Progress and Application of Plastein Reaction in Food Proteins

Plastein reaction is considered a reversal of the usual protein hydrolysis by proteinase, which was applied to prepare a higher-molecular, protein-like substance. It can improve biological value and functional properties of food proteins, meliorate flavor of protein hydrolysates and, especially, provide a way to synthesize new sources of proteins. Although the mechanism（s） of the plastein reaction is not clarified, it will have great values in food industry with the development of technologies in enzymology and microbiology.

酶法制备联合Plastein反应修饰牡蛎ACE抑制肽工艺优化

以牡蛎为原料,采用酶解联合Plastein反应修饰的方法,获得高活性血管紧张素转换酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制肽。以ACE抑制率和水解度为指标,对比胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶这5种蛋白酶对牡蛎肉的酶解效果,筛选出木瓜蛋白酶最佳。通过单因素试验和正交试验对酶解工艺进行优化,得到最佳酶解工艺为料液比1∶8(g/m L)、加酶量2.0%、温度65℃、时间1.0 h、pH6.0,此条件下酶解产物的ACE抑制率可达到63.30%,在此基础上采用Plastein反应对酶解产物进行修饰,以游离氨基酸减少量和ACE抑制率为指标,考察反应过程中酶种类、底物质量分数、加酶量、时间和温度对修饰结果产生的影响。通过该反应的修饰,得到选用中性蛋白酶、底物质量分数40%、加酶量1.0%、温度30℃、时间2.5h、pH7.0时,ACE抑制率最高可达82.31%,比修饰前提高了19%。

马铃薯蛋白ACE抑制肽的Plastein反应修饰研究

以马铃薯为原料提取马铃薯蛋白,采用胰蛋白酶水解马铃薯蛋白,制备ACE抑制肽,利用类蛋白反应(Plastein反应)修饰获得ACE抑制肽。研究添加氨基酸的种类、酶与底物浓度比([E]/[S])、反应pH、温度和时间5个因素对ACE抑制肽抑制率的影响。结果表明,Plastein反应修饰的最佳条件为:底物浓度30.0%,反应温度43.68℃、pH值8.05、加酶量3 565.05U/g,反应时间3.0h。经Plastein反应修饰,产物的ACE抑制率可以达到(82.89±0.05)%,较未经修饰的提高了1.35倍。

泥鳅蛋白抗氧化肽的Plastein反应修饰研究

采用中性蛋白酶水解泥鳅蛋白制备抗氧化肽,以DPPH自由基清除能力为指标,用木瓜白酶对泥鳅蛋白抗氧化肽进行Plastein反应修饰研究。通过单因素试验研究了外源氨基酸种类、pH值、时间、E/S、温度和外源氨基酸的添加量对泥鳅蛋白抗氧化肽Plastein反应修饰的影响,在此基础上采用响应面法对泥鳅蛋白抗氧化肽Plastein反应修饰工艺进行了优化。结果表明,泥鳅蛋白抗氧化肽Plastein反应修饰的最佳条件为:底物浓度40%、组氨酸添加量为0.5 mmol·g-1、E/S为1 782.49 U·g-1、pH值9.0、温度35℃、时间3 h,此条件下制备的Plastein反应修饰产物的抗氧化活性是修饰前的1.99倍,其对DPPH自由基的清除率为(77.98±0.08)%。

耦合Plastein反应的大豆蛋白降压肽酶法制备技术

利用碱性蛋白酶酶解大豆分离蛋白,制备出水解度为16.6%的大豆蛋白水解物,随后对水解物进行Plas-tein反应修饰。利用响应面分析优化修饰反应条件,得到适宜参数:底物质量分数45%、酶添加量275U/g蛋白质、反应时间3～4h、温度30℃。制备修饰反应程度不同的9种修饰产物并评价其体外ACE抑制活性,发现修饰产物的IC50值为0.64～1.30mg/mL,均小于大豆蛋白水解物IC50值(1.45mg/mL)。排阻色谱分析结果确认,修饰产物中有更多的高分子质量肽段存在。结果显示,大豆蛋白的酶解以及耦合Plastein反应修饰,是一种制备高ACE抑制活性大豆蛋白降压肽的新技术。

