Dynamic High Pressure Micro-fluidization Effects on Structure and Physico-chemical Properties of Egg White Protein

The authors dealt with the effects of dynamic high pressure micro-fluidization（untreated and 20-160 MPa treated） on the structure and physico-chemical properties of egg white solutions[6%（mass fraction） or 61.2 mg protein/mL]. Micro-fluidization treatment resulted in a decrease in mean particle size, and little change in solubility. It was found that the residual denaturation enthalpy was decreased with the increase of pressure from 20 to 100 MPa and from 120 to 160 MPa, reaching into the maximum at 160 MPa. There was an increase of surface hydrophobicity with the maximum at 100 MPa observed. Simultaneously, micro-fluidization treatment also resulted in a decrease in the content of sulfhydryl groups.

食品体系中糖基化蛋白质结构的表征和检测方法综述

蛋白质和糖是食品的重要组分。在食品加工、贮运过程中,蛋白质分子中的氨基与还原糖的羰基很容易以共价键的形式相结合发生糖基化反应。美拉德式糖基化反应包括早期、中期和末期三个阶段。糖基化反应使得蛋白质分子主链或侧链发生修饰,改变蛋白质结构、静电荷和疏水性等,影响蛋白质主链和侧链基团的化学活性,进而改变蛋白质的理化功能性质,如改善乳化性、起泡性、凝胶性等功能性质,提高抗氧化性等营养特性,降低致敏性,增强抑菌性和贮藏特性等,在食品加工、贮运过程中非常普遍且有着重要意义。糖基化反应过程中引起的蛋白质结构变化是其营养、功能特性改变的重要原因。近年来,化学测定(自由氨基含量、表面疏水性测定等)、光谱(紫外、荧光、傅里叶变换红外光谱等)、色谱(圆二、分子排阻色谱等)、质谱[基质辅助激光解吸附离子化-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、液相色谱-电喷雾串联质谱(LC-MS^(2))等]等多种技术手段被探索用于分析蛋白质糖基化反应过程中的结构变化规律,在糖基化反应机制研究及糖基化反应程度、产物营养功能性质调控等方面起了重要作用。尤其是轨道离子阱质谱(LC-Orbitrap-MS^(2))、傅里叶变换离子回旋共振质谱(LC-FTICR-MS^(2))、氢氘交换-傅里叶变换离子回旋共振质谱(HDX-FTICR-MS^(2))等技术的出现和成熟应用让糖基化位点研究更加深入,可以对各位点的糖分子连接数和糖基化取代程度进行定量分析,使得揭示蛋白质糖基化反应机制变为可能。对基于蛋白质糖基化反应程度、一级、二级、三级结构和官能团结构的表征和检测方法进行综述,旨在为蛋白质糖基化反应的深入研究和在食品加工中的应用提供参考。

过热蒸汽对卵类粘蛋白糖基化反应的影响

基于传统热处理方式的蛋白质糖基化反应存在反应时间长、易产生有害糖基化反应末期产物等缺点。以卵类粘蛋白(OVM)-还原糖(1∶0.03,W/W)体系为对象,研究新型高温热处理技术-过热蒸汽对OVM糖基化反应及蛋白质结构的影响。结果表明:短时间(1~3 min)的过热蒸汽(110和120℃)处理即可促使OVM发生糖基化反应,其中不同糖的糖基化反应活性顺序为核糖(五碳糖)>葡萄糖(六碳糖)>乳糖(二糖),糖基化反应后蛋白质的自由氨基含量由19.97 mg·mL^(-1)分别最低降为2.93,5.04和6.69 mg·mL^(-1)。不同条件处理下OVM糖基化产物的紫外光谱未见显著的波峰位移,但最大吸收峰峰值发生一定的变化,其中大部分为降低的,说明OVM的球蛋白分子结构发生变化,还原糖的修饰掩盖了OVM上的发色基团(苯丙氨酸和酪氨酸),其中核糖糖基化反应下效果最为显著。糖基化反应后,荧光光谱峰强度显著降低,其中核糖糖基化反应降低率最大,其次为葡萄糖和乳糖,表明蛋白质内部暴露的荧光基团去折叠导致荧光猝灭。此外,还原糖作为猝灭剂渗透入蛋白质框架中,与荧光基团反应,抑制其荧光发射。红外光谱分析发现经过热蒸汽处理后OVM糖基化产物3300 cm-1处的峰变窄,表明N—H的含量减少或者发生反应,从而使N—H伸缩振动频率降低。2000~2500和500 cm-1附近出现了较多杂峰,表明蛋白质发生降解或者有糖基化反应中间产物生成。MALDI TOF MS分析表明热蒸汽处理下,OVM-核糖体系、OVM-葡萄糖体系各有约6个糖基化反应位点,OVM-乳糖体系有约2个糖基化反应位点。糖基化反应后有OVM二聚体、三聚体和多聚体形成,其中核糖和葡萄糖与OVM反应产生的聚合物最为显著,乳糖与OVM反应产生的聚合物较少。该研究可为短时微糖糖基化反应及过热蒸汽在食品加工中的应用提供一定的技术和理论指导。

