轉谷氨酰胺酶優化后的老年豆奶粉對抗衰老作用的初探

臧學麗 白 羽 趙立飛 劉 昊 張玉宇 陳 光

(吉林農業大學，吉林 長春 130118)

在眾多老年營養品當中，老年豆奶粉以其獨特的配方、口感及營養全面、均衡而備受關注。本實驗利用轉谷氨酰胺酶催化蛋白質之間發生交聯使蛋白改性，使其溶解性、乳化性、乳化穩定性發生變化，進而討論轉谷氨酰胺酶優化后的老年豆奶粉對老年大鼠脂質過氧化物酶活性及皮膚羥脯氨酸含量變化的影響。

1 材料與方法

1.1材料 市售老年豆奶粉，轉谷氨酰胺酶(江蘇泰興一鳴精細化工有限公司)。Wistar老年大鼠(軍事醫學院實驗動物中心)。

1.2儀器 pHS-3C精密pH計，FA25型實驗室高剪切分散乳化機。

1.3方法

1.3.1豆奶粉凝膠的制備 將適量購買的豆奶粉溶于0.05 mmol/L Tris-HCl(pH7.5)，配制成濃度為10%(W/V)的豆奶粉溶液，之后添加5 U/g蛋白的轉谷氨酰胺酶，于45℃下分別反應0、0.5、1、2、4、6 h。將反應混合物轉移至50 ml的燒杯內，在封口的狀態下90℃處理30 min，然后在4℃冰水中快速冷卻，然后置于4℃冰箱中保存16 h。

1.3.2溶解性測定 采用OD280吸光度法。

1.3.3乳化性測定 采用Pearce & Kinsella方法并進行改良。酶促反應混合液稀釋至0.1%(W/V)，取30 ml稀釋后的反應液和10 ml大豆色拉油混合，用高速剪切乳化機于10 000 r/min下剪切乳化1 min，分別在0 min和放置10 min后吸取乳狀液200 μl，并用0.1%SDS稀釋至10 ml，于500 nm下測定吸光度(以0.1%SDS為空白)。乳化活性(EA)=OD500；乳化穩定性(ES)=(OD500＇/OD500)×t，其中OD500為0 min時的吸光度，OD500＇為10 min時的吸光度，t為兩次測定吸光度之間的時間間隔。試驗中，濃度為1%(W/V)老年豆奶粉溶液(老年豆奶粉溶于0.05 mol/L的Tris-HCl緩沖液，pH7.0)，添加1 U/g蛋白的轉谷氨酰胺酶于40℃下分別反應10、20、40 min、1、1.5、2、2.5、3 h，然后按照上述方法測定乳化性。

1.3.4動物分組和飼養 60支大鼠隨機分成6組，每組10只，對照組及為處理組各3組。每組單籠喂養，自由取食。對照組分別給予200、40、8 mg/ml的市售老年豆奶粉每天50 ml喂養。處理組給予濃度為200、40、8 mg/ml的轉谷氨酰胺酶優化后的老年豆奶粉每天50 ml喂養。飼養30 d后從尾靜脈取血，測定全血谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和脂質過氧化物(LPO)含量。飼養45 d后處死大鼠，取背部皮膚測定組織羥脯氨酸含量。

1.4統計學分析 計量資料組間比較采用t檢驗。

2 結 果

2.1轉谷氨酰胺酶對老年豆奶粉溶解性的影響 轉谷氨酰胺酶作用于老年豆奶粉導致其在pH<4.0或pH>8.0的范圍內溶解度下降，而在pH4.0～7.0時溶解度有所增加。見圖1。

圖1 轉谷氨酰胺酶處理后老年豆奶粉的溶劑性

2.2轉谷氨酰胺酶對老年豆奶粉乳化性的影響 經轉谷氨酰胺酶處理后的老年豆奶粉隨反應時間的增加，乳化活性呈下降趨勢，但其乳化穩定性呈明顯增加趨勢。見圖2，圖3。

2.3轉谷氨酰胺酶優化后的老年豆奶粉對老年大鼠全血LPO和GSH-Px活性的影響 處理組的LPO和GSH-Px活性均低于對照組，其中中劑量組LOP和GSH-Px活性顯著低于高劑量組(P<0.05)，但顯著高于低劑量組(P<0.05)。見圖4，圖5。

