罗望子种仁球蛋白-EGCG...制备及其在乳化香肠中的应用_杨杨.pdf

64 2023,Vol.44,No.04 食品科学 食品化学罗望子种仁球蛋白-EGCG共价复合物的制备及其在乳化香肠中的应用杨 杨，王梦桔，王 悦，边 鑫，范 婧，马春敏，石彦国，李笑梅，张 娜*（哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江 哈尔滨 150028）摘 要：通过碱处理法制备罗望子种仁球蛋白（tamarind seed globulin，TSG）-表没食子儿茶素没食子酸酯（()-epigallocatechin-3-gallate，EGCG）共价化合物，采用紫外-可见光谱分析TSG-EGCG共价复合物结合率并优化结合条件。采用色差计、质构分析仪和扫描电子显微镜研究TSG-EGCG共价复合物添加量对乳化香肠蒸煮损失、保水性和质构的影响。结果表明：当TSG与EGCG质量比1 0.1、反应pH 9.5、反应温度30 时，复合物的结合率达到最大值。与添加TSG的乳化香肠相比，添加TSG-EGCG复合物的乳化香肠微观结构更加紧密，立体凝胶网络更加均匀清晰，同时蒸煮损失率、保水性及质构特性得到明显改善。综上，TSG-EGCG复合物可以改良乳化香肠的感官品质，且当添加量为2%时，乳化香肠的品质得到明显改善。关键词：罗望子种仁球蛋白；表没食子儿茶素没食子酸酯；共价复合；乳化香肠；品质Preparation of Tamarind Seed Globulin-EGCG Covalent Complex and Its Application in Emulsified SausagesYANG Yang,WANG Mengju,WANG Yue,BIAN Xin,FAN Jing,MA Chunmin,SHI Yanguo,LI Xiaomei,ZHANG Na*(College of Food Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China)Abstract:In this study,a covalent complex between tamarind seed globulin(TSG)and epigallocatechin-3-gallate(EGCG)was prepared by alkali treatment.UV-visible spectroscopy was used to analyze the binding rate of TSG-EGCG covalent complex and the binding conditions were optimized.The effects of adding different amounts of TSG-EGCG covalent complex on the cooking loss,water-holding capacity and texture of emulsified sausages were studied using a color difference meter,a texture analyzer and a scanning electron microscope(SEM).The results showed that reaction at pH 9.5 and 30 with a mass ratio of TSG to EGCG of 1:0.1 gave the maximum binding rate.Compared with TSG,the microstructure of emulsified sausages added with TSG-EGCG complex was more compact,the three-dimensional gel network was more uniform and clear,and the cooking loss,water-holding capacity and texture properties were significantly improved.In conclusion,TSG-EGCG complex can improve the sensory quality of emulsified sausages,and the quality of emulsified sausages can be significantly improved by adding 2%of TSG-EGCG complex.Keywords:tamarind seed globulin;epigallocatechin gallate;covalent complex;emulsified sausage;qualityDOI:10.7506/spkx1002-6630-20220421-266中图分类号：TS251.6 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2023）04-0064-07引文格式：杨杨,王梦桔,王悦,等.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J.食品科学,2023,44(4):64-70.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220421-266.http:/YANG Yang,WANG Mengju,WANG Yue,et al.Preparation of tamarind seed globulin-EGCG covalent complex and its application in emulsified sausagesJ.Food Science,2023,44(4):64-70.