蟹类水产品过敏原及其致敏性消减技术研究进展

蟹类是我国重要的经济水产品,也是诱发过敏反应的主要食物之一。因此,了解蟹类水产品过敏原种类及抗原表位,探究有效的蟹类致敏性消减技术等极为迫切。阐明蟹类水产品过敏原及其抗原表位是消减其致敏性的重要前提,概述了国内外分离鉴定的蟹类水产品过敏原,包括原肌球蛋白、精氨酸激酶、肌质钙结合蛋白、磷酸丙糖异构酶、细丝蛋白c等;总结了利用生物信息学技术、噬菌体展示技术、一珠一化合物技术等定位分析蟹类水产品过敏原的线性表位和构象表位概况。比较了辐照技术、超声技术、美拉德反应技术、酶法交联技术、微生物发酵技术等现代加工处理方法,或修饰过敏原抗原表位或破坏过敏原蛋白质结构,从而消减蟹类水产品过敏原致敏性。着重分析了蟹类水产品过敏原的未来研究趋势,提出蟹类水产品过敏原结构与致敏性的构效关系解析是该领域的研究难点;对比了物理法、化学法、生物法在蟹类水产品致敏性消减方面的优缺点,提出未来重点发展复合加工处理方式,以便更大程度地降低过敏原致敏性,从而为低致敏性的蟹类食品或生物制品的开发提供技术依据。

水产食品过敏及其防控技术研究

食品过敏现象在全球范围内快速增长,尤其以鱼类、贝类和甲壳类等水产食品引发的过敏性疾病在亚洲的发病率较高,而一直未有标准化的根治手段。本文系统归纳水产食品致敏原分类鉴定及检测技术,加工处理降低水产食品致敏性,以及低致敏性衍生物和抗过敏营养组分等防控水产食品过敏的手段,为水产食品乃至其它食品过敏性疾病的防控提供参考。

蓝圆鲹分离蛋白酶解产物的制备及其抗大米淀粉老化特性

为了进一步拓展海洋鱼类蛋白在食品中的应用,以蓝圆鲹分离蛋白为原料,利用酶解改性得到溶解性良好的蓝圆鲹分离蛋白酶解物(BPIH),并研究其对大米淀粉(RS)短期老化的抑制作用。通过响应面法优化酶解改性工艺制备BPIH,并分别按RS的3%、6%、9%(质量百分比)进行添加。通过测定RS的凝沉性、动态黏弹性、热学特性以及微观结构分析评价BPIH的抗淀粉老化活性。结果显示,响应面法确定的最佳条件:酶底比5000;1(U/g)、酶解时间3 h、料液比1.00;3.81、酶解温度46.36℃、酶解pH 6.30,氮溶指数(NSI)实际值为85.41%±0.82%,与预测值86.37%接近。该酶解条件下BPIH水解度达到21.62%。BPIH中小于1000 u的肽占79.94%,主要为小分子低聚寡肽。加入BPIH可以减弱RS的凝沉现象,降低RS在4℃保存过程中的储能模量(G'),显著降低老化后RS的峰值温度(T_(p))和焓值(ΔHr);加入BPIH的大米淀粉,老化后微观结构有较大孔洞,提升了淀粉糊化后保留内部水分的能力。研究表明,BPIH能够抑制RS在4℃保存期间凝胶网络和微晶结构的形成,同时可能限制了淀粉分子间的聚集,抑制或延缓RS的短期老化。本研究为蓝圆鲹分离蛋白酶解物在食品蛋白配料中的应用提供理论参考。

