超音波預處理與有限酵素水解對植物蛋白結構及功能性之影響
學生姓名:
何湘晴
指導教授:
張祐維
學期:
114下
摘 要:
植物蛋白通常來自種子等農業副產物，近年來因其減少環境影響及提升永續性的潛力而備受關注。在本篇文章中，整合了兩種結構調控技術，分別是超音波預處理 (40 kHz，23.8 W/L) 與有限酵素水解，以提升植物蛋白之消化率、功能性及生物活性。在第一篇文章中，研究了南瓜籽蛋白 (Pumpkin Seed Protein, PSP) 在超聲波後的結構及其對商業蛋白酶活性和水解程度的影響，並評估了水解物的溶解度及抗氧化活性。經超音波處理的蛋白可以顯著改變其結構特性，包括粒徑降低、β-sheet 含量下降、內源性螢光強度增加及 FTIR 醯胺區峰值變化，顯示蛋白質構形發生鬆散化。此類結構改變提升酵素可及性，使蛋白酶活性增加 (最高提升 24.8%)，並提高最終水解度。經超音波處理後的水解物也展現了更高的溶解性，抗氧化能力也提升，證實了超音波輔助水解是有效促進生物活性胜肽生成的。除了透過物理方式調控蛋白質結構外，有限酵素水解亦為另一種有效的結構改質策略。第二篇文章透過有限水解修飾植物蛋白混合物，以提升功能特性及消化率。大豆蛋白 (Soy Protein Isolate, SPI) 與玉米蛋白 (Zein) 以 5:1 (w/w) 的比例混合，利用木瓜酵素有限水解後，蛋白質部分降解成低分子量胜肽，結構趨於鬆散狀態，並顯著提升其體外消化率與功能特性。有限水解 (15-30 分鐘) 在不過度破壞結構的前提下，可有效改善蛋白質之消化性與抗氧化活性。綜上所述，超音波預處理及有限酵素水解皆可透過調控蛋白質提升酵素可及性與水解效率，進而改善其功能性與生物活性。而結構改變的調控作為植物蛋白高值化的重要策略，不僅有助於低成本副產物之永續利用，也為功能性食品開發與製程優化提供理論基礎與應用潛力。
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