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作者:刘美铃;石林凡;任中阳;翁武银;
单位:集美大学海洋食品与生物工程学院;
摘要:为阐明β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin,7S)、大豆球蛋白(glycinin,11S)与甘油间的相互作用及其对成膜特性的影响,本研究通过分子动力学模拟系统分析甘油、7S和11S球蛋白的分子相互作用变化,结合实验表征考察其对蛋白膜理化性质的影响。结果显示,随着甘油含量的增加,7S与11S球蛋白间的回旋半径和溶剂可及表面积逐渐增加,而氢键数量、静电作用、范德华力、非极性溶剂化能和结合自由能绝对值逐渐下降。当甘油含量增加至40%,甘油与7S-11S复合物之间的氢键、范德华力等相互作用达到峰值,但甘油分子开始出现聚集现象。制备的7S-11S蛋白膜的甘油含量从10%增加至50%,其断裂伸长率(elongation at break,EAB)从13.72%上升至208.01%,而抗拉伸强度(tensile strength, TS)从30.62 MPa降低至2.51 MPa。膜的TS和EAB与7S球蛋白、11S球蛋白和甘油间结合自由能绝对值的相关系数大于0.8。添加甘油使膜在傅里叶红外光谱上代表游离羟基的1040 cm~(-1)处峰强度增加。7S-11S膜的蛋白质间氢键和疏水作用占比伴随甘油含量的增加而降低,参与疏水作用的高分子组分逐渐减少。膜上、下表面的水接触角伴随甘油含量的增加分别从115.82°和112.33°降低至94.00°和84.33°。综上,甘油通过调控7S和11S球蛋白分子间作用力,导致参与疏水作用的高分子组分逐渐转为参与离子键和氢键的形成,从而影响膜的机械性能和表面特性。
关键词:分子动力学模拟;;大豆球蛋白;;甘油;;相互作用;;成膜性能
基金资助:国家自然科学基金(32272266)