【摘 要】
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豌豆乳清蛋白作为豌豆分离蛋白的副产物,主要存在于豌豆乳清中,总量大,具有一定的生理活性,是一种较优的蛋白资源。豌豆乳清蛋白的有效回收不仅可以避免环境污染,还可以提高豌豆加工的附加值。选择性复凝聚通过多糖选择性结合蛋白质可实现目标蛋白的快速分离及纯化,被认为是一种具有发展潜力的蛋白质纯化技术。本文以PA1a及PA2为主要研究对象,研究不同电荷性质的多糖与蛋白质的选择性复凝聚行为,考察p H、蛋白质多
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豌豆乳清蛋白作为豌豆分离蛋白的副产物,主要存在于豌豆乳清中,总量大,具有一定的生理活性,是一种较优的蛋白资源。豌豆乳清蛋白的有效回收不仅可以避免环境污染,还可以提高豌豆加工的附加值。选择性复凝聚通过多糖选择性结合蛋白质可实现目标蛋白的快速分离及纯化,被认为是一种具有发展潜力的蛋白质纯化技术。本文以PA1a及PA2为主要研究对象,研究不同电荷性质的多糖与蛋白质的选择性复凝聚行为,考察p H、蛋白质多糖质量比及多糖类型等因素对选择性复凝聚行为的影响,确定分离及纯化PA1a及PA2蛋白的选择性复凝聚条件;最后利用豌豆乳清蛋白及多糖的复凝聚物制备酸稳定性乳液,拓展其应用范围。主要研究内容及结果如下:研究了豌豆乳清蛋白与阳离子多糖壳聚糖的选择性复凝聚行为。通过质谱鉴定,鉴定得到豌豆乳清中蛋白质组分主要包括PA1a、PA2和凝集素等。当透析的豌豆乳清(去除盐离子、低聚糖等小分子物质)与壳聚糖发生复凝聚时,p H浊度曲线及ζ-电位显示,豌豆乳清蛋白与壳聚糖形成最大程度的复凝聚(p Hmax)时,复合物电荷需满足电中性;在蛋白质/多糖质量比为1:1时,蛋白质回收率最高(38.16%);p Hmax条件下,凝集素基本不参与形成复凝聚物,PA1a和PA2在复凝聚物中的占比与蛋白质/多糖质量比有关,在高蛋白质/多糖质量比下(≥40:1),仅有PA2参与形成复凝聚物;在蛋白质/多糖质量比为100:1条件下,通过复凝聚,离心去除壳聚糖后,得到纯化的PA2(SEC-HPLC下纯度约为93.26%)。另外研究了壳聚糖与未透析处理的豌豆乳清液的复凝聚行为,结果发现,在p H滴定过程中,盐离子和其他小分子物质的存在会影响复凝聚的强度,表现为临界p H值(p Hc,p Hφ1)向低p H偏移,蛋白质回收率降低;选择性纯化PA2的条件由蛋白质/多糖质量比40:1偏移到20:1。为了进一步纯化得到PA1a,研究了不同类型的阴离子多糖(硫酸型,羧基型)与豌豆乳清蛋白的选择性复凝聚行为。首先将原始豌豆乳清进行分级盐析,制备得到PA1a及PA2两种蛋白质组分的混合物(PPM),研究了PPM与阴离子多糖的选择性复凝聚行为。PPM-硫酸多糖体系相较于PPM-羧基多糖体系具有更高的临界p Hc和蛋白质回收率;PA2与PA1a共同参与形成复凝聚物,但是PA2优先转移至复凝聚物中,表现为未参与复凝聚的PA1a在上清相中不断富集,最终当蛋白质/多糖质量比例降低到一定程度时,仅有单一的PA1a存在于上清中。随着多糖电荷密度的升高,蛋白质回收率逐渐增加,同时获得单一PA1a所需的多糖相对量逐渐降低;羧甲基纤维素相对电荷密度较低,在蛋白质/多糖质量比为20:1条件下,其复凝聚体系中总蛋白质回收率最低,仅为59.40%,即自由未结合的PA1a残留率最高,因此PPM-羧甲基纤维素体系的PA1a回收率最高,SEC-HPLC检测纯度约为92.65%。电势分析及ITC结果表明,PA2比PA1a具有更高的等电点及携带更多的正电荷,PA2与硫酸葡聚糖的亲和能力(1.098±0.114×10~6M-1)高于PA1a(0.439±0.061×10~6M-1),这初步解释了PA2优先参与复凝聚的原因。最后,研究了豌豆乳清蛋白-多糖复凝聚物制备的酸性乳液的乳化特性及物理化学稳定性的影响。作为对照,仅有豌豆乳清蛋白制备的乳液在p H 5、p H 6条件下稳定性差,在均质后出现明显的油水相分离现象,14天的贮存过程中p H 3~p H 7条件下的乳液均出现不同程度的乳析分层现象。相反,在贮存2天内,豌豆乳清蛋白-硫酸葡聚糖复凝聚物制备的乳液在p H 3~p H 7范围内表现出良好的乳化稳定性,后随着贮存时间的延长,乳析指数逐渐增大。此外,经过热处理(95°C下热处理30 min)豌豆乳清蛋白-硫酸葡聚糖制备的乳液的乳析指数明显低于未加热的乳液,同时,热处理后的乳液的蛋白质吸附率和界面蛋白质含量均高未加热的乳液,使得更多的凝集素和具有良好的乳化性PA2吸附在油水界面。
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