罗望子种仁是罗望子果肉加工副产物，主要由多糖和蛋白质组成。罗望子种仁球蛋白（TSG）是从罗望子种仁中提取的一种蛋白质，TSG中含有18 种氨基酸，其蛋氨酸和赖氨酸的含量高于豆科类植物，被认为是一种待开发利用的优质蛋白质。研究发现TSG在pH 4.0～10.0条件下的溶解性优于大豆分离蛋白，但其乳化性及凝胶性均低于大豆分离蛋白。尽管TSG具有一定的溶解性、乳化性、凝胶性及起泡性等功能性质，但是其乳化和胶凝性能仍然不能满足现代食品生产和加工特性的要求，这将限制其在食品工业中的广泛应用。因此需要对TSG进行改性处理，以期获得更加优良的乳化性及凝胶性。常用的蛋白质改性方法有物理改性、酶法改性和化学改性，其中化学改性的效果较为明显，操作简单，应用广泛。
哈尔滨商业大学食品工程学院的杨 杨、王梦桔、张 娜*等以提取TSG为原料，利用表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）与TSG发生共价复合，控制碱法处理的反应条件，考察共价复合反应条件及因素对TSG与EGCG结合率的影响。通过复合物在乳化香肠中的应用验证改性后TSG功能性发生的良好变化，为蛋白质-多酚共价复合物在功能食品领域的应用提供科学依据和重要理论基础。
1、TSG与EGCG共价结合优化
由图1A可知，随着EGCG添加量的增多，TSG与EGCG 的结合率显著增高（P ＜0.05）；当达到质量比1∶0.1 时，结合率达到最大值，其最大值为（63.56±0.61）%；继续添加EGCG至质量比1∶1，结合率无显著变化。这可能是由于TSG与EGCG质量比达到1∶0.1时，TSG上的结合位点均被EGCG所占据，已达到饱和状态，因此再增加EGCG，结合率几乎不变。
由1B可知，TSG与EGCG的结合率随着反应pH值增大而增大；直到反应pH值为9.5时，结合率达到最大值，其最大值为（69.63±1.19）%；当继续增大pH值至10.0时，结合率则呈显著降低趋势（P＜0.05）。蛋白质与多酚的共价相互作用中，pH值会对蛋白质构象或多酚结构产生影响；随着反应pH值增大，蛋白质结构更加松散，暴露了更多自由氨基及巯基，同时多酚的酚羟基更易于氧化生成醌，而碱性过强时会导致蛋白质一级结构可能遭到破坏，基团改变、肽键断裂，从而不利于蛋白质与多酚共价结合。因此，反应pH值进一步增加会导致TSG与EGCG结合率的下降。
由1C可知，TSG与EGCG的结合率随着反应温度增大而增高；直到反应温度为30 ℃时，结合率达到了最大值，最大值为（78.69±1.21）%；温度继续升高时，结合率则出现显著下降趋势（P＜0.05）。蛋白与多酚共价相互作用中，到达一定反应温度之前，随着温度升高蛋白质结构变得更加松散，使其更易与多酚发生共价复合；而超过特定温度可能会造成多酚水解或降解，使多酚结合位点数小于蛋白结合位点数，因而温度继续升高TSG与EGCG共价结合率反而下降。
2、TSG与EGCG的结合率差异显著性分析
将2.1节中测得的不同反应条件下制备的TSG-EGCG共价复合物的结合率进行差异显著性分析，当结合率为48.20%、56.41%、59.71%、63.56%、67.58%、73.79%、78.69%时具有显著差异（P＜0.05）（图2），进而选取具有显著差异的结合率进行自由氨基、巯基的测定。
3、不同结合率下TSG自由氨基及巯基含量分析
由表1可知，随着结合率增加，TSG自由氨基及游离巯基含量呈显著降低趋势（P＜0.05）；结合率为78.69%时，自由氨基含量及巯基含量分别降至最低。尿素和SDS的加入破坏了蛋白质与多酚之间的非共价复合。研究发现，EGCG被氧化后会先生成醌。因此，推断本实验中TSG与EGCG的结合是由于EGCG先氧化生成醌，生成的醌进一步与蛋白质的氨基及巯基发生共价结合。结合程度越大证明有越多的自由氨基及巯基参与了反应，因此自由氨基及巯基的含量随结合率的增大而降低。
4、TSG-EGCG共价复合物添加对乳化香肠品质的影响
TSG-EGCG共价复合物添加对乳化香肠蒸煮损失率的影响
由图3可知，与未添加TSG组相比，添加了复合物的乳化香肠蒸煮损失率降低。当两组添加量分别达到8%时，蒸煮损失率达到组内最低，复合物组显著低于TSG组（P＜0.05）。这是由于TSG与EGCG共价复合后，在TSG表面引入了亲水的酚羟基，增强了TSG凝胶的水合能力，其在溶解过程中会吸收大量水分，可以将多余的部分游离水吸收形成稳定凝胶网状结构，同时利用该凝胶网状结构吸收脂肪并将其包裹。由于复合物具有更好的乳化性，能够在脂肪微粒表面形成均匀、稳定的蛋白分子膜，防止脂肪微粒间的聚集。因此，复合物更有助于维持乳化香肠体系中的水分和脂肪，从而将低了其蒸煮损失。
TSG-EGCG共价复合物添加对乳化香肠保水性的影响
由图4可知，添加复合物组乳化香肠的保水率明显高于TSG组。当添加量为2%和4%时，乳化香肠的保水率达到最高，较不添加TSG的乳化香肠相比分别提高了2.89%、5.33%。这是由于TSG与EGCG共价复合后，在TSG表面引入了亲水的羟基，增强了TSG亲水性，从而结合了更多水；另一方面，TSG与EGCG共价复合后，乳化性提高，使脂肪和复合物充分乳化形成结构紧密的分子结构，使其结构变得更致密、空隙变少，从而阻止水分子析出。因此，添加复合物组乳化香肠的保水率明显高于TSG组。
TSG-EGCG共价复合物添加对乳化香肠色泽的影响
