植物油体在生物技术中的应用研究进展

油体是植物种子尤其是油料植物种子的重要贮脂细胞器,具有较强的物化稳定性,而且易于通过离心法分离提取。研究表明,油体是由外层的磷脂和油体结合蛋白以及包裹在内部的液态基质(主要为三酰甘油)形成的弹性球体或椭球体。目前,在植物中共发现三类油体结合蛋白,它们主要存在于油体表面。鉴于油体和油体结合蛋白的结构特殊性,二者在生物技术领域得到了广泛应用。本文重点综述了油体在表达纯化外源蛋白方面的优势、策略以及在生产药用蛋白、制备固定化酶、捕捉抗体和药用酶、生产营养素和提高植物抗性等多个领域的研究进展,并介绍了人工油体和油体乳化剂方面的开发应用情况。

植物油体及其相关蛋白的研究进展

油体是植物种子贮脂的亚细胞颗粒,作为植物体中最小的细胞器贮存脂类(主要为三酰甘油),为随后的生命活动及活跃的代谢过程提供能量。油体结合蛋白是依附于油体表面的一类蛋白质,包括油质蛋白、油体钙蛋白、油体固醇蛋白-A和油体固醇蛋白-B。本文综述了植物油体的亚细胞结构、化学组成、大小及其类型,油体结合蛋白的结构特征与功能及其编码基因的表达调控等的研究进展。讨论了植物油体作为一种新型植物生物反应器在生物工程上的应用前景和存在的问题。

去红衣与超声处理对花生油体提取及其乳化特性、抗氧化活性的影响

为了对花生油体的工业化提取和基于油体乳化体系新产品的开发提供参考,探究了去红衣与超声处理对花生油体提取及其乳化特性、抗氧化活性的影响。不同预处理的花生经水相提取,得到油体、清液和沉淀三相,测定了三相中固形物、脂肪、蛋白质的含量和分布,并分析了油体的乳化特性、总酚与总黄酮含量以及抗氧化活性。结果表明:去红衣将脂肪在油体中的分布由63.36%提高至65.30%,与超声联合处理时进一步将其提高至68.13%;去红衣处理不利于花生油体的稳定性和抗氧化活性;与对照组相比,去红衣组油体乳液平均粒径由2510.00 nm上升至2953.67 nm,动力学稳定性降低;去红衣组油体总酚、总黄酮含量最低,分别为71.01μg/g与47.14μg/g;超声处理促进了花生油体的溶出,且提取的油体乳化稳定性和抗氧化活性最高,其乳液平均粒径为1742.00 nm,乳化活性指数和乳化稳定性指数分别为114.48 m^(2)/g与1848.40 min,动力学稳定性最佳,总酚、总黄酮含量分别为101.24μg/g与59.97μg/g。综上,去红衣处理有利于花生油体的提取,但会降低其稳定性与抗氧化活性,而超声处理不仅有利于花生油体的提取,还增强了其乳化稳定性和抗氧化活性。

植物种子油体及相关蛋白研究综述

三酰甘油酯在称为油体的不连续亚细胞器中累积,是植物种子主要的碳源和化学能储备.就油体的结构,油体表面相关蛋白和油体的合成降解等方面的研究进展进行了综述.

超声处理制备大豆油体复合乳液及运载β-胡萝卜素研究

本研究以大豆油体为原料,将其作为乳化剂,通过超声技术制备大豆油体复合乳液,优化超声处理条件,并将油体复合乳液用于运载脂溶性生物活性物质。通过对乳液的理化性质研究,揭示超声处理增强油体复合乳液稳定性的机理并考察油体复合乳液对β-胡萝卜素的运载效果。结果表明,通过超声处理成功制备大豆油体复合乳液,乳液氧化稳定性和贮藏稳定性在功率为450 W(10 min)时最好,此时乳液平均粒径为1537 nm,液滴形状呈圆形且分布均匀。傅里叶变换红外光谱结果表明,超声引起的空化效应增加了湍流和剪切力等物理作用,使油体蛋白的多肽链部分打开,蛋白中的氢键网络发生重新排列,蛋白质二级结构发生改变:α-螺旋结构相对含量减少,β-折叠结构相对含量增多。电泳结果表明蛋白质亚基组成没有显著变化,但随着超声强度的增加,增强了外源蛋白在液滴界面的吸附。贮藏结果显示经过功率为450 W的超声处理可以抑制乳液中氧化产物的产生,提高乳液的氧化稳定性。通过超声处理可成功制备大豆油体-β-胡萝卜素乳液,其中在450 W条件下β-胡萝卜素的包封率最高(94.9%),且经过11 d室温贮藏后保留率为81.8%。本研究为大豆油体作为乳化剂运载脂溶性生物活性物质的应用提供参考。

