水解小麦蛋白的组成与结构

2026/4/20 8:01:51 作者:南星

前言

小麦蛋白经酶解后的产物具有抗氧化、免疫调节和降血压等多种生物活性,此外,小麦蛋白巾的高谷酰胺具有有效调节神经和改善肠功能障碍的作用。小麦水解蛋白是不同相对分子质量肽段组成的混合物,除了自身带来的营养价值外,还可产生多种生理功能活性。目前研究较多的相对分子质量分布、水解度、氨基酸组成等,都与其生理功能活性的发挥相关,而肽段结构直接决定了相应的功能活性,其中一级结构更是生物学功能的基础。因此,有必要对小麦水解蛋白进行结构鉴定,为明确小麦水解蛋白结构与功能之问的关系奠定基础。

基础理化成分

小麦水解蛋白中总蛋白质质量分数为(80.53±8.06)%,其中小麦水解蛋白中的酸溶蛋白质量分数为(53.94±3.98)%,占总蛋白质的(66.98±1.60)%。此外,小麦水解蛋白的水分和灰分的质量分数非常低,分别为(1.98±0.13)%和(0.81±0.05)%。以上成分除水分外均以干基计数。综上可知,小麦水解蛋白的总蛋白质质量分数很高。经酶水解处理后,小麦水解蛋白中可溶性或不可溶性的非蛋白质物质得以去除,因此从基础理化成分可以看出,小麦水解蛋白是一种优质蛋白质。

相对分子质量分布

小麦水解蛋白中大分子蛋白质相对较少,主要为相对分子质量小于10000的小分子蛋白质,其中相对分子质量小于2000的蛋白质组分质量分数为68.05%。小麦水解蛋白的重均相对分子质量为2652.88,其中相对分子质量小于1000的蛋白质组分质量分数为54.16%。而有研究报道,小麦低聚肽相对分子质量小于1000组分的质量分数为94.33%,占比高于小麦水解蛋白相对分子质量小于1000的组分,这与小麦蛋白的酶解时间长短有关。相对分子质量为1000~2000、2000~5000、5000~10000、>10000的小麦水解蛋白质量分数分别为13.89%、9.84%、16.97%、5.15%。综上,小麦水解蛋白的主要成分为相对分子质量小于2000的蛋白质组分。

氨基酸组成

下表为小麦水解蛋白的氨基酸组成。其中,亮氨酸(Leu,L)、苯丙氨酸(Phe,F)、酪氨酸(Tvr,Y)、缬氨酸(Val,V)、精氨酸(Arg,R)和谷氨酸(Glu,E)质量分数较高,共占63.7%,然而脯氨酸(Pro,P)、组氨酸(His,H)和苏氨酸(Thr,T)的质量分数较低,仅为5.7%;小麦水解蛋白中富含人体必需氨基酸,质量分数为52.4%,其中赖氨酸质量分数为4.3%;因此,小麦水解蛋白的氨基酸组成丰富。周伟等通过复合酶酶解处理小麦蛋白,得到了纯度较高的小麦低聚肽;在复合酶作用下,小麦蛋白水解反应较为剧烈,从而较大地影响了其氨基酸组成,特别是谷氨酸的含量。这与本研究中的小麦水解蛋白氨基酸组成有差异。这是因为不同种类酶的处理以及不同的水解程度,使得最终小麦水解蛋白中氨基酸组成有所不同。从表中可知,小麦水解蛋白巾的支链氨基酸(Val、lle、Leu)质量分数为26.8%,谷氨酸质量分数为7.7%,谷氨酸质量分数小于此前文献中报道的小麦低聚肽质量分数。相关研究表明,吸收和利用谷氨酰胺(Gln,Q)的器官主要是肠道,并且谷氨酰胺具有改善胃肠蠕动以及促进肠道营养吸收的作用。支链氨基酸作为一类可以参与供能的物质,其在长时间耐力运动中参与供能方面具有重要作用。因此,小麦水解蛋白中可能存在潜在的支链氨基酸和谷氨酰胺肽段,使其发挥生物活性[1]。

小麦水解蛋白的氨基酸组成

结构

03扫描获得质荷比为260.2的前体离子,在正离子模式下碰撞能量分别为-25eV和-35eV,得到质荷比为260.2前体离子的产物离子质谱图。在产物离子质谱图巾观察到86.1是L的亚胺离子,130.1和147.2分别是Q的z1和v1离子,经分析主要肽段序列为Leu-Qln(LQ);在质荷比为231.2前体离子的产物离子质谱图中观察到72.1是V的亚胺离子,86.1和132.2分别是L的亚胺离子和v1离子,经分析水解小麦蛋白的主要肽段序列为Val-Leu(VL)。以此类推,结合前体离子和产物离子信息来确定肽段的序列结构,最终从小麦水解蛋白中共鉴定出8条肽段序列[1]。

小麦水解蛋白中鉴定出的8条肽段序列

参考文献

[1] 方磊,夏羽菡,任杰,等. 小麦水解蛋白肽段组成及结构序列分析[J]. 食品与生物技术学报,2024,43(6):104-111. DOI:10.12441/spyswjs.20221104003.

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