如图5所示，TSG及复合物的添加使乳化香肠的色泽发生了一定程度变化。由表2可知，随着TSG组与复合物组添加量增加，L*和a*均呈逐渐下降趋势，添加量对其L*和a*影响较大。复合物组添加量在1%～2%之间时，乳化香肠的L*值并无显著差异（P＞0.05），但随着添加量继续增大，L*值显著减小（P＜0.05）；在此过程中a*值并没有发生显著变化（P＞0.05），直到复合物组添加量增加至8%。TSG组添加量大于4%时，与未添加相比，乳化香肠的L*、a*和b*发生显著变化（P＜0.05）。
TSG-EGCG共价复合物添加对乳化香肠TPA的影响
如图6所示，随着TSG与复合物添加量的增加，乳化香肠的硬度、弹性、黏聚性及咀嚼性都呈先增大后减小趋势。当TSG添加量达到2%时，乳化香肠的硬度、弹性及咀嚼性达到了峰值，分别为5683.33 g、0.86、3376.14 g；当添加量达到4%时，其黏聚性达到了峰值，为0.64。当复合物添加量达到2%时，乳化香肠的硬度、弹性及咀嚼性达到了峰值，分别为6137.33 g、0.90、3880.62 g；当复合物添加量达到4%时，黏聚性达到了峰值，为0.66。复合物组乳化香肠硬度、弹性、咀嚼性及黏聚性的峰值均显著高于TSG组和未添加TSG的乳化香肠组（P＜0.05）。
TSG-EGCG共价复合物对乳化香肠微观结构的影响
由图5、7可知，添加TSG及复合物的样品较未添加TSG的切面更加紧密、空隙减少。其中，添加复合物的样品切面最为细腻，凝胶立体网状结构更均匀清晰。这可能是由于TSG与EGCG共价复合后，在TSG的表面引入了亲水的酚羟基—OH，并使得TSG二级结构和三级结构发生改变，增强了TSG凝胶性及乳化性，因此使得乳化香肠结构变得更致密、空隙变少。这与乳化香肠质构结果一致。
结论
以实验室自制的TSG与EGCG为研究原料，通过碱处理法制备TSG-EGCG复合体系，TSG与EGCG的结合率最高为78.69%，自由氨基及巯基含量的变化分析显示，TSG与EGCG之间主要通过EGCG侧链酚羟基的氧化与TSG的自由氨基及巯基反应发生共价复合。以TSG组作对照，探究结合率为78.69%的复合物添加量对乳化香肠品质的影响：当TSG组和复合物组添加量达到2%和4%时，两组保水率分别达到最高值，为73.76%、71.32%，较未添加TSG组分别提高了2.89%、5.33%，其硬度、弹性、咀嚼性达到了最佳。扫描电子显微镜结果表明，加入TSG及复合物后会使乳化香肠的微观结构变得更加紧密，且添加复合物的乳化香肠立体凝胶网络更加均匀清晰。整体而言，TSG及复合物的添加量为2%时，乳化香肠的品质得到明显提高，添加复合物乳化香肠的各项指标明显高于添加TSG组。
作者简介
张娜，哈尔滨商业大学食品工程学院副院长、教授，博士生导师，黑龙江省领军人才梯队后备带头人，哈尔滨商业大学谷物化学与粮油食品开发团队带头人。担任中国食品科学技术学会理事会、青年工作委员会副秘书长，中国粮油学会食品分会常务理事，黑龙江省粮油学会副理事长，黑龙江省食品科学技术学会秘书长兼青年工作委员会主任，国内外多家期刊编委、审稿人。
主要从事谷物化学与粮食高值化利用研究，先后主持并完成国家自然科学基金、 “十二五” 农村领域国家科技计划课题子课题、黑龙江省应用技术项目等国家、省级项目共计14项，目前主持国家自然科学基金面上项目，中央财政支持地方优秀青年人才支持计划项目，黑龙江省重大专项等项目。先后获黑龙江省科技进步奖二等奖1项，黑龙江省高校科学技术奖一等奖1项、二等奖1项、三等奖1项，黑龙江省自然科学技术成果奖一等奖 1 项、三等奖 2 项，中国商业联合会科技进步奖二等奖1项。荣获黑龙江省委教育工委优秀共产党员，中国科协全民科学素质工作先进个人，中国食品科学技术学会杰出青年奖，黑龙江省青年科技奖，哈尔滨市青年科技奖等荣誉称号。发表论文165篇，其中SCI/EI 收录 48篇，主编、副主编《食品安全与卫生》、《食品安全》等著作8 部。
本文《罗望子种仁球蛋白-EGCG共价复合物的制备及其在乳化香肠中的应用》来源于《食品科学》2023年44卷4期64-70页，作者：杨杨，王梦桔，王悦，边鑫，范婧，马春敏，石彦国，李笑梅，张娜。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220421-266。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
图片来源于文章原文及摄图网。
为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护，并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨，探讨未来食品发展方向，通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果，搭建科研单位与企业产学研结合的平台，共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。
Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。
投稿网址：
https://www.sciopen.com/journal/2958-4124
热门跟贴