转谷氨酰胺酶优化后的老年豆奶粉对抗衰老作用的初探

臧学丽 白 羽 赵立飞 刘 昊 张玉宇 陈 光

(吉林农业大学，吉林 长春 130118)

在众多老年营养品当中，老年豆奶粉以其独特的配方、口感及营养全面、均衡而备受关注。本实验利用转谷氨酰胺酶催化蛋白质之间发生交联使蛋白改性，使其溶解性、乳化性、乳化稳定性发生变化，进而讨论转谷氨酰胺酶优化后的老年豆奶粉对老年大鼠脂质过氧化物酶活性及皮肤羟脯氨酸含量变化的影响。

1 材料与方法

1.1材料 市售老年豆奶粉，转谷氨酰胺酶(江苏泰兴一鸣精细化工有限公司)。Wistar老年大鼠(军事医学院实验动物中心)。

1.2仪器 pHS-3C精密pH计，FA25型实验室高剪切分散乳化机。

1.3方法

1.3.1豆奶粉凝胶的制备 将适量购买的豆奶粉溶于0.05 mmol/L Tris-HCl(pH7.5)，配制成浓度为10%(W/V)的豆奶粉溶液，之后添加5 U/g蛋白的转谷氨酰胺酶，于45℃下分别反应0、0.5、1、2、4、6 h。将反应混合物转移至50 ml的烧杯内，在封口的状态下90℃处理30 min，然后在4℃冰水中快速冷却，然后置于4℃冰箱中保存16 h。

1.3.2溶解性测定 采用OD280吸光度法。

1.3.3乳化性测定 采用Pearce & Kinsella方法并进行改良。酶促反应混合液稀释至0.1%(W/V)，取30 ml稀释后的反应液和10 ml大豆色拉油混合，用高速剪切乳化机于10 000 r/min下剪切乳化1 min，分别在0 min和放置10 min后吸取乳状液200 μl，并用0.1%SDS稀释至10 ml，于500 nm下测定吸光度(以0.1%SDS为空白)。乳化活性(EA)=OD500；乳化稳定性(ES)=(OD500＇/OD500)×t，其中OD500为0 min时的吸光度，OD500＇为10 min时的吸光度，t为两次测定吸光度之间的时间间隔。试验中，浓度为1%(W/V)老年豆奶粉溶液(老年豆奶粉溶于0.05 mol/L的Tris-HCl缓冲液，pH7.0)，添加1 U/g蛋白的转谷氨酰胺酶于40℃下分别反应10、20、40 min、1、1.5、2、2.5、3 h，然后按照上述方法测定乳化性。

1.3.4动物分组和饲养 60支大鼠随机分成6组，每组10只，对照组及为处理组各3组。每组单笼喂养，自由取食。对照组分别给予200、40、8 mg/ml的市售老年豆奶粉每天50 ml喂养。处理组给予浓度为200、40、8 mg/ml的转谷氨酰胺酶优化后的老年豆奶粉每天50 ml喂养。饲养30 d后从尾静脉取血，测定全血谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和脂质过氧化物(LPO)含量。饲养45 d后处死大鼠，取背部皮肤测定组织羟脯氨酸含量。

1.4统计学分析 计量资料组间比较采用t检验。

2 结 果

2.1转谷氨酰胺酶对老年豆奶粉溶解性的影响 转谷氨酰胺酶作用于老年豆奶粉导致其在pH<4.0或pH>8.0的范围内溶解度下降，而在pH4.0～7.0时溶解度有所增加。见图1。

图1 转谷氨酰胺酶处理后老年豆奶粉的溶剂性

2.2转谷氨酰胺酶对老年豆奶粉乳化性的影响 经转谷氨酰胺酶处理后的老年豆奶粉随反应时间的增加，乳化活性呈下降趋势，但其乳化稳定性呈明显增加趋势。见图2，图3。

2.3转谷氨酰胺酶优化后的老年豆奶粉对老年大鼠全血LPO和GSH-Px活性的影响 处理组的LPO和GSH-Px活性均低于对照组，其中中剂量组LOP和GSH-Px活性显著低于高剂量组(P<0.05)，但显著高于低剂量组(P<0.05)。见图4，图5。