五种树坚果油体的结构组成与稳定性

【目的】在油料种子中,脂类物质主要以油体的形式存在。核桃、榛子等树坚果是重要的木本油料,通过比较5种树坚果油体在形态、组成和稳定性上的差异,同时探讨三者间的关系,为木本坚果油脂的利用提供新途径。【方法】以核桃、巴旦木、榛子、薄壳山核桃、松子5种树坚果为研究对象,利用透射电镜对种仁细胞内油体的形态和大小进行观察比较;采用SDS-PAGE技术对油体膜蛋白进行分离,切取蛋白条带进行LC-MS/MS质谱鉴定;利用脂质组学对油体膜磷脂和油体内部甘油三酯组成进行分析;基于室温储藏条件下油体的形态变化,结合测定过氧化值和硫代巴比妥酸值,对油体稳定性进行评价。【结果】5种树坚果种仁细胞内均充斥油体和蛋白体,油体具完整包膜,形态多呈非对称椭球形,最大平均粒径为薄壳山核桃油体(2.34±0.48)μm,最小为巴旦木油体(1.21±0.19)μm。油质蛋白(oleosin)是5种树坚果最主要的油体膜蛋白组分,占膜蛋白总量的72.76%—84.15%;其分子量分布较窄,为14.7—18.8 kDa,但不同坚果中oleosin亚型数量存在较大差异。钙调油体蛋白(caleosin)占膜蛋白总量的14.34%—24.96%,其在不同坚果中的分子量接近,为26.5—27.1kDa,且5种坚果中均只鉴定出一种caleosin构型。固醇油体蛋白(steroleosin)仅在核桃、薄壳山核桃和松子中被鉴定出,占膜蛋白总量的8.95%—12.89%。脂质组成方面,5种树坚果油体内部的甘油三酯组成差异较大,但膜磷脂组成近似。磷脂酰丝氨酸(PS)和磷脂酰胆碱(PC)是最主要的膜磷脂组分,两者合占膜磷脂总量的67.91%—75.06%。膜磷脂中不饱和脂肪酰基链比例高达69.64%—74.52%,且其中38.64%—45.15%的脂肪酰基均为油酸酰基。室温下榛子油体表现出最高的稳定性,储藏过程中,油体逐渐聚集并融合,同时伴随脂质氧化程度的升高,最终导致乳析现象的发生。【结论】5种树坚果以薄壳山核桃油体粒径最大,榛子油体稳定性最高。不同树坚果油体具有近似的膜蛋白和膜磷脂组成,但在oleosin异构体数量、油体内甘油三酯组成以及组分间比例上差异明显。其中,油体内脂质含量与oleosin的比例、油体膜磷脂与油体膜蛋白的比例可能对油体大小和稳定性具有重要影响。

