过氧自由基和丙二醛氧化对米糠蛋白结构、功能性质和消化性质的影响

发布时间：2020-04-18 16:11

【摘要】：我国米糠资源丰富,年产量高达1400万吨,且脱脂米糠中含有12%～18%的米糠蛋白。米糠蛋白具有低过敏性、氨基酸组成合理、生物效价高和高消化率等特点,引起了人们的重视。但米糠中含有12%～24%的脂肪,这些脂肪会在活性极强的内源脂肪水解酶和脂肪氧化酶的诱导下发生脂质水解和氧化酸败,米糠氧化酸败形成的脂质自由基和脂质活性产物可诱导米糠蛋白氧化。论文采用2,2'-盐酸脒基丙烷(2,2'-azobis(2-amidinopropane),AAPH)有氧热分解产生的过氧自由基和1,1,3,3-四甲氧基丙烷(1,1,3,3-teramethoxypropane,TMP)酸水解制备的丙二醛分别代表脂质过氧化反应中产生的脂质自由基和活性醛。重点研究了脂质过氧化产物中的过氧自由基和丙二醛对米糠蛋白结构、功能性质和消化性质的影响。依据米糠贮藏不同时间得到的米糠蛋白羰基值的变化范围确定AAPH和丙二醛的终浓度分别为:0、0.1、1、3、6、10mmol/L和0、0.01、0.1、1、10mmol/L。采用羰基、游离巯基、二硫键、傅里叶红外光谱、内源荧光光谱、表面疏水性、十二烷基硫酸钠-聚丙烯凝胶电泳、体积排阻色谱、粒径和Zeta电位等方法研究过氧自由基和丙二醛氧化对米糠蛋白结构的影响。结果发现,随着AAPH和丙二醛浓度的增加,米糠蛋白羰基含量从2.0 nmol/mg分别增加到7.09 nmol/mg、10.34 nmol/mg,游离疏基含量从23.97 nmol/m分别下降到 15.29 nmol/mg、10.12 nmol/mg,二硫键含量从 12.04 nmol/mg 分别增加到 14.69 nmol/mg、16.51 nmol/mg,α-螺旋含量从22.54%分别降低到19.41%、19.59%,内源荧光强度从610.1分别降低到506.5、307.7,表面疏水性从913.4分别降低到668.3、163.0,粒径从127.9分别增加到179.9、223.1。过氧自由基和丙二醛氧化均导致最大荧光峰位蓝移。过氧自由基和丙二醛对米糠蛋白造成相同氧化程度时(羰基值相近)对比可知,丙二醛氧化对米糠蛋白内源荧光、表面疏水性、Zeta电位、粒径的作用更显著,与此同时形成更多的氧化聚集体和非二硫共价交联物。采用溶解性、持水性、持油性、起泡能力、泡沫稳定性、乳化性和乳化稳定性来表征过氧自由基和丙二醛氧化对米糠蛋白功能性质的影响。结果发现,随着AAPH和丙二醛浓度的增加,米糠蛋白溶解性均先不变后下降,过氧自由基氧化米糠蛋白的持水持油性、起泡能力、泡沫稳定性、乳化性和乳化稳定性均先增加后下降,在AAPH浓度为3 mmol/L时达到最大值,最大值分别为:484.62%、302.12%、73.5%、56.0%、24.97 m2/g、165.46 min。丙二醛氧化米糠蛋白的持水持油性、泡沫稳定性先不变后下降,起泡性、乳化性和乳化稳定性持续下降。过氧自由基和丙二醛氧化显著改变了米糠蛋白的功能性质。二者相比较而言,丙二醛氧化对米糠蛋白功能性质的抑制作用较明显。通过95℃加热和未加热的方式处理过氧自由基和丙二醛氧化米糠蛋白,研究热处理和未热处理对过氧自由基和丙二醛氧化米糠蛋白体外胃蛋白酶消化性质的影响。结果发现,随着AAPH浓度的增加,未热处理的过氧自由基氧化米糠蛋白体外胃蛋白酶消化率、初始消化速率、消化产物分子量分布在500～1500 u的肽含量,均在AAPH浓度为1 mmol/L时达到最大值分别为35.01%、0.48△OD280/h、26.54%,消化产物抗氧化能力先上升后下降;热处理的过氧自由基氧化米糠蛋白体外胃蛋白酶消化率、初始消化速率、消化产物分子量分布在500～1500 u的肽含量均先不变后下降,消化产物清除ABTS+·能力和还原能力先不变后下降,清除DPPH·、O2-·、·OH能力以及金属螯合能力先上升后下降。随着丙二醛浓度的增加,未热处理的丙二醛氧化米糠蛋白体外胃蛋白酶消化率、初始消化速率、消化产物分子量分布在500～1500 u的肽含量、消化产物抗氧化能力均持续下降;热处理的丙二醛氧化米糠蛋白体外胃蛋白酶消化率、消化产物在500～1500 u的肽含量、消化产物抗氧化性也逐渐下降,米糠蛋白体外胃蛋白酶初始消化速率先不变后下降。在本文中,过氧自由基和丙二醛氧化对米糠蛋白体外胃蛋白酶消化性质的影响显著不同:当AAPH浓度较低时,促进了米糠蛋白体外胃蛋白酶的消化,而丙二醛氧化持续抑制了米糠蛋白体外胃蛋白酶的消化。过氧自由基和丙二醛氧化米糠蛋白经热处理后,显著提高了相同氧化体系中相同氧化程度的米糠蛋白体外胃蛋白酶消化性质和消化产物的抗氧化性。过氧自由基和丙二醛氧化显著改变了米糠蛋白体外胰蛋白酶消化性质。结果发现,随着AAPH浓度的增加,米糠蛋白体外胰蛋白酶消化率和初始消化速率均先上升后下降,米糠蛋白体外胰蛋白酶酶解产物清除ABTS+·、O2-·和·OH能力以及还原能力均先上升后下降,清除DPPH·和金属螯合能力先不变后下降。随着丙二醛浓度的增加,米糠蛋白体外胰蛋白酶消化率和初始消化速率均持续下降,米糠蛋白体外胰蛋白酶酶解产物清除ABTS+·、DPPH·、O2-·、·OH能力和金属螯合能力以及还原能力均持续下降。过氧自由基和丙二醛对米糠蛋白造成相同氧化程度时对比可知,丙二醛氧化对米糠蛋白体外胰蛋白酶的消化性质抑制更明显,当AAPH浓度较低时,对米糠蛋白体外胰蛋白酶的消化性质有促进作用。
【图文】：