葡萄糖糖基化对蓝圆鲹分离蛋白限制性酶解产物结构及功能特性的影响

为拓展蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)分离蛋白的应用范围,促进其高值化利用,以蓝圆鲹分离蛋白限制性酶解产物(Brown-striped mackerel scad protein isolate limited enzymatic hydrolysate,BPILH)为原料,采用葡萄糖对其进行糖基化反应,考察不同反应时间对BPILH结构与功能特性的影响。结果表明,葡萄糖与BPILH的糖基化反应程度与反应时间和色度呈正相关。结构表征结果显示,糖基化反应使α螺旋和无规则卷曲含量减少,并降低糖基化产物的内源荧光强度。此外,长时间的高温使蛋白质分子内部的疏水基团暴露,使其表面疏水性增加。溶解度在酸性、碱性条件下随着反应时间的延长呈现先升高后降低的趋势,其中,第8小时糖基化产物的溶解度在pH 10时达到最高值(90.49±0.01)%。乳化性随着反应时间的延长而增加,与第0小时相比,第12小时糖基化产物的乳化性提升了24.28%,乳化稳定性和持油性均随着反应时间的延长呈现先增加后减少的趋势,在第1小时乳化稳定性达到最高值(17.51±0.13)min,在第2小时持油性达到最高值(2.19±0.21)g·g^(-1)。因此,反应时间过长会对功能特性产生一定的负面影响,研究结果可为蓝圆鲹分离蛋白在食品配料蛋白中的应用提供一定的理论参考。

四种加工方式对皱纹盘鲍制品消化特性的影响

为了探讨不同加工方式对皱纹盘鲍制品消化特性的影响,分析了生鲜、煮制、罐制和干制4种方式对鲍鱼肌肉蛋白在消化酶作用下的分解情况。利用模拟胃肠液消化及SDS-PAGE比较分析不同加工方式对鲍鱼肌肉消化特性的影响,并通过扫描电镜观察4种加工方式下鲍鱼肌肉组织微观结构的差异。结果显示,与生鲜鲍鱼相比,经煮制的鲍鱼较易被消化,罐制加工产品最易被消化,而干制鲍鱼最难被消化。不同加工方式对鲍鱼肌肉的组织结构有较大影响。进一步对不同皱纹盘鲍制品模拟胃肠液消化终产物的生物活性进行研究,发现它们对血管紧张素转换酶(ACE)的抑制活性(IC50)依次为罐制(464.2μg/m L)<干制(665.4μg/m L)<煮制(775.7μg/m L)<生鲜(803.9μg/m L)。研究表明,不同加工方式对鲍鱼制品在机体内的消化特性及产物对ACE抑制活性存在差异,为优化鲍鱼制品生产加工提供了一定的参考。

生物酶法制备海带多酚的工艺研究

以海带为原料,采用酶法破壁技术和固相萃取技术,研究纤维素酶、果胶酶及其组成的复合酶对海带多酚溶出效果的影响,并确定最佳工艺条件。结果表明,选用果胶酶进行酶解破壁,最佳工艺条件为:加酶量20 000 U·kg^(-1),酶解p H值5.0,酶解温度60℃,酶解时间90 min,海带多酚提取率达1.68 g/kg;经固相萃取纯化后,海带多酚的高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)信号值提高了9.24倍,杂质峰明显减少,实现了海带多酚的高效纯化。

响应面法优化鲍鱼内脏中牛磺酸提取工艺的研究

以鲍鱼内脏为原料,采用单因素及响应面分析法(RSM)研究提取温度、提取时间、液固比、提取次数4个因素及其交互作用对牛磺酸提取量的影响,并利用高效液相色谱法以及扫描电子显微镜(SEM)对纯化的牛磺酸进行分析。建立各因素与牛磺酸提取量关系的数学回归模型,确定最佳水提条件为:提取温度94℃、提取时间140 min、固液比1∶4、提取次数4次。在此条件下,鲍鱼内脏中牛磺酸提取量为(12.82±0.23)mg·g^(-1),与数学回归模型的预测值13.00 mg·g^(-1)基本一致,回归模型能很好地预测鲍鱼内脏中牛磺酸的提取量。采用最优水提条件对鲍鱼内脏中牛磺酸进行水提,并经乙醇抽提、蒸发浓缩、沉淀、活性炭处理、结晶等步骤制备得到牛磺酸晶体,经高效液相色谱法检测其纯度为96.5%。通过扫描电子显微镜(SEM)观测,天然牛磺酸晶体呈细针状,表面较为粗糙。

