专利名称：一种大豆蛋白的糖基化接枝改性方法
技术领域：
本发明属于食品领域，特别涉及一种蛋白质的糖基化接枝改性方法，具 体是指一种大豆蛋白的糖基化接枝改性方法。
背景技术：
蛋白质的糖基化是对蛋白质翻译后的修饰，是在蛋白质肽链上通过共价
键的形式和糖链连接。在食品中蛋白质糖基化的主要方法是基于maillard反 应机理的非酶糖基化。蛋白质糖基化的作用有改变蛋白质功能特性，增加 水溶性，影响生物活性如免疫、细胞识别、信号传导以及病毒浸入等方面。 通过对大豆蛋白进行糖基化接枝改性，可以获得溶解性、热稳定性、乳化性、 抗菌性、抗氧化性等功能性提高的产物，据此性质可以将其用于食品、保健 品、医药载体等领域，拓展大豆蛋白的应用领域。
国内外研究显示，蛋白质和糖进行接枝反应的方法主要有两种干热法 和湿热法。(1)干热法是将蛋白质和糖按照一定的比例溶解于缓冲液中，分 散均匀后进行冷冻干燥，然后冻干好的样品在50 6(TC的温度下和相对湿度 (用饱和KBr维持在79%或饱和KI维持在65%的相对湿度)下进行非酶糖 基化反应，降低温度就可抑制反应的进行。干热法多用于多糖和蛋白质的接 枝反应，接枝物功能特性较好，但是反应时间较长，对反应条件的控制较为 严格，并且在反应过程中很难进行过程化控制，这给糖基化产物的工业化生 产带来了一定难度；(2)湿热法是在溶液的条件下加热进行， 一般用于蛋白 质与单糖或双糖的接枝反应。尽管湿热法比干热法反应时间短，但多被用于
4蛋白质与小分子糖之间的接枝反应，还需要进一步进行研究以实现其工业化
的可行性；(3)其他方法。 一些改进的接枝方法中所利用的微波、有机溶剂、 超声波及高静压对于实现工业化、规模化的生产实践都有一定难度。因此， 研究一种即结合干热法和湿热法优点，同时又实现工业化和规模化生产的接 枝方法，就显得尤为重要。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种大豆蛋 白的糖基化接枝改性方法；该方法克服了现有蛋白质和糖接枝方法难以实现 可控性及工业化的缺陷。
本发明的另一目的在于提供上述方法制备的糖基化大豆蛋白。 本发明的再一 目的在于提供上述糖基化大豆蛋白的应用。 本发明的目的通过下述技术方案实现 一种大豆蛋白的糖基化接枝改性 方法，包括以下操作步骤
(1) 将质量比为l: 1 1: 5的大豆蛋白和糖加入水中，调节pH值至 6 8，得到混合溶液，所述混合溶液中大豆蛋白与糖所占的质量百分比为 0.1% 10%;
(2) 将步骤(1)所得混合溶液在压力为3 13MPa、温度为80 140 t:的密闭容器中加热0.5 4h，得到反应液；
(3) 将步骤(2)所得反应液冷却至10 40°C，纯化或者不纯化，干燥，
得到糖基化大豆蛋白。
步骤.(l)所述大豆蛋白为7S球蛋白、IIS球蛋白、大 豆分离蛋白或脱 脂大豆粉。所述大豆蛋白优选大豆分离蛋白和7S球蛋白。'
步骤(1)所述糖为单糖、双糖和多糖中的一种或一种以上；所述调节pH值是采用磷酸盐缓冲液进行调节。
所述单糖为葡萄糖、果糖或半乳糖；所述双糖为乳糖；所述多糖为葡聚 糖、卡拉胶、瓜尔豆胶和可溶性淀粉中的一种或一种以上。
步骤(3)所述纯化是将反应液通过超滤进行纯化；所述干燥是冷冻干 燥或喷雾干燥。
一种根据上述方法制备的糖基化大豆蛋白。
上述的糖基化大豆蛋白可应用于制备改性蛋白，、乳化剂或抗菌剂。 本发明也适用于其他可用于糖基化接枝改性的蛋白质，如乳清蛋白、酪 蛋白、小麦蛋白、花生蛋白等。
大豆蛋白和糖的糖基化接枝改性反应是基于蛋白质分子中氨基酸侧链 的自由氨基和糖分子还原末端的羰基之间的羰氨反应，即Maillard反应机理 进行的。对于复杂的Maillard反应阶段来说，具有功能特性的接枝产物一般 是形成在Maillard反应的初级阶段末期或者中期，高级阶段形成功能特性差 的棕黄色或黑色物质-类黑素，因此在反应过程中选用两个检测指标来反应 接枝程度接枝度和褐变程度。接枝度采用OPA法即邻苯二甲醛方法测定 反应液中自由氨基的含量，反映出接枝改性的程度，其原理是依据OPA与蛋 白质中的自由氨基在P-巯基乙醇的存在下，生成的化合物在340nm处有吸 收，据此利用分光光度法可计算出反应液中的自由氨基含量，以反应接枝改 性的程度。 一般来说，接枝度在10~50%为宜。褐变程度利用反应产物在可 见区420nm处有吸收，显示高级阶段产物生成的齒度，以反映接枝改性的程 度。
本发明相对现有技术，具有如下的优点及有益效果(1)在本发明中， 大豆蛋白与糖的糖基化接枝改性，不需要任何化学试剂作为催化剂，仅在密 闭容器中压力辅助加热就可使反应进行，而且压力辅助加热法不仅加速了蛋 白质和糖的糖基化接枝反应，并且减少了功能特性较差的类黑素(Maillard反应的高级阶段产物)的形成；经接枝改性的蛋白质功能性如水溶性、乳化 性、抗菌性等有很大提高，并且反应速度较快，产物外观色泽较好；(2)本 发明所用的反应装置中，配备有搅拌桨，克服了现有方法中反应不均匀的缺 点，最大程度地使糖和蛋白质充分接触；(3)与其他糖基化接枝改性方法相 比，本发明具有工业化、规模化的应用前景。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不 限于此。
实施例l:
(1) 将质量比为1: 2的大豆分离蛋白和葡萄糖溶解于pH7.0的磷酸盐 缓冲液中，得到混合溶液；所述大豆分离蛋白和葡萄糖所占的质量百分比浓 度为2%;