植物油体钙蛋白调控脂滴功能的研究进展

脂滴是植物体内常见细胞器,它包裹多种脂类物质并将其存储于胞质中,参与调控脂质代谢,对维持植物脂质内稳态具有重要作用。油体钙蛋白是脂滴最重要的外膜蛋白之一,对脂滴的生物合成、稳定以及脂质和内含次生代谢物的积累具有重要调控作用。全面了解油体钙蛋白对脂滴的调控作用,可为后续深入研究脂滴相关的脂质内稳态及次生代谢反应提供基础。首先,介绍了植物油体钙蛋白的结构,指明其蛋白序列中的重要元件及潜在功能。其次,就油体钙蛋白基因家族的物种特异性和组织特异性进行综述,证明油体钙蛋白的基因功能不仅在陆生植物进化过程中发生了分化,其特定的生物学功能在不同组织间也出现分化。随后,总结了近年来油体钙蛋白影响脂滴生物合成的报道,阐释其在环境因子的作用下诱导脂滴生物合成的作用。在油体钙蛋白调节脂滴代谢方面,本文认为该调节功能与油体钙蛋白N端序列对脂滴结构的稳定作用相关。此外,还以黄曲霉素、紫杉醇和芦丁等为例,介绍油体钙蛋白对脂滴包裹的次生代谢物积累影响。最后,就植物油体钙蛋白研究存在问题,探讨了基因编辑技术在油体钙蛋白、脂滴研究方面的前景及其在人工油体的应用,以期为相关作物的油脂品质形成机制及脂质内稳态的科学探索提供参考。

油体凝胶的特性及其在食品中的应用研究进展

对油体的结构与组成进行简要概括,对油体凝胶的特性和分类进行综述,并探讨油体凝胶在脂肪替代、生物活性物质的递送、3D食品打印方面的应用,以期为油体凝胶在食品行业中的进一步研究和应用提供参考。

蓖麻油体蛋白基因家族鉴定和盐碱胁迫响应分析

本研究以蓖麻为对象,利用生物信息学手段对蓖麻Oleosin基因家族进行全面鉴定分析,得到5个Oleosin基因家族成员,序列长度在138~232 aa之间;分子量在14.48493~25.42461 kDa之间;等电点介于9.07~10.96之间;均为疏水性蛋白且具有高度保守的“脯氨酸结”;α-螺旋和无规则卷曲是蓖麻Oleosin蛋白的主要组成结构;基序分析显示,Motif1~Motif4存在所有蓖麻Oleosin蛋白中。编码这些蛋白的5个Oleosin基因分布于4条染色体上,在进化关系上被划分到U-Oleosin、SL-Oleosin和SH-Oleosin三个亚族;基因结构分析显示,除RcOleosin2有一个内含子外,其余RcOleosin基因均无内含子;5个基因启动子区域均存在多种与逆境响应相关的顺式作用元件;共线性分析显示,基因组多倍化不是蓖麻Oleosin基因家族扩张的主要原因;盐碱胁迫下的蓖麻种子转录组数据表明,5个Oleosin基因均在盐碱胁迫过程中有一定的调节功能。

以油体作为生物反应器的研究进展

获得安全、经济、稳定具有生物活性的重组蛋白,应用于基础研究及临床应用是一个重大的战略课题,现在可以利用酵母、细菌和动物细胞生产多种药物蛋白,但这些蛋白的生产过程还存在许多问题。利用植物作为生物反应器生产药用蛋白和疫苗是目前生物反应器研究的热点。油体蛋白在油料作物种子中高水平表达且易于分离,经过改造后是生产目的蛋白的一种理想载体。介绍了油体、油体蛋白的结构以及利用植物油体蛋白表达体系这一新型植物生物反应器生产目的蛋白的研究进展和前景。

油菜油体的提取方法优化及其稳定性探讨

为了优化油体提取方法,获得较高纯度的油体,以甘蓝型油菜鼎油杂4号种子为试验材料,在漂浮离心、去污剂洗涤、离子洗脱液洗脱等程序的基础上,增加9 mol/L尿素洗脱、正己烷萃取等步骤进行优化,并探讨了理化因素对油体稳定性的影响。结果表明：优化后的方法提高了离体油体的完整性,获得的油体纯度较高。随着Na Cl浓度的增加,油体的稳定性下降;p H值≤3及p H值≥7时油体稳定分布,p H值为4~6时油体稳定性明显下降;温度对油体的影响较小,不同温度下油体分布相对稳定。在此基础上,利用SDS-PAGE对油体蛋白进行分离,获得了较清晰的蛋白质条带。