鲈鱼干加工过程中热处理及内源酶对风味形成的影响

分别制备内源酶转化作用+轻度热处理(S1)、内源酶转化作用+高强度热处理(S2)、轻度热处理(S3)和高强度热处理(S4)的鲈鱼干,采用感官评价、固相微萃取结合气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)进行风味分析,运用偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)分析成分与感官属性间的相关性。感官分析结果表明,S1、S2、S3和S4风味轮廓存在显著差异。GC-MS检测结果表明正己醛、壬醛、正辛醛、丁子香酚、1-辛烯-3-醇、2,3-辛二酮、石竹烯和2,6-二叔丁基对甲酚等为鲈鱼干样品中主要挥发性成分;S1、S2、S3和S4挥发性成分差异明显,其中S1和S2挥发性成分含量显著高于S3和S4。PLSR相关性分析表明苯甲醛、癸烯醛、正辛醛、苯乙酮、庚醇和2-乙基己醇与鲈鱼干样品感官属性存在相关性。这几种物质含量在S1、S2、S3和S4中显著不同,对比发现S1和S2中己醛、苯乙酮和苯甲醛等物质由脂肪和氨基酸在内源酶作用下反应生成,提高了青草香和甜香;S3和S4中热处理促进了甘油三酯热氧化降解生成正辛醛、2-乙基己醇、癸烯醛、反-2-辛烯醛等物质,提高了橘香和脂香。此外,组织蛋白酶B在S1和S2中的酶活性远高于S3和S4。研究揭示了鲈鱼干制备过程中内源酶和不同强度热处理对风味的影响,为鲈鱼干制备工艺优化及深入了解水产食品风味形成机制提供了理论参考。

皱纹盘鲍副肌球蛋白的分离纯化及初步性质研究

为了研究鲍鱼肌原纤维中副肌球蛋白(PM)的性质,以皱纹盘鲍为原料,采用硫酸铵盐析和羟基磷灰石柱层析相结合的方法,从肌肉中纯化得到PM。利用肽质量指纹图谱测定其内部肽片段氨基酸序列;采用双向电泳测定其等电点;用圆二色谱研究其二级结构特征,进一步利用红外光谱对其官能团进行表征。SDS-PAGE结果显示,PM分子量约为97.0 ku。肽质量指纹图谱分析获得36条肽段共403个氨基酸残基,与盘鲍和太平洋牡蛎PM的一致性分别为99.7%和72.0%,表明纯化蛋白确为PM。双向电泳测得PM等电点约为5.4,证明其为一种酸性蛋白。圆二色谱结果显示,PM溶液在192 nm处有一正吸收峰,在208和223 nm处各有一负吸收峰,具有典型α-螺旋结构的特征谱峰型;其热变性温度为58.1°C。红外光谱分析结果进一步证实,PM具有完整的α螺旋结构。对鲍鱼PM理化特性进行研究,可为鲍鱼质构相关研究及鲍鱼制品深加工提供一定的理论基础。

褶牡蛎氨肽酶B的分离纯化和性质研究

氨肽酶是一类能特异水解蛋白质N端氨基酸残基的外切酶,在食品行业有着广阔的应用前景。以褶牡蛎(Alectryonella plicatula)为原料,通过硫酸铵盐析,DEAE-sepharose,phenyl-sepharose及羟基磷灰石柱层析,分离纯化得到了一种高效水解碱性氨基酸的氨肽酶,其活性能被氨肽酶特异性抑制剂bestatin有效抑制。双向电泳结果显示该酶的分子质量约为100 ku,pI约为5.8。通过肽质量指纹图谱对其进行鉴定得到12个肽段,共含138个氨基酸残基,这些氨基酸序列与太平洋牡蛎中嘌呤霉素敏感性氨肽酶一致,表明纯化的酶为氨肽酶B。褶牡蛎氨肽酶B的二级结构以无规卷曲与反向平行为主,其中无规卷曲占42.6%,反向平行占32.0%。动力学研究获得其K_m和k_(cat)值分别为1.5μmol/L和117.5 s^(-1),k_(cat)/K_m为78.3 L/(μmol·s)^(-1)。在35℃,pH值7.0的条件下,该酶具有最大催化活性,能高效水解氨肽酶底物Lys-MCA和Arg-MCA,释放出游离态的Lys和Arg,推测与牡蛎呈味相关。

