豌豆是重要的豆科作物,全球年產量約1,350萬噸,目前在90多個國家種植。 豌豆蛋白因其高營養價值、低成本、低過敏性和非基因改造狀態而被認為是食品工業中新興的植物蛋白資源。 豌豆蛋白的氨基酸組成比較均衡。 這種蛋白質的賴氨酸含量高於穀物蛋白質,但含硫氨基酸的含量相對較低。 豌豆蛋白在加工過程中容易受熱變性,導致溶解性差,且天然豌豆蛋白的乳化性和發泡性較差,限制了其在食品工業的應用。
目前,物理、化學、酶促或協同加工等修飾方法是解決蛋白質應用有限問題的常用技術手段。 作用機制是透過改變豌豆蛋白的內在結構來改善其功能特性。
目前的研究發現,多種修飾方法的協同使用對於改善豌豆蛋白的功能特性有較好的效果,並且可以減少單一修飾方法的缺陷。 研究表明,擠壓處理作為一種物理方法,可以利用熱、壓力和剪切力使蛋白質展開、聚集和重排; 磷酸化處理作為一種化學修飾,可以引入帶負電的磷酸基團,增強蛋白質間的靜電斥力,改變蛋白質的空間結構。 擠壓處理和磷酸化處理這兩種修飾方法單獨使用時對蛋白質結構有顯著影響。 但目前利用擠壓和磷酸化修飾豌豆蛋白的報告較少。
擠壓處理、磷酸化處理、擠壓協同磷酸化處理均有效改變了豌豆蛋白的結構特性和功能特性。 綜合比較發現,擠壓協同磷酸化處理對豌豆蛋白的理化性質有較明顯的影響。 透過紅外線光譜、SDS-PAGE等蛋白質結構分析,對3種修飾後的豌豆蛋白進行分析,發現豌豆蛋白的二級結構發生了改變,β-折疊含量增加,β-轉角含量減少; 遊離巰基含量減少,二硫鍵含量增加; 亞基組成發生變化,豆球蛋白A、豆球蛋白B含量減少; 表面疏水性增加。 三種改性豌豆蛋白的功能特性分析結果表明,磷酸化處理、擠壓和協同磷酸化處理可以提高豌豆蛋白的溶解度,而擠壓處理則降低其溶解度; 三種改質處理後的豌豆蛋白質的保油性、乳化活性和乳化穩定性均有所提高,但就這些功能特性而言,單獨擠壓處理和磷酸化處理的改善效果不如擠壓聯合磷酸化處理。 本研究表明,擠壓聯合磷酸化處理可以改善豌豆蛋白的加工特性,並提高豌豆蛋白產品的附加價值,從而擴大豌豆蛋白在食品工業中的應用範圍。