甘蓝型油菜种子中油体的超微结构及蛋白质组分析

以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)含油量较高的品种‘ZS11’、含油量中等的品种‘Westar’和‘Topas’以及含油量较低的品种‘ZS10’为实验材料,通过超微结构观察和统计,比较分析不同品种种子中油体形态、大小和数量的差异。研究结果显示,品种‘ZS11’种子子叶细胞油体排列致密,形态较小,大部分油体的直径低于1μm;而在含油量中等或较低的品种中,种子子叶细胞油体排列均显疏松,其中‘Westar’和‘Topas’的油体较大,而‘ZS10’的油体大小不一。本研究还通过双向电泳分析进一步检测了‘Westar’和‘ZS11’种子中总蛋白和油体蛋白的差异表达情况。结果显示,‘Westar’和‘ZS11’种子总蛋白双向电泳图谱中,表达量具有2倍以上差异的蛋白质点共有57个;其中在‘Westar’中特异表达的种子总蛋白质点有24个,在‘ZS11’中有23个。在上述2个品种油体蛋白双向电泳图谱中,表达量具有2倍以上差异的蛋白质点共有52个,在品种‘Westar’中特异表达的有2个,‘ZS11’中有13个。表明不同含油量的油菜品种种子在油体的结构和蛋白组份上均存在差异。

提取条件对大豆油体表面蛋白质去除效果的研究

在确定生豆浆一次超速离心提取大豆油体的适宜蔗糖浓度为10％的基础上，研究了氯化钠、尿素、EDTA-2Na、SDS和温度等提取条件对大豆油体表面蛋白质的影响，并通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳表征油体表面蛋白质的变化。结果表明：大于6mol·L^-1尿素和80—100℃加热处理15min都有利于去除油体表面结合的大豆蛋白质，得到高纯度的油体；氯化钠和EDTA-2Na对去除表面结合的大豆蛋白质没有作用；SDS可以取代油体蛋白，破坏油体天然结构，不利于油体的提取。

不同植物油体蛋白及其油体贮藏最适温度关联研究

以仁用杏、油桐、花生、大豆、芝麻和油茶种子为试材,研究不同植物油体蛋白的组分差异,并结合其脂肪酸成分含量分析不同温度下油体贮藏效果。结果表明,前3种植物油体蛋白组分较多,而后3种植物油体蛋白组分相对较少;植物油体蛋白组分越多,油体差异个体也越多,同时某组分油体蛋白基因表达量越多,其对应大小的油体也越多;在4℃冷藏条件下植物油体均能达到一个较长时间保鲜的效果,但并不是温度越低油体贮藏效果越好,脂肪酸成分和油体蛋白综合影响植物油贮藏效果。

热处理对大豆油体表面的油体蛋白和外源性蛋白影响

研究了热处理不同p H生豆浆和吸胀大豆种子对大豆油体上油体蛋白和外源性蛋白的影响,并通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳表征油体蛋白和外源性蛋白的变化。研究表明：热处理生豆浆和吸胀的大豆种子时,随着温度和时间的增加,都可以抑制内切蛋白酶P34的活性,有利于油体蛋白保留在油体上;而且热处理对吸胀的大豆种子效果更显著。热处理不同p H的生豆浆时,随着热处理强度和生豆浆p H的增加,外源性蛋白（主要是大豆球蛋白、伴大豆球蛋白和过敏性蛋白Bd 30K）会从油体上逐渐解离下来。在80℃、p H8.5下处理生豆浆5－30min时,油体纯度高达97%,且含有的过敏性蛋白Bd 30K低于1%。

大豆油体的研究进展及其在食品中的应用

油体是储存种子萌发和生长的营养物质三酰甘油的场所,大豆油体是由单层磷脂分子及其镶嵌的蛋白组成半单位膜包裹液态三酰甘油而形成的球体（粒径是0.2~0.5μm）。大豆油体富含多不饱和脂肪酸和生物活性物质,具有物理化学稳定性,可作为天然的乳化剂提高食品原料的稳定性,比乳化剂更加经济、健康。大豆油体在食品领域中应用主要有以下几个方面：基于大豆油体乳液和奶油性状,乳制品和仿制乳饮料自然是潜在应用的主要领域,还可以以油包水乳液的形式出现在其他液体、半液体或固体食物中,如沙司,蛋黄酱和色拉调味品,大豆油体还可以应用到可食性膜和食品包装当中。对大豆油体的组成、结构、提取过程、物理化学性质及在食品中的潜在应用进行概述。