(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，利用氮 气加压至3Mpa，温度上升到95'C，反应0.5小时后，得到反应液；
(3) 将步骤(2)所得反应液冷却至40°C，纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用邻苯二甲醛方法测定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根据反应 产物在可见区420nm处的吸收程度来判断褐变程度。结果如表1所示。
对比实施例1
(1) 将质量比为1: 2的大豆分离蛋白和葡萄糖溶解于pH7.0的磷酸盐 缓冲液中，得到混合溶液；所述大豆分离蛋白和葡萄糖所占的质量百分比浓 度为2%;
(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，不额外加压，温度上升到95"C，反应0.5小时后，得到反应液；
(3)将步骤(2)所得反应液冷却至40°C，纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用邻苯二甲醛方法测定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根据反应 产物在可见区420nm处的吸收程度来判断褐变程度。结果如表1所示:' 表l实施例l和对比实施例l糖基化大豆蛋白的性能对比
大豆蛋白 实施例l 对比实施例l
_糖基化大豆蛋白_糖基化大豆蛋白
反应时间(h) 0 0.5 0.5
接枝度(％) 0 17.35 12.15
褐变程度(吸光值) 0.073 0.1 0.197
色泽 白色 淡黄 黄
从表1可以看出，本发明实施例1所得糖基化大豆蛋白接枝度高，褐变 程度小。
实施例2
(1) 将质量比为1: 1的大豆分离蛋白和葡聚糖(分子量67KD)溶解 于？117.2的磷酸盐缓冲液中，得到混合溶液；所述大豆分离蛋白和葡萄糖所
占的质量百分比浓度为2.5%;
(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，利用氮 气加压至10Mpa，温度上升到12(TC，反应1小时后，得到反应液；
(3) 将步骤(2)所得反应液冷却至10°C,纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用邻苯二甲醛方法测定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根据反应 产物在可见区420nm处的吸收程度来判断褐变程度。结果如表2所示。对比实施例2
(1) 将质量比为1: 1的大豆分离蛋白和葡聚糖(分子量67KD)溶解 于口117.2的磷酸盐缓冲液中，得到混合溶液；所述大豆分离蛋白和葡萄糖所 占的质量百分比浓度为2.5%;
(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，不额外 加压，温度上升到12(TC，反应1小时后，得到反应液；
(3) 将步骤(2)所得反应液冷却至10°C，纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用邻苯二甲醛方法测定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根据反应 产物在可见区420nm处的吸收程度来判断褐变程度。结果如表2所示。 表2实施例2和对比实施例2糖基化大豆蛋白的性能对比
大豆蛋白 实施例2 对比实施例2
_糖基化大豆蛋白_糖基化大豆蛋白
反应时间(h) 0 1 1
接枝度(°/。) 0 26.35 19.25
褐变程度(吸光值) 0.092 0.312 0.401
色泽 白色 淡黄 黄
从表2可以看出，本发明实施例2所得糖基化大豆蛋白接枝度高，褐变 程度小。
实施例3
(l)将质量比为l: 1的大豆7S球蛋白(采用Nagano方法提取获得) 和葡聚糖(分子量67KD)溶解于pH7.2的磷酸盐缓冲液中，得到混合溶液; 所述大豆分离蛋白和葡萄糖所占的质量百分比浓度为0.4%;(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，利用氮 气加压至10Mpa，温度上升到10(TC，反应4小时后，得到反应液；
(3) 将步骤(2)所得反应液冷却至20°C，纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用邻苯二甲醛方法测定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根据反应 产物在可见区420nrn处的吸收程度来判断褐变程度。结果如表3所示。
比较实施例3
(1) 将质量比为l: 1的大豆7S球蛋白(采用Nagano方法提取获得) 和葡聚糖(分子量67KD)溶解于pH7.2的磷酸盐缓冲液中，得到混合溶液; 所述大豆分离蛋白和葡萄糖所占的质量百分比浓度为0.4%;
(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，不额外 加压，温度上升到10(TC，反应4小时后，得到反应液；
(3) 将步骤(2)所得反应液冷却至20°C，纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
