【正文】 域的分解重組。 2．隨機(jī)誘變基因庫(kù)的定向篩選 這一方法是利用目的基因表型具有高效檢測(cè)篩選系統(tǒng)這一特性，在目標(biāo)條件下從隨機(jī)誘變基因庫(kù)中分離出目標(biāo)基因，最終獲得突變蛋白質(zhì)。這一方法由于具有構(gòu)思新穎、方法可行、背景知識(shí)要求低等突出的優(yōu)點(diǎn)。 4．嚴(yán)格意義上的蛋白質(zhì)工程 這是指在深入了解某一個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)有目標(biāo)的、嚴(yán)格的分子設(shè)計(jì)，定向地改造或構(gòu)建一個(gè)具有特定性質(zhì)和功能的目的蛋白質(zhì)，這也是蛋白質(zhì)工程的最終 目標(biāo)，是我們研究的主要 方向。這就需要至少掌握 1500 個(gè)以上的蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)及其精確的三維空間立體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，并建立 相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，研究三維立體結(jié)構(gòu)的規(guī)律，才能把握空間結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。 4．嚴(yán)格意義上的蛋白質(zhì)工程 在某種情況下，化學(xué)方法合成蛋白質(zhì)或多肽也是方便可行的。 在蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域中適時(shí)適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合應(yīng)用各種生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)的方法，無(wú)論是經(jīng)典的還是現(xiàn)代的，定向設(shè)計(jì)還是隨機(jī)篩選，單一的還是組合的，都完全可以開(kāi)辟出一片新的天地。 （二）蛋白質(zhì)工程的主要研究方法 1 ．蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法主要是指與研究蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)的理論與技術(shù)。 1953 年，英國(guó)的 Sanger 首先闡述了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)；其后不久，英國(guó)的 Kendrew 和Perutz 成功地用 X 射線衍射測(cè)定了肌紅蛋白和血紅蛋白的晶體結(jié)構(gòu)，為以后研究蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)、高級(jí)結(jié)構(gòu)與生物活性之間的相互關(guān)系開(kāi)創(chuàng)了先河。 三、蛋白質(zhì)工程技術(shù)的發(fā)展歷史 另一方面，同步輻射、 強(qiáng) X 射線源及鐳探測(cè)器的使用，使數(shù)據(jù)收集過(guò)程大大加速，從而使測(cè)定一個(gè)大分子結(jié)構(gòu)所需的時(shí)間比過(guò)去大為縮短。從酪氨酸 tRNA 合成酶開(kāi)始，該 研究方法 已經(jīng)廣泛地運(yùn)用于研究各種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、蛋白質(zhì)折疊和蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)等一系列分子生物學(xué)的基本問(wèn)題。蛋白質(zhì)工程面臨最大的挑戰(zhàn)，也是最振奮人心的目標(biāo)，是創(chuàng)造自然界中不存在的新型蛋白質(zhì)。由 蛋白質(zhì)工程推動(dòng)的反向生物學(xué)的深入，對(duì)未來(lái)生命科學(xué)的更大發(fā)展 將會(huì) 發(fā)揮重大 的作用 。 第二節(jié) 蛋白質(zhì)工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用 一、蛋白質(zhì)工程在風(fēng)味修飾蛋白方面的應(yīng)用 二、蛋白質(zhì)工程在新功能性食品方面的開(kāi)發(fā) 一、蛋白質(zhì)工程在風(fēng)味修飾蛋白方面的應(yīng)用 （一）蛋白質(zhì)改性修飾技術(shù) （二）應(yīng)用實(shí)例 （一）蛋白質(zhì)改性修飾技術(shù) 1．物理改性 2．化學(xué)改性 3．酶法改性 4．化學(xué) 酶改性作用 5．化學(xué)改性及酶法改性限制因素 1．物理改性 所謂物理改性是指利用熱、電、機(jī)械能、聲能等物理作用形式，如采用蒸煮、擠壓、攪打，紡絲等進(jìn)行改性。 