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大豆是优质的蛋白质资源,但是大豆中的抗原蛋白会引起动物的过敏反应。蛋白质糖基化是降低大豆抗原蛋白免疫活性、改善蛋白质功能特性的新型处理方法。此外,糖基化反应是否能够影响蛋白质以及蛋白质饲料中淀粉葡萄糖的释放动态尚不明确。鉴于此,本试验以脱脂大豆粉和葡萄糖为原料进行糖基化反应,以期开发一种低致敏性糖基化脱脂大豆粉,并探究低致敏性糖基化大豆脱脂粉在胃肠消化过程中葡萄糖与氨基酸的释放动力学,以揭示糖基化对大豆蛋白氨基酸释放动态的影响,进而为实现日粮氨基酸、葡萄糖的协同释放提供了必要的科学依据。
该试验以葡萄糖(G)作为接枝糖、以脱脂大豆粉(DSF)为底物,将其按照2∶1、1∶1和1∶2三个游离氨基与还原糖摩尔比溶于磷酸盐缓冲液中,分别在50℃和90℃下进行1、2、3、4、5、6h的湿法糖基化反应。并对糖基化反应进程和各阶段反应产物大豆抗原蛋白免疫原性、大豆蛋白的功能特性进行了系统的监测。结果表明:糖基化反应条件对糖基化反应程度有很大的影响,并且反应温度为更加敏感的调控因子,50℃条件下的糖基化反应主要处于糖基化初、中级阶段,而90℃条件下的糖基化反应逐渐走向中、高级阶段。蛋白质糖基化提高了大豆蛋白的溶解性、乳化活性和乳化稳定性,并降低了大豆抗原蛋白的免疫原性。对糖基化反应进程指标和糖基化产物功能特性指标进行相关性分析发现,溶解度随接枝度、A294和A420的增加先增加后降低。乳化活性和乳化稳定性与接枝度、A294和A420之间也发现类似的规律,免疫原性抑制率随接枝度、A294和A420的增加而降低。根据糖基化进程中各项参数的变化,本试验进一步采用正交试验中的拟水平设计对糖基化反应进行了优化,得到制备低致敏性糖基化脱脂大豆粉的优化条件为:氨基∶羰基为1∶2,温度90℃,孵育时间4h。
按照上述优化条件制备了低致敏性糖基化脱脂大豆粉,用于体外消化试验,结果表明,在体外消化过程中,低致敏性糖基化脱脂大豆粉中大豆蛋白的体外消化率降低,DSF-G4h组的蛋白质体外消化率为72.28%,比未糖基化处理组低8%左右。并且大豆蛋白免疫原性并未恢复,免疫原性抑制率从29.75%降低至9.83%。糖基化处理过程中的湿热环境使脱脂大豆粉中淀粉消化率显著提高,葡萄糖释放速率也显著升高。同时,糖基化处理可改变脱脂大豆粉的氨基酸释放动态,糖基化脱脂大豆粉中总游离氨基酸、必需氨基酸和非必需氨基酸释放量显著降低,并且单个游离氨基酸释放动态也发生改变,如在模拟胃消化结束时,DSF-4h和DSF-G4h组Lys、Phe、Trp、Val、Ile、Met和Thr释放量显著高于DSF-0h和DSF-G0h组(P<0.05)。在模拟小肠消化0.5-4h,DSF-G4h组Lys释放量均显著低于其它三组(P<0.05)。
综上所述,糖基化处理不仅可以降低大豆抗原蛋白的免疫原性,改善大豆蛋白功能特性,而且可以改变大豆制品在胃肠消化过程中氨基酸和葡萄糖的释放动态,对于调节日粮葡萄糖、氨基酸释放动态,促进日粮葡萄糖和氨基酸的协同供给具有重要意义。
该试验以葡萄糖(G)作为接枝糖、以脱脂大豆粉(DSF)为底物,将其按照2∶1、1∶1和1∶2三个游离氨基与还原糖摩尔比溶于磷酸盐缓冲液中,分别在50℃和90℃下进行1、2、3、4、5、6h的湿法糖基化反应。并对糖基化反应进程和各阶段反应产物大豆抗原蛋白免疫原性、大豆蛋白的功能特性进行了系统的监测。结果表明:糖基化反应条件对糖基化反应程度有很大的影响,并且反应温度为更加敏感的调控因子,50℃条件下的糖基化反应主要处于糖基化初、中级阶段,而90℃条件下的糖基化反应逐渐走向中、高级阶段。蛋白质糖基化提高了大豆蛋白的溶解性、乳化活性和乳化稳定性,并降低了大豆抗原蛋白的免疫原性。对糖基化反应进程指标和糖基化产物功能特性指标进行相关性分析发现,溶解度随接枝度、A294和A420的增加先增加后降低。乳化活性和乳化稳定性与接枝度、A294和A420之间也发现类似的规律,免疫原性抑制率随接枝度、A294和A420的增加而降低。根据糖基化进程中各项参数的变化,本试验进一步采用正交试验中的拟水平设计对糖基化反应进行了优化,得到制备低致敏性糖基化脱脂大豆粉的优化条件为:氨基∶羰基为1∶2,温度90℃,孵育时间4h。
按照上述优化条件制备了低致敏性糖基化脱脂大豆粉,用于体外消化试验,结果表明,在体外消化过程中,低致敏性糖基化脱脂大豆粉中大豆蛋白的体外消化率降低,DSF-G4h组的蛋白质体外消化率为72.28%,比未糖基化处理组低8%左右。并且大豆蛋白免疫原性并未恢复,免疫原性抑制率从29.75%降低至9.83%。糖基化处理过程中的湿热环境使脱脂大豆粉中淀粉消化率显著提高,葡萄糖释放速率也显著升高。同时,糖基化处理可改变脱脂大豆粉的氨基酸释放动态,糖基化脱脂大豆粉中总游离氨基酸、必需氨基酸和非必需氨基酸释放量显著降低,并且单个游离氨基酸释放动态也发生改变,如在模拟胃消化结束时,DSF-4h和DSF-G4h组Lys、Phe、Trp、Val、Ile、Met和Thr释放量显著高于DSF-0h和DSF-G0h组(P<0.05)。在模拟小肠消化0.5-4h,DSF-G4h组Lys释放量均显著低于其它三组(P<0.05)。
综上所述,糖基化处理不仅可以降低大豆抗原蛋白的免疫原性,改善大豆蛋白功能特性,而且可以改变大豆制品在胃肠消化过程中氨基酸和葡萄糖的释放动态,对于调节日粮葡萄糖、氨基酸释放动态,促进日粮葡萄糖和氨基酸的协同供给具有重要意义。