利用陶瓷膜和超滤膜组合技术分离纯化天然牛磺酸

运用陶瓷膜和超滤膜组合技术对杂色蛤(Ruditapes philippinarum)蒸煮汤汁中的牛磺酸进行分离纯化,再经浓缩、醇沉、结晶、重结晶等步骤获得高纯度天然牛磺酸。利用高效液相色谱法测定牛磺酸纯度,并对其进行扫描电镜分析和急性毒性试验。结果显示,截留孔径为0.2μm的陶瓷膜在平均压力0.24 MPa、平均温度30℃、自然p H值下运行120 min后,平均膜通量为32.86 L/(m2·h),牛磺酸损失率为4.99%;截留分子质量为100 ku的超滤膜在平均压力0.84 MPa、平均温度30℃、自然p H值下运行210 min后,平均膜通量为19.97 L/(m2·h),牛磺酸损失率为5.51%。再经浓缩、醇沉、结晶处理后,可从10 L杂色蛤蒸煮汤汁中获得纯度为84%的天然牛磺酸18.87 g,重结晶后得纯度为98.7%的天然牛磺酸。扫描电子显微镜观测结果显示,天然牛磺酸晶体形态为长针状。急性毒性试验结果显示,天然牛磺酸的LD50>10 g/kg,属于实际无毒或无毒物质。

食品中过敏原及其检测方法的研究进展

食物过敏作为食品安全的热点问题在全球引起了广泛关注。目前食物过敏仍无有效的根治方法,严格避免摄入致敏食品仍是过敏性疾病防治的最有效方式。因此,食品中过敏原的识别鉴定、性质分析及检测方法的研究至关重要。本文针对八大类过敏食物,从分子结构、免疫学特性等方面介绍了常见食物过敏原的研究进展;归纳了现阶段用于食品中过敏原分析的常规检测方法,以及在此基础上发展而来的新兴检测方法,并比较分析了不同检测技术方法的优缺点。相比于植物源性过敏原,动物源性过敏原的相关研究有待深入,尤其是蛋白家族的确定及空间结构解析等是未来动物源性过敏原研究的重要方向;目前食品中常见过敏原的常规检测方法及新兴检测方法依然存在检测效率和准确性不高、成本昂贵等局限性,将不同技术方法相结合,建立高效、准确、低成本的过敏原检测方法仍是该研究领域发展的重要趋势。

胶原小肽和海藻糖对面包抗老化效果的研究

面包老化是影响其品质的重要因素。本文研究了胶原小肽及海藻糖对面包老化的影响。通过对放置0～7d面包的感官评价及质构(硬度、弹性、黏聚性和回复性)、比容、水分含量等指标的分析发现:单独添加胶原小肽时,添加量为0.5%～1.0%对面包品质有较好的改善;单独使用海藻糖时,1.5%添加量效果最好。胶原小肽与海藻糖共同作用能够更明显改善面包的品质并延缓面包的老化现象,其中,添加0.75%胶原小肽和1.5%海藻糖,对面包抗老化起到最佳的效果。