圖2 反應時間對乳化活性的影響

圖3 反應時間對乳化穩定性的影響

圖4 優化前后老年豆奶對大鼠全血脂質過氧化物的影響

圖5 優化前后老年豆奶對大鼠全血GSH-Px活力單位的影響

圖6 優化前后的老年豆奶粉對老年大鼠皮膚羥脯氨酸含量的影響

2.4轉谷氨酰胺酶優化后的老年豆奶粉對老年大鼠皮膚羥脯氨酸含量的影響 處理組大鼠羥脯氨酸平均含量均高于相應對照組，其中高、中劑量組與對照組相比差異顯著(P<0.05)。見圖6。

3 討 論

隨著年齡的增長，老年人生理代謝特點及器官功能發生變化〔1〕。老年人的合成代謝減低而分解代謝增加，導致細胞功能下降。同時，消化系統中的消化液、消化酶及胃酸的分泌量減少，使消化和吸收功能受到影響〔2〕。基于以上特點，老年人需要易消化、營養均衡豐富的食品，而適合于老年人的營養豆奶粉正是解決此問題的一劑良藥。

轉谷氨酰胺酶可以通過引入賴氨酸等氨基酸提高蛋白質的營養效價，還能改善食品的功能特性，延長貨價期以及減少食品中的過敏原，故廣泛用于食品加工的優化當中。從轉谷氨酰胺酶對老年豆奶粉溶解性的影響中可以看出，在pH<4.0或pH>8.0的范圍內溶解度下降，而pH4.0～7.0的范圍內經優化的老年豆奶粉溶解度有所增加，這使改良后的老年豆奶粉更加容易沖泡，經過充分溶解的豆奶粉多種功能特性可以得到最大限度的釋放。在轉谷氨酰胺酶對老年豆奶粉乳化性的影響實驗當中，經改良的老年豆奶粉乳化性下降、乳化穩定性增加。大豆蛋白分子中同時含有親水和親油基團，具有乳化劑特有的兩親結構，能夠降低油水兩相的界面張力，易于乳化液的形成。乳化液形成后，蛋白質聚集在油滴的表面形成保護層，可以有效防止油滴聚集和乳化狀態的破壞，維持乳狀液的穩定性。轉谷氨酰胺酶作用后分子表面張力下降，表面疏水性指數顯著上升。乳化性是蛋白質的一種重要功能性質，豆奶粉的乳化性降低后使其結合脂肪、水等其他物質的能力增加，形成穩定的乳化系統，在保持成品質量不變的前提下降低成本、提高得率〔3〕。乳化穩定性是指乳化劑使乳化液在各種條件下保持乳化狀態穩定的能力，可以決定乳化劑在食品中的適用性。LPO為不飽和脂肪酸鏈經自由基或活性氧作用后形成的帶有過氧基的脂質，是細胞過氧化的產物，在細胞內的含量是評價衰老的指標之一。GSH-Px是機體內重要的過氧化酶，可清除細胞內的自由基；隨年齡的增長，GSH-Px的活性下降，清除自由基的能力下降，導致機體衰老。本實驗顯示，經轉谷氨酰胺酶優化后的老年豆奶粉較普通豆奶粉對老年大鼠的脂質過氧化物清除作用顯著增加，同時隨劑量的增加清除能力顯著增加。對GSH-Px優化后的老年豆奶粉可顯著增加GSH-Px的活性，并隨劑量的增加而顯著增加。羥脯氨酸是構成皮膚膠原蛋白的特有成分之一，動物衰老后皮膚中的膠原蛋白交聯度增加，溶解度降低，皮膚組織中的羥脯氨酸含量下降，隨之產生的皮膚通透性降低，皺紋增多〔4〕。從本實驗可知，轉谷氨酰胺酶優化后的老年豆奶粉可顯著提高老年大鼠皮膚中羥脯氨酸含量，可延緩皮膚的衰老。

4 參考文獻

1黃 毅，佟曉光.中國人口老齡化現狀分析〔J〕.中國老年學雜志，2012；32(21)：4853-5.

2付聿成，王妮婭.老年人的營養與膳食〔J〕.中國食物與營養，2006；(3)：56-8.

3韓麗華.高乳化性大豆蛋白的研制〔D〕.江南大學，2011.

4孫 玲，魏振承. 大豆異黃酮提取純化及其抗衰老作用初探〔J〕. 食品科學，2002；23(8)：267-70.