图2 反应时间对乳化活性的影响

图3 反应时间对乳化稳定性的影响

图4 优化前后老年豆奶对大鼠全血脂质过氧化物的影响

图5 优化前后老年豆奶对大鼠全血GSH-Px活力单位的影响

图6 优化前后的老年豆奶粉对老年大鼠皮肤羟脯氨酸含量的影响

2.4转谷氨酰胺酶优化后的老年豆奶粉对老年大鼠皮肤羟脯氨酸含量的影响 处理组大鼠羟脯氨酸平均含量均高于相应对照组，其中高、中剂量组与对照组相比差异显著(P<0.05)。见图6。

3 讨 论

随着年龄的增长，老年人生理代谢特点及器官功能发生变化〔1〕。老年人的合成代谢减低而分解代谢增加，导致细胞功能下降。同时，消化系统中的消化液、消化酶及胃酸的分泌量减少，使消化和吸收功能受到影响〔2〕。基于以上特点，老年人需要易消化、营养均衡丰富的食品，而适合于老年人的营养豆奶粉正是解决此问题的一剂良药。

转谷氨酰胺酶可以通过引入赖氨酸等氨基酸提高蛋白质的营养效价，还能改善食品的功能特性，延长货价期以及减少食品中的过敏原，故广泛用于食品加工的优化当中。从转谷氨酰胺酶对老年豆奶粉溶解性的影响中可以看出，在pH<4.0或pH>8.0的范围内溶解度下降，而pH4.0～7.0的范围内经优化的老年豆奶粉溶解度有所增加，这使改良后的老年豆奶粉更加容易冲泡，经过充分溶解的豆奶粉多种功能特性可以得到最大限度的释放。在转谷氨酰胺酶对老年豆奶粉乳化性的影响实验当中，经改良的老年豆奶粉乳化性下降、乳化稳定性增加。大豆蛋白分子中同时含有亲水和亲油基团，具有乳化剂特有的两亲结构，能够降低油水两相的界面张力，易于乳化液的形成。乳化液形成后，蛋白质聚集在油滴的表面形成保护层，可以有效防止油滴聚集和乳化状态的破坏，维持乳状液的稳定性。转谷氨酰胺酶作用后分子表面张力下降，表面疏水性指数显著上升。乳化性是蛋白质的一种重要功能性质，豆奶粉的乳化性降低后使其结合脂肪、水等其他物质的能力增加，形成稳定的乳化系统，在保持成品质量不变的前提下降低成本、提高得率〔3〕。乳化稳定性是指乳化剂使乳化液在各种条件下保持乳化状态稳定的能力，可以决定乳化剂在食品中的适用性。LPO为不饱和脂肪酸链经自由基或活性氧作用后形成的带有过氧基的脂质，是细胞过氧化的产物，在细胞内的含量是评价衰老的指标之一。GSH-Px是机体内重要的过氧化酶，可清除细胞内的自由基；随年龄的增长，GSH-Px的活性下降，清除自由基的能力下降，导致机体衰老。本实验显示，经转谷氨酰胺酶优化后的老年豆奶粉较普通豆奶粉对老年大鼠的脂质过氧化物清除作用显著增加，同时随剂量的增加清除能力显著增加。对GSH-Px优化后的老年豆奶粉可显著增加GSH-Px的活性，并随剂量的增加而显著增加。羟脯氨酸是构成皮肤胶原蛋白的特有成分之一，动物衰老后皮肤中的胶原蛋白交联度增加，溶解度降低，皮肤组织中的羟脯氨酸含量下降，随之产生的皮肤通透性降低，皱纹增多〔4〕。从本实验可知，转谷氨酰胺酶优化后的老年豆奶粉可显著提高老年大鼠皮肤中羟脯氨酸含量，可延缓皮肤的衰老。

4 参考文献

1黄 毅，佟晓光.中国人口老龄化现状分析〔J〕.中国老年学杂志，2012；32(21)：4853-5.

2付聿成，王妮娅.老年人的营养与膳食〔J〕.中国食物与营养，2006；(3)：56-8.

3韩丽华.高乳化性大豆蛋白的研制〔D〕.江南大学，2011.

4孙 玲，魏振承. 大豆异黄酮提取纯化及其抗衰老作用初探〔J〕. 食品科学，2002；23(8)：267-70.