肠道菌群与食物过敏性疾病研究进展

食物过敏作为食品安全的热点问题在全球引起了广泛关注,食物过敏发病率的不断增加与肠道菌群结构和功能的变化密切相关。生活环境和膳食结构的改变、抗生素的使用等诸多因素都可引起肠道菌群失衡,而肠道菌群丰度和多样性的变化可导致肠道菌群与宿主免疫系统相互作用的变化,从而破坏口服耐受增加食物过敏的发病率。近年来,随着肠道菌群-宿主相互作用等相关研究的不断深入,调整肠道菌群结构为过敏性疾病的防治提供了新的思路,因而益生菌在预防和治疗食物过敏中的作用开始备受关注。本文首先从细胞和分子水平总结了口服耐受和食物过敏产生的相关机制,进一步综述了目前对于肠道菌群通过与宿主黏膜免疫系统相互作用调节食物过敏的相关机制研究,并探讨益生菌防治食物过敏的潜在机制,以期为益生菌在预防和治疗食物过敏中的应用提供理论依据。

贝类致敏原抗原表位及交叉反应的研究进展

贝类(Shellfish)包括甲壳类和软体类,具有很高的营养价值和经济价值。我国作为贝类生产及消费大国,由食用贝类引发的食物过敏问题日益增多。已报道的贝类食品致敏原有原肌球蛋白、精氨酸激酶、肌质钙结合蛋白、肌球蛋白轻链等。抗原表位是食品致敏原发挥作用的分子基础,明确不同致敏原的抗原表位,是深入分析其致敏性及交叉反应性的关键,也是定向消减致敏原致敏性的重要前提。本文介绍了贝类食品致敏原种类、抗原表位、交叉反应性和加工消减致敏原致敏性等方面的研究进展。

加工过程中褐藻岩藻黄素的特征光谱变化

以岩藻黄素特征光谱变化为指标,研究了光照、pH值、高温、高压等加工条件对岩藻黄素稳定性的影响。结果表明,岩藻黄素不仅在高温高压下会发生快速降解,光照及酸性环境也会导致其结构的缓慢破坏;但在避光及碱性环境下岩藻黄素较稳定。

坛紫菜蛋白的酶法提取及其理化性质

鲍鱼内脏中含有丰富的可分解藻类多糖的水解酶。为实现坛紫菜(Porphyra haitanensis)蛋白的高效提取和产业化制备,采用鲍鱼内脏酶对坛紫菜进行酶法破壁提取紫菜蛋白,并比较冷冻干燥与喷雾干燥对蛋白理化性质的影响。结果显示,鲍鱼内脏酶酶解坛紫菜提取蛋白的最佳条件为:加酶量7.6%、酶解时间2.8 h、酶解温度35℃、料液比质量体积比为1∶25,在该条件下获得的蛋白得率为(238.65±2.13)mg∙g^(−1)。观察坛紫菜的外观及细胞形态,发现鲍鱼内脏酶能显著破坏坛紫菜细胞壁。冷冻干燥坛紫菜蛋白(Freeze-dried P.haitanensis protein,FPP)在不同pH下的溶解性和乳化性能均优于喷雾干燥坛紫菜蛋白(Spray-dried P.haitanensis protein,SPP)(P<0.01),而SPP的表面疏水性与接触角均高于FPP(P<0.01)。扫描电镜结果显示,FPP为表面光滑的片状结构,而SPP呈大小较为均一、表面有凹槽的球状颗粒。综上,鲍鱼内脏酶能有效破坏坛紫菜细胞壁,使水溶性蛋白溶出。制备得到的蛋白均具有良好的理化特性,其中冷冻干燥所制备蛋白的理化性质更佳。

利用牡蛎制备ACE抑制肽的工艺优化

运用正交试验和响应面法优化牡蛎血管紧张素转换酶(angiotensin-Ⅰconverting enzyme,ACE)抑制肽的分步酶解制备工艺。采用复合蛋白酶和碱性蛋白酶对牡蛎进行分步酶解,以十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)分析和ACE抑制率为考核指标优化工艺参数。结果表明,第1步复合蛋白酶最佳工艺参数为:料液比1∶4、加酶量1.2%、pH 7.0、反应温度50℃、酶解时间1 h;第2步碱性蛋白酶最佳工艺参数为:加酶量0.42%、pH 8.3、反应温度53℃、酶解时间73 min。凝胶过滤色谱法测得牡蛎酶解液分子质量在3 000 D以下小肽所占比例为99.72%,其ACE抑制活性IC50为0.8 mg/mL。同时,氨基酸组成分析表明,牡蛎肽中Glu含量最高,Cys含量最低;必需氨基酸和疏水性氨基酸含量分别占总氨基酸的36.6%和37.2%。本研究制备的低分子质量、高ACE抑制活性牡蛎肽,可为牡蛎资源的开发利用提供理论参考。

