高压均质对大豆分离蛋白-大豆异黄酮相互作用及其复合物功能性质的影响

高压均质是一种非热能技术，它不仅能够诱导蛋白质分子的构象发生变化并改变其理化性质，从而导致这些蛋白质的功能性质（如溶解性、乳化性、起泡性和凝胶化性）得到改善，还具有开发食品工业新产品的潜力，因此得到广泛的应用。

东北农业大学食品学院的王 娜、吴长玲、李 杨*、滕 飞*等人探讨不同均质压力（40、80 MPa和120 MPa）对不同质量比的大豆分离蛋白-大豆异黄酮（SPI-SI）复合物结构和功能影响，并确定最佳的处理条件，以更好地了解酚类化合物-蛋白质相互作用关系，为SPI-SI复合物在食品开发中的应用提供理论参考。

1、高压均质对SPI-SI复合物粒径的影响

对于添加相同质量浓度的SI，复合物粒径也随着均质压力的增加而减小，这是由于较高的压力导致较高的剪切速率，从而造成粒径减小。在相同均质压力下，对于SPI-SI复合物（1∶0.02），具有较小的粒径且小于单独的SPI，可能主要是SPI在高压均质前保持天然状态，并且大多数疏水结构域埋在核心内，高压导致蛋白质结构发生解折叠，暴露出疏水氨基酸残基，并且解开多肽链，SPI和SI之间的疏水相互作用大大增强，并且产生了更紧凑的复合物，这可以通过FTIR结果进一步证实；对于SPI-SI复合物（1∶0.2），复合物颗粒尺寸较大，且分布范围宽，这可能是SI的质量浓度过高，使得两个肽分子形成了SI包被的二聚体，形成的聚集体导致颗粒尺寸轻微增大。

2、高压均质对SPI-SI复合物Zeta电位的影响

对于单独的SPI，经40 MPa高压均质处理后，Zeta电位绝对值约为3.24 mV。当压力增加到120 MPa时，Zeta电位绝对值达到最大值7.51 mV。高压均质处理SPI Zeta电位绝对值显著提高，表明具有更大的电负性。

通过添加SI进一步增加了复合物的Zeta电位绝对值。结果表明，SI可能包围蛋白质分子表面，改变了蛋白质的表面电荷分布，进一步增强了颗粒间的静电排斥，导致胶体聚集体破坏，防止进一步聚集，提高了分散体的稳定性。在120 MPa下，Zeta电位绝对值降低，可能是由于蛋白质溶解度的降低。当SI质量浓度增加至0.2 mg/mL时，观察到Zeta电位绝对值出现明显下降趋势，这种趋势可能是由于在均质过程中电荷重排，SPI聚集体的形成引起一些带电基团可能埋在蛋白质内部并且对表面电荷没有贡献。

3、复合物傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析结果

从40 MPa升高到80 MPa时，α-螺旋相对含量降低（HP-7和HP-8除外），β-转角和无规卷曲相对含量显著下降，β-折叠相对含量逐渐升高。α-螺旋是蛋白质结构中最稳定的结构，其含量降低表明适宜的高压均质压力可以改变蛋白质的二级结构，蛋白质的空间结构变得更加拉伸，可能会影响SPI与其他物质的结合程度。据报道，β-折叠含量的增加表明负责疏水相互作用的蛋白质位点暴露，从而导致蛋白质表面疏水性的增强，这在蛋白质表面疏水性分析中得到进一步证实。但在120 MPa下，呈现α-螺旋含量升高（HP-7和HP-8除外），β-转角含量显著上升。这种现象表明高压均质处理处理改变了SPI的氢键，导致不同二级结构之间的转化。

4、复合物溶液紫外光谱分析结果

色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和含硫氨基酸在230～310 nm的波长范围内具有吸收峰。其中，色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸由于其不同的颜色组而具有不同的吸收光谱。色氨酸和酪氨酸残基的共轭双键在280 nm波长处具有吸收峰。随着均质压力的增加，样品的最大吸光度下降，这可能是由于高压均质处理导致蛋白质结构发生解折叠，使更多的发色团转移到蛋白质表面，从而降低紫外吸收。随着SI质量浓度的增加，紫外吸收光谱最大吸收峰从254 nm到262 nm，发生了红移，说明蛋白质的构象发生了变化。

5、复合物溶液荧光光谱分析结果

与40 MPa相比，均质压力为120 MPa明显降低了SPI的荧光强度，已有研究已经证明Lys、His和Cys残基具有猝灭Trp和Tyr残基荧光的能力，高压均质处理可使这些残基更接近Trp和Tyr残基。另外本研究还发现，随着压力增加，导致最大波长发生轻微的红移，这些结果表明，SPI中Trp和Tyr残基附近微环境亲水性增强，高压均质也改变了蛋白质的构象。

与单独SPI相比，高压均质处理后SPI-SI的荧光强度明显降低，证实了SI对荧光的猝灭作用，可能由于高压均质处理使更多的Try和Tyr残基暴露，从而增强了与SI的芳香环的疏水相互作用，这导致Trp和Tyr荧光的更强猝灭。另外，随着SI质量浓度的增加，荧光强度明显下降，可能是经过高压均质处理产生的松散肽处于热力学不稳定状态并且倾向于通过疏水相互作用与更多SI缔合，从而具有较高的聚集程度，这可以从颗粒尺寸中证实。

结 论

本实验研究不同均质压力对不同比例SPI-SI复合物的结构和功能的影响。均质压力为80 MPa、SI质量浓度为0.2 mg/mL时，Zeta电位绝对值、蛋白质溶解度和表面疏水性分别增加了6.18 mV、28%和33%。同时，提高均质压力显著降低了复合物的粒径。通过分析FTIR、紫外光谱、荧光光谱变化发现，SPI二级结构和三级结构发生了变化，随着压力的增加，α-螺旋相对含量先减少后增加，β-折叠相对含量先增加后减少，芳香族氨基酸残基附近微环境亲水性增强。这表明高压均质会影响SPI-SI之间相互作用，适度的压力和低质量浓度的SI有利于提高复合物的功能特性。功能特性的变化可以满足食品工业中制成复杂食品的需求，但需要进一步研究以了解其具体机制。本实验结果可为蛋白质-多酚复合物在食品工业中的应用提供一定的指导。

本文《高压均质对大豆分离蛋白-大豆异黄酮相互作用及其复合物功能性质的影响》来源于《食品科学》2020年41卷19期146-153页，作者：王娜，吴长玲，陈凡凡，李杨，滕飞。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190929-344。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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