溶解度由 16 ％增至 70 ％，乳化性由 2 ％增至 91 ％，醇法大豆?jié)饪s高溫時(shí)其蛋白質(zhì)加速溶解，蛋白分子隨之熱變性并形成聚集體，但由于高速均質(zhì)產(chǎn)生的剪切及攪拌作用，流體中任何一個(gè)很小的部分都相對(duì)于另一部分作高速運(yùn)動(dòng)，－ SH 和－ S S －基團(tuán)之間無(wú)法正確取向并形成二硫鍵，防止了聚集體的進(jìn)一步聚合，然而在蛋白聚集體內(nèi)，蛋白分子位置相對(duì)固定，有利于聚集體內(nèi)二硫鍵的形成，反過(guò)來(lái)又降低了－ SH 基濃度及聚集體形成二硫鍵，改性醇法大豆?jié)饪s蛋白的分子聚集體具有一疏水核心，外層被親水基團(tuán)包圍，類似于天然可溶性蛋白分子結(jié)構(gòu)，在溶解時(shí)蛋白質(zhì) 以聚集體方式溶解。 （ 2）酸處理 大豆蛋白發(fā)泡劑的稀鹽酸水解工藝流程如下： 大豆粕 → 提取蛋白 → 酸水解 → 離心分離 → 水解液 → 調(diào) pH 值 → 噴霧干燥 → 成品。其結(jié)果是蛋白分子間靜電斥力增大，氫鍵，疏水鍵作用力減少，因此酸堿處理的蛋白質(zhì)大都具有較高的溶解度。 由于蛋白質(zhì)的凈電荷增加，分子伸展離解為亞單位的趨勢(shì)增加，所以溶解度、乳化力和脂肪吸收量都能獲得改善，乙?；芴岣叩鞍踪|(zhì)持水性和脂肪結(jié)合力，這是由于新接上去的羰基與鄰近原來(lái)存在的羰基之間產(chǎn)生了靜電排斥 作用 而促進(jìn) 伸展，增加 了 與水結(jié)合的機(jī)會(huì)。從營(yíng)養(yǎng)角度考察改性前后變化情況， Croain ger 等指出，有 30 ％～ 40 ％的有效賴氨酸被琥珀?；聂~(yú)肌原纖維蛋白，其 PE R （蛋白質(zhì)功效比值）相當(dāng)于酪蛋白的 PE R 的 79 ％，乙酰化蛋白比琥珀?；鞍孜桂B(yǎng)效果更好，所以，?；饔脤?duì)蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其利用效果取決于蛋白質(zhì)的類型、改性蛋白的量以及所選用的?；瘎╊愋?。 （ 5）磷酸化作用 又如，花生蛋白的磷酸化改性 用一氯甲烷溶解三氯氧磷配成 20 ％的三氯氧磷的溶液，向花生蛋白溶液中加入一定量三乙胺，在冰浴中攪拌 10mi n 后，逐滴加入三氯氧磷反應(yīng)30mi n 后，將反應(yīng)混合液油一水相分離，取水相用透析袋裝好，用蒸餾水透析 48h ，然后干燥。再則，改性后花生蛋白乳化能力在 pH3 . 8 以上有明顯提高，負(fù)電荷的引入降低了乳化液的表面張力，使之更易形成乳狀液滴同時(shí)增加液滴之間的斥力，更易分散，所以乳化穩(wěn)定性也明顯提高。 （ 8）酯化作用（親油化） 酯化作用是利用脂肪酸鹽（皂類）、表面活性劑處理，增加蛋白質(zhì)表面疏水基團(tuán)的改性方法，這是蛋白質(zhì)與脂肪酸鹽、表面活性劑等非共價(jià)鍵結(jié)合，使得蛋白質(zhì)的溶解度、乳化能力、成膜性得以提高。 酶在食品蛋白系統(tǒng)中改性 的效果 ，見(jiàn)表 6 5 和表 6 6 。用菠蘿蛋白酶部分水解已琥珀?；聂~(yú)肌原纖維蛋白能增加它的分散性，降低黏度，在與未水解的琥珀酰化蛋白原料相比，在攪打時(shí)有更大的泡沫膨脹性。 （ 3）營(yíng)養(yǎng)損失 蛋白質(zhì)化學(xué)改性主要是 L ys NH 的反應(yīng)，反應(yīng)衍生物 無(wú)法被 體內(nèi)胰蛋白酶水解，造成賴氨酸失效，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的 降低 。因此可通過(guò)修飾氨基基團(tuán)去除苦味氨基酸的苦味。 ④ 覆蓋法脫苦 Nog uo hi 等 19 75 年在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一種谷氨酰胺二肽，它具有覆蓋苦味作用，在以后研究中逐步發(fā)現(xiàn)了其他一些化合物也具有覆蓋蛋白質(zhì)水解物苦味的作用，如蘋(píng)果酸及其他一些有機(jī)酸可以覆蓋苦味。 2．酶法水解制取大豆發(fā)泡粉 （ 1 ）工藝流程 豆粕 → 堿抽提蛋白 → 離心分離 → 酸沉 → 中和 ( 調(diào)節(jié)至酶解最適宜 pH 值 ) → 升溫至酶解最適宜反應(yīng)溫度 → 酶解 → 滅活 → 噴霧干燥 → 成品。其結(jié)構(gòu)為：（－甘氨酸一絲氨酸－甘氨酸一丙氨酸－甘氨酸一丙氨酸－），有 n 個(gè)重復(fù)單位組成。人體對(duì)水解產(chǎn)物的吸收率是原生絲的 5 倍，吸收率隨絲素蛋白分子量的減少而明顯提高。對(duì)絲膠的利用，我國(guó)有民間偏方利用煮蠶繭湯來(lái)治療糖尿病，表明絲膠具有良好的食用和藥用基礎(chǔ)。 （ 3 ） 由于藻藍(lán)蛋白和異藻藍(lán)蛋白對(duì)光的特征性傳遞，不僅本身具有抗癌作用，還能吸收光能選擇性地富集于病灶，能用于動(dòng)脈粥樣硬化或癌癥的光動(dòng)態(tài)治療，對(duì)腫瘤的光動(dòng)態(tài)治療最近已獲得美國(guó)食品藥物管理局 (FDA ) 的批準(zhǔn)。