基于豆浆模拟体系大豆油体的提取研究

为构建以大豆油体为酶促作用底物的豆浆模拟体系来研究豆浆中的挥发性风味,在油体提取中分别研究pH和提取次数对生豆浆中大豆油体成分、粒径、风味物质的影响,并分析其成分和含量。结果表明:提取pH值从7增大到11,油体蛋白质含量减少了38.40%、中性脂含量增加了7.26%、磷脂含量减少了49.31%;油体粒径减小了89.2nm,并趋于稳定;所含挥发性风味物质的量也从129.80μg/L减少到52.17μg/L;提取油体中脂肪氧合酶在pH值>9时已经不存在。通过以上比较可知在pH 10条件下提取的油体纯度、稳定性均较好,对所含的风味物质影响也较少,作为豆浆模拟体系的底物组分最为合适。

油菜种子发育早期的油体发生与调控

以甘蓝型油菜( Brassica napus L.)品种‘Westar’和‘Topas’为材料,通过超微结构观察和荧光定量PCR技术对油菜胚胎发育早期油体的发生、油体蛋白及脂肪酸合成转录因子基因的表达情况进行分析。结果显示:油体出现在油菜胚胎发育早期,在授粉9 ~ 11 d后(球形胚时期)的胚体和胚柄中均存在直径小于0. 5 μm的油体;荧光定量实验结果表明,除 BnCLO3 的表达量在整个胚胎发育阶段无明显变化外,其他油体蛋白基因 Oleosins 、 Steroleosins 和 BnCLO1 的表达量在心形胚时期就明显增多并持续增长;脂肪酸合成转录因子 BnLEC1 、 BnL1L 、 BnWRI1 和 BnFUS3 在胚胎发育阶段,基因表达规律均呈先上升再下降的趋势,但达到最高值的时间存在差异,其中 BnLEC1 最早, BnL1L 其次, BnWRI1 和 BnFUS3 较晚。研究结果表明甘蓝型油菜在球形胚时期出现油体,其结构蛋白和转录调控因子基因的表达自心形胚开始明显增多。

植物油体蛋白基因家族研究进展

油体也称脂滴或油滴,是植物细胞中一种重要的储藏油脂的细胞器。油体由单层磷脂膜包裹中性脂肪酸组成,膜上镶嵌有多种膜蛋白,包括油体蛋白、油体钙蛋白和油体固醇蛋白,其中油体蛋白占80%~90%。油体蛋白在影响油体大小与稳定性、油体形成和降解、脂质代谢、种子成熟及萌发等多种生命活动中都发挥着重要的生物学作用。本文结合近些年国内外关于植物油体蛋白基因家族的研究进展系统总结了油体蛋白序列与结构特征及在植物生长发育中所扮演的重要角色,讨论了油体蛋白作为一种新型植物蛋白在实际生产中的应用场景和油体蛋白研究及应用过程中仍存在的一些问题,以期为人们后期更加深入研究植物油体蛋白相关分子功能及在生产实践中应用提供有益的参考。

植物种子油体的提取及其性质的初步研究

植物种子油体是一种天然的微胶囊,含有丰富的不饱和脂肪酸和磷脂、维生素E及植物甾醇等生物活性小分子。因此,在食品、化妆品和制药等领域有很大的运用潜力。本研究选取8种植物种子(椰子、油菜籽、核桃仁、南瓜籽、花生、油茶籽、杏仁和红花籽),在尿素条件下提取不同种子油体,考察并比较不同种子油体的表观、粒径大小、pH稳定性及蛋白组成,为植物种子油体的利用提供参考。研究表明,利用8 mol/L尿素可获得高纯度的油体,不同植物种子油体的颜色和风味各不相同;显微镜(400×)下观察到8种植物种子油体乳液分散较为均匀,其中除油菜油体太小观察不到外,其他油体均呈球形;不同植物种子油体粒径大小不同;pH对于8种植物种子油体乳液的分散稳定性的影响各不相同;通过电泳表征和质谱分析发现8种植物种子油体蛋白分子质量分布情况差别很大。