动态高压均质处理对酪蛋白酶解特性的影响
2018-09-07 09:18:17
酪蛋白(casein,CN)是牛奶中的重要的蛋白质,它是牛乳在20℃、pH4.6的条件下沉淀下来的蛋白质,是一种无味、无臭的呈酸性的含磷蛋白质,是牛奶中含量较为丰富、营养价值可高达的蛋白质,酪蛋白也因此常被作为婴幼儿的代乳品。蛋白质的功能性是指在食品加工、贮藏及消费的过程当中,可以影响蛋白质行为表现的性质。酪蛋白是亲油亲水性分子,有较好的分子柔韧性,还具有起泡性、乳化性、持水性、凝胶性等功能性质。因此,酪蛋白常常作为一种重要的功能性辅料在食品加工中应用,这不仅可以有效改善食品的品质,还可以增加食品的营养性。
蛋白质在经蛋白酶水解后能够得到比游离氨基酸的混合物具有更小的渗透压的小分子肽,因此蛋白质水解物可以添加到膳食中作为氮源,这不仅可以提高氮源的有效吸收还可以起到降低渗透压的作用,且对于吸收能力较弱和消化道水解功能受损的人群来说也是非常有益的。蛋白质经酶解后其内部疏水集团暴露、离子性集团数量增加、分子量降低,这些酶解后发生的变化可以引起蛋白的功能性质及构象发生变化。蛋白质酶解特性与蛋白质自身的结构特点有很大的关联,如蛋白质的三、四级结构都对蛋白的水解特性有很大的影响。研究采用胰酶酶水解骆驼奶与牛奶时发现,与乳清蛋白不同,酪蛋白具有结构柔韧开放的特性,因而酪蛋白相对于乳清蛋白来说更易于酶解,且其酶解程度取决于蛋白结构酶结合位点的数量及其位点与酶结合的难易程度,这说明蛋白质的酶解特性与酪蛋白自身的结构特性有很大的关系。
蛋白酶解产物相较于蛋白本身,无论是营养特性、功能特性还是加工特性都有良好的提升,这也将大大的扩大蛋白的应用领域。然而蛋白酶解会因为酶解温度、酶解时间、pH、底物、酶种类和用量的不同而有很大的不同,且酶解过程也是复杂多变的、酶解产物更是难以很好的掌控。因而如今蛋白酶解仍然存在着酶解效率低、酶解不彻底、目标成分难以获得及酶解产物中含有苦味肽等一系列问题,这些技术难题都制约着我国蛋白深加工的进程。目前,我国在蛋白质酶解理论研究与其生产应用方面相对来说还是比较落后的,理论研究主要还集中于对酶促水解工艺的研究,其中有蛋白酶的选择及复配、酶解温度、酶解时间、pH、底物浓度和蛋白酶的添加量等;只对蛋白酶解的外部因素进行研究,并不能够解决我们目前面临的蛋白酶解过程中的问题,蛋白酶解特性与蛋白自身的结构特性有很大的联系,我们就必须对蛋白质结构特性与酶解特性的联系进行深入的探究。
原料及仪器
79-1磁力加热搅拌器:江苏正基仪器有限公司; IKAT25基本型高速分散机:德国IKA;Zetasizer Nano ZS90:英国马尔文仪器有限公司;Chirascan圆二色谱仪:Applied Photophysics Ltd ;无菌均质机:宁波新芝生物科技股份有限公司;UNIC 7200:美国尤尼柯;离心机:德国 SIGMA;Kjeltec TM8400 全自动凯氏定氮仪:美国 FOSS 公司。微射流高压均质机Nano DeBEE:美国BEE公司。
酪蛋白Solarbio,北京索莱宝科技有限公司;甘氨酸:阿拉丁;Tris:阿拉丁;DTNB:阿拉丁;ANS:阿拉丁;β-巯基乙醇:Synthese 公司;三氯乙酸:天津科密欧;无水乙醇:天津科密欧。
试验方法
用pH6.25的磷酸缓冲溶液配制浓度为10mg/mL的酪蛋白溶液,用无菌均质器中档拍打12min使酪蛋白分散于pH6.25的磷酸缓冲溶液中。配制10mg/mL的酪蛋白溶液,进行100、150、200、250MPa的动态高压均质处理,将动态高压均质处理后的酪蛋白溶液用红外温度仪进行温度的测定,采用激光纳米粒度测定仪对经过动态高压均质处理过的酪蛋白溶液的粒度进行测定。
试验结果
由结果可知在100Mpa和150Mpa时酪蛋白具有较好的起泡性和乳化性,且此时酪蛋白乳液的平均粒径较小Zeta电位值较高;动态高压均质处理可以改变酪蛋白的二三级结构,由上述结果可知不同的压力水平下酪蛋白的巯基二硫键、表面疏水性及二级结构含量都在发生着不同的变化;综合评定选取150Mpa对酪蛋白处理进行更深层次的研究。结果表明:动态高压均质处理可以减小酪蛋白的平均粒径和酪蛋白乳液的平均粒径,提高溶解性、起泡性、乳化性、Zeta电位;且对酪蛋白的二三级结构也有一定的影响,在150MPa时酪蛋白的平均粒径为3.61µm,酪蛋白的溶解性为62.86%,酪蛋白的起泡性和起泡稳定性为 57.86%和76.34%,酪蛋白的乳化性和乳化稳定性为0.2m2/g和565.32min,酪蛋白乳液的Zeta电位和平均粒径为-5.42mv和1.55µm,酪蛋白的巯基二硫键含量为2.25μmol/g和0.03μmol/g,酪蛋白的表面疏水性为1583.9So,酪蛋白的二级结构中α-螺旋的含量为9.66%、β-折叠的含量为 29.08%、β-转角的含量为27.12%、无规则卷曲的含量为38.52%,此时酪蛋白的结构发生改变,其功能性得到发挥,提高了酪蛋白在生产中的应用。
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“槐叶未归”调
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