(in Chinese with English abstract)DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220421-266.http:/收稿日期：2022-04-21基金项目：“十四五”国家重点研发计划重点专项（2021YFD2100902-3）；国家自然科学基金面上项目（32072258）；黑龙江省青年科技人才托举项目（2022QNTJ010）；哈尔滨商业大学博士科研项目（22BQ21）第一作者简介：杨杨（1991）（ORCID:0000-0002-7685-9220），女，讲师，博士，研究方向为大豆、谷物化学加工及机理。E-mail:*通信作者简介：张娜（1979）（ORCID:0000-0002-5706-641X），女，教授，博士，研究方向为食品安全与食品化学。E-mail:食品化学 食品科学 2023,Vol.44,No.04 65罗望子（Tamarindus indica L.）又名酸角、酸梅，属豆科，原产于非洲，目前在我国四川、海南、云南、广东、广西、福建、台湾等省均有引种和栽培1。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。目前已有大量研究者从罗望子种仁中提取多糖，并将其作为稳定剂、增稠剂、增黏剂、乳化剂、凝胶剂等应用于食品和医药工业2。罗望子种仁球蛋白（tamarind seed globulin，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3。研究发现TSG在pH 4.010.0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4。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5，其中化学改性的效果较为明显，操作简单，应用广泛6。蛋白质与植物多酚的结合是常见的化学改性方法，其特点是反应过程简单，能有效提升蛋白质的溶解性、乳化性、凝胶性及起泡性7。表没食子儿茶素没食子酸酯（()-epigallocatechin-3-gallate，EGCG）是茶多酚的主要组成成分，含有8 个酚羟基，EGCG在碱性条件下易氧化生成醌，从而与蛋白质等生物大分子发生共价复合反应8。蛋白质与多酚发生相互作用后，理论上蛋白质分子结构中引入了酚羟基，水合作用增强更能促进网络结构的形成，从而使蛋白质的功能性质得以改善9。多酚与蛋白质之间主要包含共价结合和非共价结合形式，赵思明等10研究了不同质量比的蛋白与EGCG复合物在热处理条件下复合体系相互作用的改变，发现蛋白与EGCG通过非共价疏水相互作用结合，EGCG的加入增加了蛋白质的稳定性。Kanakis等11研究发现-乳球蛋白与EGCG和表儿茶素没食子酸酯之间的结合力较强且对其构象改变明显，且多酚与蛋白共价相互作用有利于提高蛋白质的乳化性、凝胶性等功能性质，但关于不同结合率下由蛋白质结构改变所引起的功能性变化还不够明确。本研究以提取TSG为原料，利用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 材料与方法1.1 材料与试剂罗望子种仁废料 云南猫哆哩集团食品有限责任公司；肠衣（长14 m，直径1617 mm）广西梧州神冠蛋白肠衣有限公司；EGCG 北京北实纵横科技发展有限 公司；盐酸、硼酸、浓硫酸、硫酸铜、氢氧化钠 天津市大陆化学试剂厂；邻苯二甲醛（o-phthalaldehyde，OPA）北京新光化工试剂厂；十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS）天津市天力化学试剂有限公司；巯基乙醇 天津市致远化学试剂有限公司；甘氨酸、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）美国 Sigma-Aldrich公司；尿素 天津市大茂化学试剂厂。1.2 仪器与设备pHS-2F pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司；KQ-250E超声清洗器 昆山市超声仪器有限公司；TDL-4A离心机 上海菲恰尔分析仪器有限公司；722分光光度计、722紫外分光光度计 上海光谱仪器有限公司；KDY-9820凯氏定氮仪 北京通润源机电技术有限 公司；SCIENTZ-12N冷冻干燥机 宁波新芝生物科技股份有限公司；TA.new plus质构仪 上海瑞玢国际贸易有限 公司；NR200色差仪 深圳市业冠仪器设备有限公司。1.3 方法1.3.1 TSG的提取将罗望子种仁废料粉末按照1 40（g/mL）的比例溶于Tris-HCl缓冲液中，调节溶液pH 12.5，在65 下磁力搅拌90 min，取出碱提液超声1 h，4 000g离心15 min，保留上清液备用。重复两遍上述操作，合并上清液。调节上清液pH值至4.6静置30 min，8 000g离心10 min，所得沉淀即为TSG。1.3.2 TSG-EGCG共价复合物的制备在Tao Fei等12研究方法的基础上进行适当修改。将1 g TSG粉末溶解于100 mL超纯水中，调节溶液pH值分别至8.0、8.5、9.0、9.5、10.0，磁力搅拌3 h后，分别加入适量EGCG使TSG与EGCG质量比为1 0.016 7、1 0.025、1 0.05、1 0.1、1 1，混合均匀，分别在20、25、30、35、40 下磁力搅拌24 h，调节pH值至7.0。为了消除以上反应体系中的游离酚类化合物，将复合物在室温下透析24 h（截止分子质量5.0 kDa）。最后，对透析袋中的蛋白质样品进行冷冻干燥，得到TSG-EGCG共价复合物粉末。同时，相同碱性条件下培养的不添加EGCG的TSG为对照样品。1.3.3 结合率的测定参考Yang Chen等13的方法稍作修改，利用福林-酚法测定复合物中TSG结合的EGCG含量。将1 mL不同浓度的EGCG标准