基于体外模拟消化的糖基化草鱼鱼鳞明胶抗氧化性研究

以糖基化反应后的草鱼鱼鳞明胶为原料,通过模拟体外消化实验,研究糖基化鱼鳞明胶消化后多肽的抗氧化活性。结果表明,在胃部模拟消化过程中,随着糖基化反应时间的延长,DPPH·、·OH的清除能力先增强后减弱,而Fe^(2+)螯合能力先减弱后增强。在胃肠道消化过程中,DPPH·清除能力不断增强至稳定,糖基化产物的·OH清除能力均小于未糖基化的鱼鳞明胶,而Fe^(2+)螯合能力未发生发生明显变化。随着糖基化反应时间的延长,糖基化反应程度逐渐增加,且糖基化反应会降低鱼鳞明胶在胃肠道中的消化特性,并影响其消化产物的抗氧化性。

鱼鳔胶原肽抗氧化稳定性研究

以DPPH自由基、OH自由基清除能力和还原力为评价指标,探究pH、温度、食品配料、金属离子、防腐剂以及体外模拟胃、肠道消化对鱼鳔胶原肽抗氧化稳定性的影响。结果表明:鱼鳔胶原肽在酸性环境中抗氧化活性保持得较好,在碱性条件下丧失较快;鱼鳔胶原肽具有较强的耐热性,高温不会降低其抗氧化活性;蔗糖、葡萄糖以及防腐剂(苯甲酸钠和山梨酸钾)对鱼鳔胶原肽的活性影响不明显,但添加高浓度的食盐会降低鱼鳔胶原肽的抗氧化活性;金属离子Zn^(2+)、Cu^(2+)对鱼鳔胶原肽抗氧化活性的影响较大,Ca^(2+)的影响较小,K^+、Mg^(2+)无显著影响;模拟胃肠道消化对鱼鳔胶原肽抗氧化活性无显著影响。

动态高压微射流技术超微细化鲢鱼鱼骨

采取动态高压微射流(dynamic high pressure microfluidization,DHPM)不同压力(0～120 MPa)和次数(0～7次)对鲢鱼鱼骨进行处理,以鱼骨粒度分布、微观结构、表面疏水性、游离氨基含量、钙离子溶出量为评价指标,研究了DHPM处理对鲢鱼鱼骨超微细化效果的影响。结果表明,随着DHPM处理压力的增大和次数的增多,鱼骨的粒径明显降低;其表面形貌发生改变,片状结构被破坏形成小颗粒,而后出现凝聚现象; DHPM处理能有效地改变鱼骨表面疏水性和钙离子含量;经DHPM不同压力和次数处理后,鱼骨游离氨基含量均有所降低。这可为DHPM对鱼骨改性利用提供一定的理论参考。

体外模拟消化对鸡爪槭叶多酚稳定性及其自由基清除和α-葡萄糖苷酶抑制活性的影响

本文旨在通过研究鸡爪槭叶多酚提取物在体外模拟口腔和胃肠道消化过程中总酚、总黄酮和缩合单宁含量,及其DPPH·、ATBS^+·清除能力和α-葡萄糖苷酶抑制活性的变化,阐述鸡爪槭叶中的多酚类化合物在人体消化过程中主要活性成分组成和活性的变化。研究结果表明,体外模拟口腔和胃消化过程会降低消化产物中总黄酮含量,但对酚类和缩合单宁类化合物的含量无显著性影响(P>0.05);肠消化过程会大大降低样品中活性成分的含量,实验组样品中总黄酮、总酚和缩合单宁含量的损失率分别为99.26%、52.95%和100%。口腔和胃部消化会降低样品的自由基清除能力和α-葡萄糖苷酶活性抑制能力,但不显著。肠道消化会使样品的抗氧化和酶抑制活性急剧降低,在测试浓度范围内,DPPH·和α-葡萄糖苷酶活性抑制能力损失率达100%,清除ATBS^+·的IC50值增加了1.88倍,且实验组和p H组样品间不存在显著性差异(P>0.05)。总之,胃肠道消化会降低鸡爪槭叶多酚的稳定性及其抗氧化和α-葡萄糖苷酶抑制活性,且主要发生在肠道消化阶段,p H环境的改变是其主要影响因素。