米糠蛋白,过氧自由基,丙二醛

ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ邋ｏｆ邋ｒｉｃｅ邋ｂｒａｎ邋ｐｒｏｔｅｉｎ逡逑２．４．４过氧自由基和丙二醛氧化对米糠蛋白表面疏水性的影响逡逑过氧自由基和丙二醛氧化米糠蛋白表面疏水性如图２．４所示。随着逡逑ＡＡＰＨ和丙二醛浓度的增加，米糠蛋白的表面疏水性从９１３．４分别逐渐下降逡逑到６６８．３、１６３．０。丙二醛氧化造成米糠蛋白表面疏水性的下降幅度显著高于逡逑过氧自由基氧化。＼＼＾等［５８］采用过氧自由基氧化大豆蛋白时发现其表面疏水逡逑性呈现类似的变化趋势，并认为过氧自由基先诱导疏水侧链的氨基酸残基转逡逑化为亲水基团，再随之进入蛋白质内部，诱导内部氨基酸残基氧化，造成蛋逡逑２１逡逑

电泳图,米糠蛋白,过氧自由基,丙二醛

对分子质量，结果为清蛋白（５２．８５邋ｋｕ、７６．５１邋ｋｕ、９５．４３邋ｋｕ），球蛋白（７６．５１逡逑ｋｕ、１０３．１２邋ｋｕ），谷蛋白（１４邋ｋｕ、２０邋ｋｕ、３６．２９邋ｋｕ）和醇溶蛋白（１４邋ｋｕ）。逡逑不同浓度ＡＡＰＨ形成的过氧自由基氧化米糠蛋白电泳图如图２．５所示，，逡逑２２逡逑
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS210.9;TS201.21

【参考文献】