采用邻苯二甲醛方法测定所得糖基化大豆蛋白的接枝度，另外根据反应 产物在可见区420nm处的吸收程度来判断褐变程度。结果如表3所示。 表3实施例3和对比实施例3糖基化大豆蛋白的性能对比 ' 大豆蛋白 实施例2 对比实施例2
_糖基化大豆蛋白_糖基化大豆蛋白
反应时间(h) 0 4 4 接枝度(％) 0 28.29 22.39 褐变程度(吸光值) 0.0950.302 0.385 色泽__^_黄
从表3可以看出，本发明实施例3所得糖基化大豆蛋白接枝度高，褐变
10程度小。
实施例4
(1) 将质量比为1: 5的大豆11S球蛋白(采用Nagano方法提取获得) 和果糖溶解于pH8的磷酸盐缓冲液中，得到混合溶液；所述大豆分离蛋白和 果糖所占的质量百分比浓度为5%;
(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，利用氮 气加压至13Mpa，温度上升到8(TC，反应3小时后，得到反应液；
(3) 将步骤(2)所得反应液冷却至30°C，纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
实施例5
(1) 将质量比为1: 4的脱脂大豆粉和半乳糖溶解于pH6的磷酸盐缓冲 液中，得到混合溶液；所述大豆分离蛋白和半乳糖所占的质量百分比浓度为 10%;
(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，利用氮 气加压至8Mpa，温度上升到140'C，反应2小时后，得到反应液；
(3) 将步骤(2)所得反应液冷却至40°C，纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
实施例6
(1) 将质量比为1: 3的脱脂大豆粉和半乳糖+乳糖溶解于pH6.5的磷 酸盐缓冲液中，得到混合溶液；所述大豆分离蛋白和半乳糖所占的质量百分 比浓度为8%;
(2) 将步骤(1)所得混合液20ml置于密闭的压力反应釜中，利用氮气加压至6Mpa，温度上升到90。C，反应3小时后，得到反应液；
(3)将步骤(2)所得反应液冷却至20°C，纯化，冻干得糖基化大豆 蛋白成品。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述 实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
1、一种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骤(1)将质量比为1∶1～1∶5的大豆蛋白和糖加入水中，调节pH值至6～8，得到混合溶液，所述混合溶液中大豆蛋白与糖所占的质量百分比为0.1％～10％；(2)将步骤(1)所得混合溶液在压力为3～13MPa，温度为80～140℃的密闭容器中加热0.5～4h，得到反应液；(3)将步骤(2)所得反应液冷却至10～40℃，纯化或者不纯化，干燥，得到糖基化大豆蛋白。
2、 根据权利要求1所述的一种大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于步骤(1)所述大豆蛋白为大豆分离蛋白或脱脂大豆粉；所述调节pH值是采用磷酸盐缓冲液进行调节。
3、 根据权利要求2所述的一种大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于所述大豆分离蛋白为7S球蛋白和11S球蛋白。
4、 根据权利要求1所述的一种大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于步骤(1)所述糖为单糖、双糖和多糖中的一种或一种以上。
5、 根据权利要求4所述的一种大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于所述单糖为葡萄糖、果糖或半乳糖；所述双糖为乳糖；所述多糖为葡聚糖、卡拉胶、瓜尔豆胶和可溶性淀粉中的一种或一种以上。
6、 根据权利要求1所述的一种大豆蛋白的糖基化接枝改性方法，其特征在于步骤(3)所述纯化是将反应液通过超滤进行纯化；所述干燥是冷冻干燥或喷雾干燥。
7、 一种根据权利要求1 7任一项所述方法制备的糖基化大豆蛋白。
8、根据权利要求8所述的糖基化大豆蛋白应用于制备改性蛋白、乳化剂或抗菌剂。
全文摘要
本发明公开了一种大豆蛋白的糖基化接枝改性方法。该方法包括以下步骤(1)将质量比为1∶1～1∶5的大豆蛋白和糖加入水中，调节pH值至6～8，得到大豆蛋白与糖的质量百分比为0.1％～10％的混合溶液；(2)将混合溶液在压力为3～13MPa、温度为80～140℃的密闭容器中加热0.5～4h，得到反应液；(3)将反应液冷却至10～40℃，纯化或者不纯化，干燥，得到糖基化大豆蛋白。本发明方法反应速度较快，反应均匀，反应产物功能性质较好，并且该方法具有工业化、规模化的应用价值。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，并且反应速度较快，产物外观色泽较好。
文档编号C07K14/415GK101654478SQ20091004216
公开日2010年2月24日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者于淑娟, 朱建华, 杨晓泉, 花 林, 许彩虹, 齐军茹 申请人:华南理工大学