不同温度处理对红芸豆蛋白热稳定性及结构的影响
发布时间：2022-02-10 17:44
为探究加热过程中红芸豆分离蛋白（Red Kidney Bean Protein Isolate, KPI）溶解特性和结构特性变化及评估不同温度（50～95℃）处理对KPI溶液热聚集特性的影响,该研究以不同温度处理KPI溶液为研究对象,采用热力学和光谱学对其热聚集特性进行分析。结果表明:随处理温度升高,红芸豆蛋白溶解度呈先升后降趋势,70℃时蛋白溶解度达到最高值82.68%,温度升高至95℃时,溶解度下降至65.63%;电泳结果显示,90℃处理蛋白上清液电泳图谱中出现一条分子量约为135kDa的新条带。随温度升高,总巯基数量则呈下降趋势,游离巯基呈先升后降趋势。随温度上升,加热造成蛋白α-螺旋结构占比呈下降趋势,不规则结构占比呈上升趋势,β-折叠和β-转角变化幅度不大,而KPI内源荧光的最大发射波长呈红移趋势。研究结果为红芸豆食品热加工工艺优化和质量控制提供了理论基础。
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(19)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同温度条件下KPI溶解度和KPI的差示扫描量热分析图谱
浊度值反映蛋白溶液的聚集程度，浊度值越大，蛋白聚集程度越高。对比图1和图2，可以得知70～95℃区间内，红芸豆蛋白的溶解度与浊度值呈负相关。热聚集既可以形成不溶性聚集体也可以形成可溶性聚集体，这都会导致蛋白质溶解度的下降，但只有形成不溶性聚集体才会造成蛋白质的沉淀。因此，随温度升高，热聚集加剧，浊度升高而蛋白溶解度下降。2.3 不同温度处理红芸豆蛋白SDS-PAGE
芸豆蛋白主要由豌豆球蛋白（Vicilin）和豆球蛋白（Legumin）组成。豌豆球蛋白是一类7S球蛋白，常被称为菜豆球蛋白（Phaseolin），它由3～5个亚基组成，占整个蛋白含量的50%。菜豆球蛋白是由α-，β-和γ-球蛋白组成的三聚体，且分子量分布在43～53 k Da[28]。豆球蛋白是一类11～12S球蛋白，它由酸性亚基和碱性亚基组成，酸性亚基和碱性亚基解离成单一组分时常常和豌豆球蛋白发生共沉淀。分子量为47 k Da的亚基条带是豌豆球蛋白，而且其亚基之间没有二硫键相连。因此在图3中可以看到，菜豆球蛋白在非还原和还原电泳图谱中没有明显差别。图3中31、25、21和18 k Da的亚基条带一般被认为属于植物凝集素[29]。由图3可知，红芸豆蛋白非还原和还原电泳图谱中亚基分布相似，说明红芸豆蛋白质亚基缔结形成过程中几乎没有二硫键的参与。非还原电泳图谱中，80～95℃浓缩胶顶部出现明显条带，而这些条带在50～70℃的电泳图谱中未出现，说明随温度增加红芸豆蛋白发生聚集并形成大分子可溶性聚集体，这些条带同样出现在还原电泳图谱中，说明并没有因还原电泳中添加的β-巯基乙醇而发生分子量变小的现象，因此推测这些大分子可溶性聚集体不是通过非二硫键形成的。随温度变化，红芸豆蛋白亚基分布在50～80℃范围内未有变化；90℃时，90 k Da附近的亚基明显变浅，而且在135 k Da附近出现一条明显的条带。当加热至95℃时，90 k Da附近的亚基条带消失，而45和135 k Da附近的亚基条带变浅。对照图1、图2结果，可以得知温度升高会促使蛋白亚基的聚集，而就热聚集程度而言，90 k Da附近的亚基条带在加热过程中最易发生聚集，它是造成加热过程中溶解度降低和浊度上升的主要原因，而135 k Da附近的两条亚基条带次之，45 k Da附近的豌豆球蛋白热聚集程度最低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]巴氏杀菌和超巴氏杀菌对牛乳清蛋白结构及热稳定性的影响[J]. 王喜波,张安琪,王玉莹,崔强,周国卫,王琳. 农业工程学报. 2019(06)