动态高压微射流协同美拉德反应对α-乳白蛋白结构和功能性质的影响

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)、光谱学等方法,研究动态高压微射流(DHPM)预处理结合美拉德反应对α-乳白蛋白(α-LA)结构和功能性质的影响。结果表明,DHPM预处理使α-LA的内源性荧光强度、表面疏水性增大,且呈先增后降的趋势,在处理压力为110MPa时,达到最大值。经乳糖美拉德反应后,α-LA的内源性荧光强度降低,表面疏水性增大,乳化性、抗氧化活性增强,表明DHPM预处理改变了α-LA的三级结构,从而促进美拉德反应、提高美拉德反应产物的乳化性能和抗氧化活性。DHPM预处理协同美拉德反应是一种有效改善蛋白质功能性质的方法。

基于荧光光谱技术的异槲皮素抑制晚期糖基化产物形成的机制研究

荧光光谱学法具有灵敏度高、选择性强、样品用量少、操作简便的优点,同时又可提供多种分子间相互作用的物理参数,所以被广泛用于研究小分子和蛋白质的相互作用。因此,通过内源荧光、同步荧光以及三维荧光光谱技术,研究异槲皮素抑制α-乳白蛋白(α-lactalbumin,α-La)-果糖体系糖基化过程中晚期糖基化产物(AGEs)形成的能力,并从分子间相互作用的角度阐述其作用机制,最终阐明异槲皮素抑制食品热加工过程中AGEs形成的能力。结果表明,异槲皮素可显著降低糖基化反应诱导的α-La构象变化,抑制AGEs的形成,样品浓度为36.58μmol·L^-1时,其抑制率达74.66%,高于阳性对照品氨基胍盐酸盐。同步荧光和三维荧光光谱分析结果表明,异槲皮素会改变α-La的构象,使色氨暴露于更亲水的环境中,增加其微环境的亲水性。抑制动力学和热力学分析结果显示,异槲皮素通过静态方式猝灭α-La的内源荧光,且与α-La按照1∶1的摩尔比例结合形成了稳定的复合物,该结合是一个自发放热的过程,范德华力和氢键是异槲皮素-α-La复合物形成的主要作用力。

不同微波条件对蛋清蛋白糖基化产物不均匀性的影响

实验研究微波对蛋清蛋白粉与葡萄糖干样混合体系的影响,构建微波条件下蛋清蛋白-葡萄糖圆柱体反应模型。通过改变微波的功率,时间和位置,采用红外热像仪、荧光、紫外,高效液相色谱等方法研究微波场中蛋清蛋白糖基化产物不均匀性。将蛋清蛋白粉末与葡萄糖等质量混合,手工震荡和研钵充分研磨后在平皿表面铺一薄层粉末,放置于微波炉中心反应。将反应后的样品按左、中、右分成三个规则区域均匀采样。热像图表明微波功率越高,样品表面温度越高。凝胶电泳图表明240 W微波加热30min样品边缘已经发生了反应,而且样品中间部分几乎还未反应;自由氨基含量测定表明高功率长时间微波作用才会观测到明显糖基化反应而低功率短时间条件下反应不明显,且边缘部分的样品反应总是比中间部分的样品剧烈;通过荧光光谱可知,蛋清蛋白和葡萄糖发生了反应,而样品边缘部分荧光强度降低得比样品中间部分多说明样品边缘反应更加剧烈;紫外光谱测定表明越剧烈的微波条件样品紫外吸收越多,边缘部分紫外吸收最高。液相结果也证实了这一点,糖基化样品边缘部分5-羟甲基糠醛(HMF)含量明显高于样品中间部分,且随时间和功率逐渐增加。

超声协同糖基化对蛋清粉致敏性及结构的影响

以市售蛋清粉为研究对象,通过电泳、紫外光谱、荧光光谱和酶联免疫吸附等方法研究超声波协同糖基化修饰对其蛋白结构和致敏性的影响。结果表明,超声波协同糖基化修饰能显著降低蛋清粉的致敏性,致敏性随超声强度的增加呈先增加后降低的趋势,且在15 min、600 W的条件下有最大程度降低。这和其结构变化密切相关,经复合处理后,蛋清蛋白分子量显著增加,同时三级结构发生显著变化,使表面疏水性增强、内源荧光和自由氨基含量降低,导致其致敏性降低。超声波协同糖基化修饰是一种良好的降低蛋清粉致敏性的方法。