酪蛋白水解物的Plastein反应修饰及ACE抑制活性变化

采用中性蛋白酶水解酪蛋白,一定条件下制备水解度为13.0%、IC50质量浓度为40.4 mg/L的酪蛋白水解物。利用中性蛋白酶对所制备出的水解物进行plastein反应修饰,以反应体系的游离氨基量的变化为评价指标,通过单一因素试验研究酶添加量、底物质量分数、反应时间和反应温度对修饰反应的影响。结果表明,适宜的反应条件为中性蛋白酶添加量3 kU/g蛋白质、底物质量分数60%、反应时间6 h、反应温度20℃。制备5个不同反应程度的修饰产物,ACE抑制活性分析结果显示,修饰产物的IC50降至14.7~31.1 mg/L,表明中性蛋白酶催化的plastein反应修饰提高酪蛋白水解物的ACE抑制活性,且ACE抑制活性的提高程度与plastein反应程度有关。

酪氨酸存在下酪蛋白水解物的Plastein反应修饰与抗氧化活性影响

利用木瓜蛋白酶水解酪蛋白,然后添加酪氨酸于酪蛋白水解物并进行Plastein反应修饰。利用响应面分析法对Plastein反应条件进行优化,以反应体系的游离氨基含量减少量为响应值,得到适宜的Plastein反应条件为:酪蛋白水解物浓度50%,木瓜蛋白酶添加量500U/g蛋白质,酪氨酸添加量2.25mol/mol水解物游离氨基,反应温度35℃,反应时间4.5h。对制备出的3个不同修饰程度的产物的抗氧化活性进行分析,结果表明修饰产物对DPPH游离基和ABTS.+的清除能力有显著提高。排阻色谱分析结果显示,修饰产物中肽分子组成发生了显著变化。

脯氨酸存在下酪蛋白ACE抑制肽的Plastein反应修饰

利用枯草杆菌碱性蛋白酶水解酪蛋白制备ACE抑制肽,其IC50为47.1μg/mL;采用相同酶催化ACE抑制肽和脯氨酸进行Plastein反应,对ACE抑制肽进一步修饰,并用响应面分析法优化反应条件。在ACE抑制肽质量分数为35%,反应时间为6h,以反应体系游离氨基减少量为指标,得到适宜的反应条件为:温度为47.8℃、脯氨酸比例为0.54、酶添加量为9.5kU/gpro,此条件下体系游离氨基减少量约195.7μmol/gpro。在适宜条件下改变反应时间对酪蛋白ACE抑制肽进行不同程度的Plastein反应修饰,制备出6个修饰程度不同的多肽混合物并测定它们的ACE抑制活性、计算其IC50值。结果表明:修饰产物的ACE抑制活性随修饰程度的增加不规则变化,当反应体系的游离氨基减少量为195.7μmol/gpro时,修饰产物的IC50降低至0.2μg/mL。

双孢蘑菇源抗氧化肽的Plastein反应修饰研究

本文以对DPPH自由基的清除能力为指标,对双孢蘑菇源抗氧化肽进行Plastein反应修饰研究。通过单因素试验研究了蛋白酶种类、氨基酸种类、pH值、温度对双孢蘑菇源抗氧化肽Plastein反应修饰的影响,在此基础上采用正交试验优化了双孢蘑菇源抗氧化肽的Plastein反应修饰工艺。结果表明,双孢蘑菇源抗氧化肽的最佳Plastein反应修饰条件为:以菠萝蛋白酶、天冬氨酸对双孢蘑菇源抗氧化肽进行Plastein反应修饰,pH2.0,温度50℃。该条件下制备的Plastein反应产物的抗氧化活性大约是修饰前的4倍,提示Plastein反应是提高抗氧化肽抗氧化活性的有效方法。