[2]大豆蛋白热变性程度对速溶豆腐花粉凝胶成型的影响[J]. 陶汝青,夏宁,滕建文,韦保耀. 农业工程学报. 2017(11)
[3]干燥方法对大豆分离蛋白热诱导聚集体的影响[J]. 李向红,刘展,李伟,华欲飞,裘爱泳. 农业工程学报. 2008(10)
本文编号：3619257
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(19)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同温度条件下KPI溶解度和KPI的差示扫描量热分析图谱
浊度值反映蛋白溶液的聚集程度，浊度值越大，蛋白聚集程度越高。对比图1和图2，可以得知70～95℃区间内，红芸豆蛋白的溶解度与浊度值呈负相关。热聚集既可以形成不溶性聚集体也可以形成可溶性聚集体，这都会导致蛋白质溶解度的下降，但只有形成不溶性聚集体才会造成蛋白质的沉淀。因此，随温度升高，热聚集加剧，浊度升高而蛋白溶解度下降。2.3 不同温度处理红芸豆蛋白SDS-PAGE
芸豆蛋白主要由豌豆球蛋白（Vicilin）和豆球蛋白（Legumin）组成。豌豆球蛋白是一类7S球蛋白，常被称为菜豆球蛋白（Phaseolin），它由3～5个亚基组成，占整个蛋白含量的50%。菜豆球蛋白是由α-，β-和γ-球蛋白组成的三聚体，且分子量分布在43～53 k Da[28]。豆球蛋白是一类11～12S球蛋白，它由酸性亚基和碱性亚基组成，酸性亚基和碱性亚基解离成单一组分时常常和豌豆球蛋白发生共沉淀。分子量为47 k Da的亚基条带是豌豆球蛋白，而且其亚基之间没有二硫键相连。因此在图3中可以看到，菜豆球蛋白在非还原和还原电泳图谱中没有明显差别。图3中31、25、21和18 k Da的亚基条带一般被认为属于植物凝集素[29]。由图3可知，红芸豆蛋白非还原和还原电泳图谱中亚基分布相似，说明红芸豆蛋白质亚基缔结形成过程中几乎没有二硫键的参与。非还原电泳图谱中，80～95℃浓缩胶顶部出现明显条带，而这些条带在50～70℃的电泳图谱中未出现，说明随温度增加红芸豆蛋白发生聚集并形成大分子可溶性聚集体，这些条带同样出现在还原电泳图谱中，说明并没有因还原电泳中添加的β-巯基乙醇而发生分子量变小的现象，因此推测这些大分子可溶性聚集体不是通过非二硫键形成的。随温度变化，红芸豆蛋白亚基分布在50～80℃范围内未有变化；90℃时，90 k Da附近的亚基明显变浅，而且在135 k Da附近出现一条明显的条带。当加热至95℃时，90 k Da附近的亚基条带消失，而45和135 k Da附近的亚基条带变浅。对照图1、图2结果，可以得知温度升高会促使蛋白亚基的聚集，而就热聚集程度而言，90 k Da附近的亚基条带在加热过程中最易发生聚集，它是造成加热过程中溶解度降低和浊度上升的主要原因，而135 k Da附近的两条亚基条带次之，45 k Da附近的豌豆球蛋白热聚集程度最低。
【参考文献】：
期刊论文
[1]巴氏杀菌和超巴氏杀菌对牛乳清蛋白结构及热稳定性的影响[J]. 王喜波,张安琪,王玉莹,崔强,周国卫,王琳. 农业工程学报. 2019(06)
[2]大豆蛋白热变性程度对速溶豆腐花粉凝胶成型的影响[J]. 陶汝青,夏宁,滕建文,韦保耀. 农业工程学报. 2017(11)
[3]干燥方法对大豆分离蛋白热诱导聚集体的影响[J]. 李向红,刘展,李伟,华欲飞,裘爱泳. 农业工程学报. 2008(10)
本文编号：3619257
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