超声预处理结合美拉德对酪蛋白及其酶解物抗氧化性影响

发布时间：2020-09-30 20:14

　　酪蛋白是牛奶中占比80%的重要组成成分,同时它也是很多生物活性肽的母体蛋白,需要通过蛋白酶酶解才能将其释放出来发挥更好的生物活性。有研究指出酪蛋白酶解物的抗氧化活性比其母体酪蛋白更为显著,但是天然酪蛋白酶解物的抗氧化活性还远低于合成类抗氧化剂,因此如果想更好让其满足人类对食品抗氧化能力的需求,核心问题就是如何利用改性技术进一步提升酪蛋白及其酶解物的抗氧化性。超声波技术是物理改性中研究较多的一种高效改性手段,它可以通过改变蛋白分子构象从而改变蛋白功能特性及生物活性的表达,而美拉德反应也被广泛应用于提升蛋白的抗氧化活性,同时超声可以通过改变蛋白结构增加其参与美拉德反应的位点从而促进美拉德反应的进行。目前针对蛋白改性的研究较为集中,但对于蛋白酶解物的改性研究还较少。因此,本研究将两种改性手段结合,研究超声预处理结合美拉德反应对酪蛋白及其酶解物抗氧化性的影响,从而为食品加工开发天然抗氧化基料提供理论基础和新方法。本研究首先利用超声预处理酪蛋白及酪蛋白酶解物,而后将两者与葡萄糖结合进行美拉德反应,分别以未美拉德反应组及未超声处理组为对照组,研究超声预处理结合美拉德反应对酪蛋白及其酶解物反应进程、抗氧化活性以及结构的影响,通过分析酪蛋白及其酶解物的结构变化特点,探究其与抗氧化活性变化的关系。研究结果如下:(1)利用木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶以及中性蛋白酶对酪蛋白进行酶解,研究不同蛋白酶对酪蛋白水解度以及酶解产物多肽含量和DPPH自由基清除能力的影响。结果表明,利用中性蛋白酶水解酪蛋白,其水解度、酶解产物多肽含量以及DPPH自由基清除能力均较高,分别为(40.56±0.72)%、(22.37±0.64)mg/mL和(28.43±1.37)%。因此,选择中性蛋白酶为最适宜酶解酪蛋白产生抗氧化活性的水解酶。(2)研究超声预处理结合美拉德反应对酪蛋白及其酶解物反应进程的影响。结果表明,超声预处理后酪蛋白酶解物-葡萄糖美拉德反应产物(CS-Glc MRPs)和酪蛋白-葡萄糖美拉德反应产物(CH-Glc MRPs)的接枝度、中间产物含量以及褐变程度均显著高于未超声处理组(p0.05),其中CH-Glc MRPs的升高程度较CS-Glc MRPs更加显著(p0.05)。随着超声功率和时间的增加,CS-Glc MRPs和CH-Glc MRPs的接枝度分别在450 W,20 min和300 W,20 min时达到最大,分别为26.98%和29.57%。两者中间产物吸光值的A_(294nm)分别在450 W,30 min和300 W,20 min时最大,为1.26和0.968。CS-Glc MRPs的褐变程度A_(420nm)在450 W,20 min时最大,为0.481,但超声预处理对CH-Glc MRPs褐变程度的影响不显著(p0.05)。(3)研究超声预处理结合美拉德反应对酪蛋白及其酶解物抗氧化性的影响。结果表明,超声预处理结合美拉德反应使酪蛋白及其酶解物的还原力、DPPH自由基清除能力、Fe~(2+)螯合能力、Cu~(2+)螯合能力以及脂质氧化抑制能力均有显著性的升高(p0.05)。随着超声功率和超声时间的增加,在450 W,20 min时,CS-Glc MRPs和CH-Glc MRPs的最大还原力比原酪蛋白及酶解物分别增长了16.46倍和12.26倍;两者DPPH自由基清除能力分别提高了3.43倍和2.74倍;两者Fe~(2+)螯合能力分别升高了4.96倍和3.70倍;两者Cu~(2+)螯合能力分别提高了4.40倍和3.54倍;两者脂质氧化抑制能力分别升高了2.98倍和2.97倍。同时与常用抗氧剂相比,CS-Glc MRPs和CH-Glc MRPs的还原力及Fe~(2+)螯合能力、Cu~(2+)螯合能力指标部分高于0.01%的丁基羟基茴香醚(BHA)和V_C(p0.05)。(4)研究超声预处理结合美拉德反应对酪蛋白及其酶解物结构的影响。结果表明,超声预处理结合美拉德反应使酪蛋白及其酶解物的紫外光吸收程度加强,说明其分子内部的疏水性生色基团逐渐暴露;内源荧光光谱分析结果显示,酪蛋白及其酶解物在超声预处理结合美拉德反应后发生了λ_(max)红移现象,由此表明两者结构变得松散;红外光谱研究结果显示,酪蛋白及其酶解物的吸收峰在超声预处理结合美拉德反应后发生了变化,酰胺I带和酰胺II带发生了C=O伸缩振动和N-H弯曲振动,说明超声预处理及葡萄糖分子的引入改变了酪蛋白及其酶解物的二级结构。由圆二色谱结果可知,酪蛋白及其酶解物的有序结构减少无序结构增多,二级结构变得无序,蛋白分子趋于舒展。综上,超声预处理结合美拉德反应可以促进酪蛋白及其酶解物的反应进程,提升两者的抗氧化性,同时使两者的结构更加松散趋于无序,正是由于其结构的变化导致了其抗氧化活性的变化。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS201.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 立题背景