酶法联合Plastein反应制备海参肠调味料

为制备风味良好的海参肠调味料产品,该研究以海参肠为原料,采用酶解方法和Plastein反应修饰的方法,获得味道鲜美的调味料。以感官评分为指标,对比中性蛋白酶、风味蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶这5种蛋白酶对海参肠的酶解效果,通过单因素探究料液比、加酶量、酶解温度的最适条件。采用Plastein反应对酶解产物进行脱腥处理,以游离氨基酸减少量和脱腥率为指标,考察Plastein反应过程中酶的种类、底物质量分数、加酶量、时间和温度对脱腥结果产生的影响。经过单因素和响应面实验优化后,获得Plastein反应最佳脱腥工艺。最后对最终产品进行游离氨基酸成分分析。结果表明,风味蛋白酶的最佳酶解工艺为:料液比1∶8(g/mL),加酶量0.5%,温度50℃,时间4 h,此条件下酶解产物鲜味浓郁,但略有腥味。最佳脱腥工艺为中性蛋白酶加酶量3.40%,底物浓度20%,温度57℃,时间100 min,所得调味料味道鲜美,无腥臭味道。游离氨基酸组成分析显示,经过Plastein反应后,必需氨基酸从反应前的45.67%增加到46.88%,6种呈味氨基酸(Gly、Ala、Asp、Thr、Ser和Glu)占总氨基酸含量的35.77%,脱腥后的修饰物有一定的海鲜风味。

南瓜籽ACE抑制肽的Plastein反应修饰及分离鉴定

为进一步提升南瓜籽多肽的ACE抑制活性,利用Plastein反应对南瓜籽ACE抑制肽进行修饰,探究底物质量分数、反应温度、反应时间以及3种外源氨基酸添加量对ACE抑制率的影响。采用超滤和Sephadex G-25柱层析等分离修饰产物,并利用LC-MS/MS鉴定肽序列。结果表明:Plastein反应修饰的最佳条件为底物质量分数45%,反应温度20℃,反应时间3 h;分别添加亮氨酸、苯丙氨酸或甘氨酸均能显著提升修饰产物的ACE抑制率,其中添加0.5 mmol/g亮氨酸时,修饰产物的ACE抑制率最高,比修饰前提高了24.50百分点;经超滤和Sephadex G-25柱层析分离,获得ACE抑制率达89.61%的组分,经LC-MS/MS鉴定出76个肽段,固相合成其中4种多肽IFH、IFF、LAAF、DFHPR,其抑制ACE的IC_(50)分别为1.55、2.24、3.79 mmol/L和7.86 mmol/L。综上,Plastein反应修饰可显著改善南瓜籽ACE抑制肽的ACE抑制活性,经超滤和Sephadex G-25柱层析分离,可获得高ACE抑制活性的南瓜籽ACE抑制肽。

Plastein反应修饰对核桃血管紧张素转化酶抑制肽活性及稳定性影响研究

通过Plastein反应对两步酶解法制备的核桃血管紧张素转化酶(angiotensinⅠconverting enzyme,ACE)抑制肽进行修饰,研究了底物质量分数、反应温度、反应时间以及添加外源氨基酸对该反应的影响。经过Plastein反应修饰后,未添加外源氨基酸的Plastein反应产物的ACE抑制率达到最高,为90.67%。对Plastein反应产物进行稳定性研究,结果表明该产物在较低温度(0~60℃)、较低离子浓度(0~2 mol/L Na^(+))下具有较好的结构稳定性;高浓度的变性剂(尿素、十二烷基硫酸钠)会破坏其结构稳定性。采用圆二色光谱研究Plastein反应产物的结构变化,结果表明Plastein反应促进了变性肽段重新扭曲折叠,导致其α-螺旋和β-折叠的变化。X-射线衍射分析表明,31.7°和45.5°的结晶峰强度变强,更为显著的是在56.4°、66.1°、75.3°和84.1°出现新的结晶峰,原子的空间排布发生了变化,说明该反应改变了ACE抑制肽的结构,从而提高了ACE抑制肽的活性。