魔芋胶对南美白对虾肌原纤维蛋白凝胶特性的影响

为探究魔芋胶(konjac glucomannan,KGM)对南美白对虾肌原纤维蛋白(shrimp myofibrillar protein,SMP)凝胶性能的影响,将KGM与SMP按不同比例(1∶50、1∶20、1∶10)进行复配制备复合凝胶体系SK50、SK20、SK10,通过测定表面疏水性、内源性荧光、浊度及粒径、流变学、红外光谱、蛋白变化及凝胶微观结构,研究复合体系的凝胶特性变化。结果表明,SMP及SMP-KGM复合体系的表面疏水性、浊度及粒径随着KGM添加量的增大而增大,流变学分析表明SMP及SMP-KGM复合体系均出现剪切稀化现象,且SK20的G’值最高,其凝胶的结构稳定性最好。红外光谱分析表明SMP及SMP-KGM复合体系组的光谱特征带相似,表明无明显的基团生成。十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明KGM的加入并没有引起蛋白条带的明显变化,相较于未加热组,加热后样品中肌球蛋白重链、副肌球蛋白以及肌动蛋白的条带明显减弱,说明加热能促使三者发生热聚合反应。扫描电镜与分形维数分析表明,随着KGM添加量的增加,形成了致密有序的凝胶。结果表明,一定量的KGM添加能有效提升虾糜的凝胶特性,提高虾糜类产品品质。

长牡蛎(Crassostrea gigas)不同组织中蛋白酶的分布及冷藏过程中酶活力与鲜度变化

以长牡蛎(Crassostrea gigas)为研究对象,采用酶活力测定和Western blotting鉴定牡蛎不同组织中氨肽酶、胰蛋白酶型丝氨酸蛋白酶、组织蛋白酶等几种主要蛋白酶的分布,探讨牡蛎肉在4℃冷藏过程中酶活力和鲜度指标的变化规律。结果显示:在牡蛎的外套膜、鳃、闭壳肌和性腺-内脏团四种组织中,亮氨酸氨肽酶、丙氨酸氨肽酶、精氨酸氨肽酶均有较高酶活力;胰蛋白酶型丝氨酸蛋白酶主要分布于性腺-内脏团,在另外三种组织中活性较低;组织蛋白酶B和B+L绝大部分在性腺-内脏团中表达。在4℃冷藏过程中,酶活力发生明显变化,经7d冷藏后,性腺-内脏团中亮氨酸氨肽酶的酶活力为初始值的25.15%,丙氨酸氨肽酶的酶活力为初始值的31.65%,精氨酸氨肽酶的酶活力为初始值的23.19%;组织蛋白酶B和B+L的酶活力分别是初始值的2.59和4.23倍;胰蛋白酶型丝氨酸蛋白酶酶活力上升44%。随着冷藏时间的延长,牡蛎的鲜度指标发生变化:牡蛎pH值呈现先降低,9d后上升的趋势;氨基酸态氮含量由初始的(0.26±0.05)g/100g增加至第7d的(0.31±0.03)g/100g;挥发性盐基氮含量从(5.60±0.64)mg/100g上升至第7d的(17.50±0.37)mg/100g;SDS-PAGE分析显示,牡蛎冷藏过程中四种组织的蛋白质均发生了不同程度的降解。本研究揭示了牡蛎在短期冷藏过程中几种主要蛋白酶和鲜度指标的变化规律,为牡蛎的冷藏保鲜提供了参考。