红外和CD光谱的HSA糖基化反应产物结构和反应进程分析

用干法制备糖基化产物。人血清白蛋白(HSA)与葡萄糖质量比1∶1,溶解混和均匀,经48h冷冻干燥,根据不同反应时间得到20个样本。旨在联合多光谱学技术(紫外、荧光、近红外、红外和圆二色光谱(CD光谱))分析人血清白蛋白糖基化前后二级三级结构和官能团的变化信息,以及分析不同反应时间对HSA糖基化产物结构特性的影响。实验结果表明:HSA与葡萄糖在干热条件下极易发生糖基化反应;随反应时间延长,蛋白质紫外吸收强度减弱,内源荧光吸收强度增强,糖基化反应增强,美拉德反应程度提高,蛋白质二级三级结构相应发生变化。反应到140min左右时,美拉德反应前期糖基化反应完全,生成Amadori产物,进一步加热反应到220min左右,反应进入中后期,开始生成醛酮类物质,反应到280min左右,蛋白质氨基酸与羰基化合物发生脱羧、脱氨反应。

不同改性方法对蛋清粉致敏性与功能性的影响

本文研究了热处理、糖基化、超声、超声预处理结合糖基化复合改性以及复合改性后再模拟体外消化对蛋清粉致敏性和功能性的影响。结果表明:热处理和超声改性均会增加蛋清粉的致敏性,分别提高了12.77%和20.84%;糖基化改性和复合改性后其致敏性分别降低了29.08%和43.9%,复合改性再模拟体外消化后致敏性进一步降低,最高降低了52.76%。热处理不能有效改善蛋清粉的功能性,而超声可以增强其乳化性能;糖基化后,蛋清粉的溶解性、乳化性能、抗氧化活性等功能性均得到不同程度的改善;复合改性后功能性有了更大提升,并且经消化后抗氧化活性显著增强。这说明复合改性可以更全面显著的改良产品品质,且经人体消化后仍能保持甚至提升。

罗非鱼鳞胶原肽亚铁螯合物制备工艺优化及结构表征

以罗非鱼鳞胶原肽与氯化亚铁盐为原料制备多肽亚铁螯合物,并对其最佳螯合条件及螯合物结构进行探究。以螯合物得率为指标通过单因素和响应面法对螯合条件进行优化;通过扫描电镜、傅里叶红外光谱、X衍射和氨基酸分析等方法对螯合物结构及氨基酸组成进行分析。结果表明,制备螯合物的最佳反应条件为pH 5.30,多肽浓度3.00%,多肽与铁质量比3.2∶1.0,该条件下螯合率为82%,螯合物得率为65.43%;通过氨基酸组成分析表明,氨基酸组成符合胶原多肽的成分特征,螯合后天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸含量增加;扫描电镜、红外光谱以及X衍射等结果表明多肽与亚铁盐以配位键结合成多肽亚铁螯合物。

彭泽鲫夏季低温休眠保活技术研究

首先测定彭泽鲫的休眠温度和冻结温度,再运用生态冰温学原理,确定其生态冰温范围为0~7℃。通过单因素与正交试验,确定彭泽鲫夏季保活的最佳技术条件为:暂养24h,降温休眠,鱼水质量比11,NaCl添加0.3%,(13±1)℃下纯氧保活。在最佳条件下进行验证实验,得出彭泽鲫的保活时间为148h。该保活技术可以有效延长彭泽鲫的夏季保活时间,减少用水量,降低污染。

动态高压微射流协同糖基化处理对β-乳球蛋白热稳定性和结构的影响

采用动态高压微射流(dynamic high pressure microfluidization,DHPM)协同葡聚糖糖基化处理对β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg)进行改性,研究其热稳定性和结构的变化。结果表明,β-Lg的峰顶温度为73. 48℃,经DHPM不同压力(40、80、120 MPa)处理后,其热稳定性先下降后上升,但经DHPM协同糖基化处理后,其热稳定性均呈上升趋势。理化分析结果显示,80 MPa DHPM协同糖基化处理的β-Lg具有最低的游离氨基酸含量(2. 20 mg/m L)和最高的褐变程度(A294=1. 092,A420=0. 062),说明DHPM预处理可以促进β-Lg-葡聚糖的糖基化反应,且80 MPa为最佳处理压力。结构分析表明,DHPM处理可明显提高β-Lg的表面疏水性和自由巯基含量,降低其内源荧光强度,使其发生二级结构变化。经DHPM协同糖基化处理后,β-Lg的表面疏水性有所降低,但仍高于天然β-Lg的表面疏水;自由巯基含量呈现先降低后升高趋势,在80 MPa时明显高于天然β-Lg,内源荧光强度随着压力的增加呈先降低后上升的趋势,但均明显低于天然β-Lg的内源荧光强度。因此,DHPM 80 MPa预处理样品具有最高的热稳定性和糖基化程度,且β-Lg的糖基化程度越高,其热稳定性越好。