类蛋白反应条件及其机理探讨

文章介绍了类蛋白反应的历史、反应条件、反应机理、产物物理化学特性以及其在食品行业潜在的应用,并详细阐明了类蛋白反应各种反应机制在类蛋白反应产物形成过程中的贡献。

大米蛋白酶水解条件及水解度对合成类蛋白的影响

观察了胰蛋白酶、碱性蛋白酶和胃蛋白酶水解米渣蛋白的条件及其水解度对合成类蛋白反应的影响。结果表明:胰蛋白酶、碱性蛋白酶和胃蛋白酶水解大米蛋白的最适温度分别为50℃、60℃和60℃,最适起始pH值分别为10.0、11.0和1.0,底物浓度分别为7%、5%和5%,E/S为1%、3%和7%,水解时间为4 h;该条件下,3种酶水解大米蛋白的水解度分别为54.0%、71.4%和57.3%,氮收率分别为56.3%、73.8%和58.1%;随着水解时间的延长,胰蛋白酶和胃蛋白酶水解产物中肽类组分变化小,而碱性蛋白酶水解产物中小分子的组分显著增加;大米蛋白水解产物的水解度对类蛋白反应的产率有显著影响,以胃蛋白酶为类蛋白合成酶时,大米蛋白的胰蛋白酶、碱性蛋白酶和胃蛋白酶水解产物的水解度分别在54.0%、71.4%和69.1%时,合成类蛋白的产率最高,分别为2.6%、17.5%和15.2%。

酪蛋白水解物的酶法修饰优化与抗氧化活性改善

利用木瓜蛋白酶对酪蛋白水解,并对所得到的水解物进行类蛋白反应修饰,制备高活性抗氧化肽。以水解物的游离氨基含量变化为响应值,利用响应面分析法对类蛋白反应条件进行优化,得到适宜条件为:酶添加量为500 U/g,温度30℃,底物质量分数50%,反应时间5.6 h。毛细管电泳分析确认,水解物经类蛋白反应修饰后肽分子组成发生变化。抗氧化活性分析结果表明,所制备的3个修饰产物对3种自由基的清除能力显著提高。

类蛋白反应修饰海地瓜酶解物及ACE抑制肽的制备

采用类蛋白反应修饰海地瓜体壁蛋白酶解物,制得修饰肽的血管紧张素转换酶(ACE)抑制活性与原酶解液的活性相比显著提高;模拟消化实验结果表明,修饰肽与胃肠蛋白酶作用后可增强其降压活性;细胞毒性实验结果表明,样品浓度在低于10 mg/mL时对犬肾细胞(MDCK)无毒性,且低浓度可以促进细胞生长.采用超滤、Sephadex G-15凝胶柱层析和RP-HPLC等分离技术纯化修饰产物,得到高活性ACE抑制肽(IC50值为3.67μmol/L),序列结构为NQNFVQYTTNT.紫外光谱分析结果表明,修饰肽与ACE结合可引起吸光度变化.用SYBYL软件对抑制肽与ACE活性位点进行模拟对接,发现该抑制肽能与ACE很好地结合.

罗非鱼下脚料蛋白合成类蛋白反应的工艺优化

以罗非鱼下脚料为原料,采用Alcalase蛋白酶对其进行控制酶解,制备不同水解度的罗非鱼下脚料酶解蛋白,在此基础上添加胃蛋白酶对其进行合成类蛋白反应的研究。以类蛋白产率为指标,在反应温度恒定(37℃)的条件下,通过单因素实验,确定底物水解度为40%、反应时间24h,选取底物浓度、加酶量和pH值3个因素进行响应面实验,通过响应面分析法优化合成类蛋白反应的最佳工艺组合为:底物浓度44.16%,加酶量4.12%,pH值5.08;在此条件下,类蛋白产率达到(10.08±0.03)%,与响应面二次模型预测值(10.11%)无显著差异。

类蛋白反应法改性水解明胶的条件

研究了在木瓜蛋白酶作用下蛋氨酸酯与水解明胶进行类蛋白反应的条件,利用单因素实验并通过主成分分析法对几个评价指标进行综合评定,得出最佳反应条件为:氨基酸酯采用蛋氨酸月桂醇酯、底物浓度为4 0 % ,反应时间为6h ,加酶量为0 1%水解明胶,加酯量为0 0 2 5mol/10 0g水解明胶,反应温度为5 5℃,pH为6 0。

合成类蛋白反应与食物蛋白品质改良

合成类蛋白反应在控制食物蛋白营养性和功能性方面显示出巨大的潜力,已成为食品工业的研究热点。综述了其目前存在的各种不同反应机制、反应的影响因素以及其在食物蛋白加工领域的应用研究。

类蛋白反应在食品蛋白质和活性肽研究中的应用

文章综述类蛋白反应的化学机制,以及其在食品蛋白质研究工作中的应用。同时,介绍类蛋白反应在改善生物活性肽的ACE抑制作用和抗氧化活性方面的新应用,以及可能的机制—肽分子结构重组机制。