    1.2 酪蛋白概述
        1.2.1 酪蛋白的组成和结构
        1.2.2 酪蛋白功能性质及生物活性的研究现状
    1.3 酪蛋白的酶解概述
        1.3.1 酪蛋白的酶解
        1.3.2 酪蛋白酶解物的生物活性
    1.4 酪蛋白及其酶解物的抗氧化活性
        1.4.1 自由基
        1.4.2 抗氧化剂
        1.4.3 酪蛋白及其酶解物的抗氧化活性
    1.5 超声波技术在蛋白改性中的应用
        1.5.1 超声波技术
        1.5.2 超声波的作用机制
        1.5.3 超声波在蛋白改性中的应用
    1.6 美拉德反应在蛋白改性中的应用
        1.6.1 美拉德反应基本原理
        1.6.2 美拉德反应对蛋白结构的影响
        1.6.3 美拉德反应对蛋白功能性质及生物活性的影响
        1.6.4 美拉德反应产物抗氧化活性的研究
    1.7 研究目的与意义
    1.8 研究内容
2 材料与方法
    2.1 材料与设备
        2.1.1 材料与试剂
        2.1.2 试验主要仪器与设备
    2.2 试验设计
        2.2.1 酪蛋白水解酶的筛选
        2.2.2 超声预处理结合美拉德对酪蛋白及其酶解物反应进程的影响
        2.2.3 超声预处理结合美拉德对酪蛋白及其酶解物抗氧化性的影响
        2.2.4 超声预处理结合美拉德对酪蛋白及其酶解物结构的影响
    2.3 试验方法
        2.3.1 酪蛋白酶解物的制备
        2.3.2 水解度测定
        2.3.3 多肽含量测定
        2.3.4 酪蛋白及其酶解物的超声预处理
        2.3.5 酪蛋白及其酶解物美拉德反应产物的制备
        2.3.6 接枝度测定
        2.3.7 中间产物测定
        2.3.8 褐变程度测定
        2.3.9 还原力测定
        2.3.10 DPPH自由基清除能力测定
2+螯合能力测定'>        2.3.11 Fe²⁺螯合能力测定
2+螯合能力测定'>        2.3.12 Cu²⁺螯合能力测定
        2.3.13 脂质氧化抑制能力测定
        2.3.14 紫外吸收光谱分析
        2.3.15 内源荧光光谱分析
        2.3.16 傅里叶红外光谱分析
        2.3.17 圆二色谱分析
        2.3.18 统计分析
3 结果与分析
    3.1 酪蛋白水解酶的筛选
    3.2 超声预处理结合美拉德对酪蛋白及其酶解物反应进程的影响
        3.2.1 接枝度
        3.2.2 中间产物
        3.2.3 褐变程度
    3.3 超声预处理结合美拉德对酪蛋白及其酶解物抗氧化性的影响
        3.3.1 还原力
        3.3.2 DPPH自由基清除能力
2+螯合能力'>        3.3.3 Fe²⁺螯合能力
2+螯合能力'>        3.3.4 Cu²⁺螯合能力
        3.3.5 脂质氧化抑制能力
        3.3.6 抗氧化性比较
    3.4 超声预处理结合美拉德反应对酪蛋白及其酶解物结构的影响
        3.4.1 紫外吸收光谱分析
        3.4.2 内源荧光光谱分析
        3.4.3 傅里叶红外光谱分析
        3.4.4 圆二色谱分析
4 讨论
    4.1 超声预处理结合美拉德对酪蛋白及其酶解物反应进程的影响
    4.2 超声预处理结合美拉德反应对酪蛋白及其酶解物抗氧化性的影响
    4.3 超声预处理结合美拉德反应对酪蛋白及其酶解物结构的影响
5 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文

【相似文献】