基于固相微萃取-气相色谱-质谱法分析热风干燥对草鱼肉挥发性风味物质的影响

目的探索不同温度、不同时间热风干燥对草鱼肉挥发性风味物质的影响。方法在3种热风温度(30、40、50℃)条件下对草鱼片进行不同时间(0、2、6、12h)的干燥,采用固相微萃取-气相色谱-质谱法(solid-phasemicroextraction-gaschromatography-massspectrometry,SPME-GC-MS)分析挥发性风味物质,结合主成分分析(principalcomponentanalysis,PCA)、偏最小二乘法-判别分析(partialleastsquares-discriminant analysis,PLS-DA)和系统聚类分析(hierarchial-cluster analysis,HCA)进行多元统计分析。结果新鲜草鱼和不同温度(30、40、50℃)热风干燥草鱼片分别检测出28、44、39和36种挥发性风味物质,主要为脂肪氧化型风味物质,包括醛类、醇类、酮类、芳香化合物、酸类、酯类和烃类,对草鱼肉风味的改良和增香具有一定作用,其中,醇类和醛类物质含量较高。在干燥过程中,草鱼片中挥发性风味物质的种类总体呈现增加的趋势,其峰面积(浓度)呈现先上升后下降的趋势。多元统计学分析表明,不同干燥温度下草鱼肉挥发性风味物质具有较大差异,PC1和PC2之和为41.8%。此外,除去芳香族化合物,其中丁香酚、1-辛烯-3-醇、3-羟基-2-丁酮、己醛、己醇、2-辛烯-1-醇、棕榈酸、壬醛8种挥发性物质对干燥草鱼肉的整体风味贡献较大,可作为热风干燥草鱼肉中的标志性挥发性风味物质。结论热风干燥温度和时间对草鱼肉挥发性物质影响显著,干燥赋予草鱼肉醛类和醇类芳香。挥发性风味物质是热风干燥草鱼片过程中非常重要指标,可用于草鱼热加工样品的监测和品质评价。

糖基化鳕鱼小清蛋白消化过程中的致敏性

采用间接竞争ELISA、高效液相色谱等技术研究糖基化鳕鱼小清蛋白(PV)在体外模拟消化过程中致敏性及结构的变化规律。结果显示:糖基化PV经消化后其IgE/IgG结合能力显著降低,并于胃肠消化2 h时达到最低,3 h时略有增加;胃蛋白酶酶解产生的分子量<500 Da的肽段在胰蛋白酶的作用下会重新聚集;消化产物都出现新的发射峰并产生红移,发射峰的荧光强度也呈先降低后增加趋势。说明鳕鱼PV致敏性的变化与其结构的改变密切相关,糖基化改性结合模拟人体胃肠道消化可有效降低蛋白的致敏性。

超声波辅助糖基化对β-乳球蛋白消化过程中致敏性的影响

采用间接竞争ELISA、扫描电镜和动态光散射等技术,研究超声波结合乳糖糖基化修饰对β-乳球蛋白(β-Lg)在体外模拟消化过程中致敏性和结构变化的影响。结果表明:被修饰的β-Lg在消化过程中致敏性显著降低,胃肠消化的水解度也降低;被修饰的的β-Lg经胃消化形成更大的颗粒结构,在肠消化中发生聚集;消化后其荧光强度先升高后降低,最大发射波长出现红移。综上,超声波结合糖基化改性可有效降低β-Lg在消化过程中的致敏性,其致敏性变化与糖基化修饰对其结构的改变有关。

己糖修饰的糖基化卵清蛋白产物及其致敏性分析

研究了不同己糖修饰的糖基化卵清蛋白的接枝度、表面疏水性、紫外光谱、荧光光谱及致敏性变化。结果表明:半乳糖修饰的卵清蛋白糖基化程度最高,果糖修饰的最低;糖基化反应使卵清蛋白表面疏水性降低;紫外光谱和荧光光谱构象表征表明,糖基化过程中的热处理以及分子基团的改变破坏了卵清蛋白原有构象,使芳香族氨基酸外露,且半乳糖对卵清蛋白构象的破坏程度最高;糖基化反应使卵清蛋白致敏性降低,但果糖修饰的卵清蛋白的IgG/IgE结合力下降轻微,远低于半乳糖和葡萄糖的。