农业技术

丙二醛氧化对核桃分离蛋白结构及乳化性的影响

电脑版    更新时间:2021-10-11 23:14  拨打电话:

研究脂类过氧化作用的最终产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)对核桃分离蛋白(walnut protein isolate,WPI)结构和乳化性能的影响,在分子水平上探讨这种氧化对WPI结构修饰与功能影响机制,为核桃蛋白抗油脂产物氧化及对乳化性功能的损伤提供理论依据。

采用酸沉碱溶法分离核桃蛋白,加入1,1,3,3-四乙基环丙烷制备的产物MDA最终浓度分别为0、0.1、1、5、10和20 mmol·L-1,在室温下与WPI反应24 h,通过透析去除MDA,再真空冷冻干燥制备MDA氧化核桃蛋白。测定氧化蛋白标记性基团(巯基、二硫键、氨基和羰基)、物理化学性质(溶解度、浊度、疏水性、粒径和Zeta电位)及蛋白的乳化功能性等。


MDA氧化造成核桃蛋白溶解度从68.74%下降到11.88%,特别是5—20 mmol·L-1 MDA对溶解度有显著影响(P<0.05),但对蛋白溶液的浊度影响不大(其所有值保持在0.32左右);在蛋白分子基团修饰方面,0—1 mmol·L-1 MDA对总巯基、二硫键、自由氨基和羰基含量影响不大,但5 mmol·L-1以上浓度的MDA对总巯基和自由氨基含量的降低及对二硫键和羰基含量的上升影响显著(P<0.05);聚丙烯酰胺凝胶电泳结果也显示较高浓度MDA对二硫键的含量增加影响显著,并促进核桃蛋白分子间(内)形成了还原性二硫键和非还原性共价键。在低于0.1 mmol·L-1的MDA中氧化并不影响核桃蛋白二级结构,而在1 mmol·L-1 MDA以上则能显著降低α-螺旋和β-折叠、β-转角含量,提高无规则卷曲含量;随着MDA浓度增加而引起的蛋白荧光强度变化规律与蛋白二级结构中的有序结构变化规律相同,特别是10 mmol·L-1以上浓度的MDA能极大地降低蛋白荧光强度。0—1 mmol·L-1 MDA氧化不改变蛋白疏水性,但1 mmol·L-1以上浓度的MDA显著降低蛋白疏水性,疏水性最大降低程度为对照组的1/10;同时,低于1 mmol·L-1 MDA氧化对核桃蛋白粒径和带电量没有显著影响,而浓度超过1 mmol·L-1MDA则能显著提高蛋白粒径大小,并在10 mmol·L-1 MDA时达到最大粒径约1 160 nm,且显著降低蛋白带电量,且随着MDA浓度提高而一直降低。在核桃乳化功能性方面,0.1 mmol·L-1 MDA氧化即可显著降低蛋白乳化活性,而1 mmol·L-1MDA氧化可显著降低乳化稳定性;随着MDA的浓度上升至20 mmol·L-1,乳化活性和乳化稳定性持续降低并均能损失约2/3的功能性。


核桃蛋白在脂类氧化产物MDA氧化体系中,随着氧化度的加剧,MDA通过与蛋白反应而显著修饰蛋白分子结构(包括其残基基团),促进其交联形成大的聚集体进而改变其物化性质,从而显著降低蛋白的乳化功能性。

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