将适量大豆分离蛋白分散于蒸馏水中配制成5 g/100mL的大豆蛋白溶液[15]，并取调配后样品溶液100 mL，分别密封于加热套管中在控温水浴锅中，首先进行70、80、85、90、100 ℃不同加热温度的预热处理，加热15 min。样品经热处理完成后，迅速放入冰水浴降温待用。1.3.2 大豆分离蛋白消化产物水解度的测定水解度（