水热预处理提高花生分离蛋白酶解效率及其机理分析

为了提高花生分离蛋白的酶解效率,该文采用水热法对花生分离蛋白进行预处理,利用响应面试验设计优化预处理工艺,并研究比较了预处理前后花生分离蛋白酶解敏感性和空间构象的变化。结果表明:优化后的最佳预处理条件为水热压力90 MPa、水热温度85℃、水热时间20 min,此条件下酶解产物水解度达到16.3%,相对未经预处理的酶解产物提高了8.1个百分点。水热预处理提高了花生分离蛋白的主要组分花生球蛋白和伴球蛋白的酶解敏感性,使酶解产物蛋白质回收率提高了31.9个百分点。进行荧光光谱和红外光谱分析发现水热预处理使花生分离蛋白三级结构展开、二级结构紧密程度下降,可能是其酶解敏感性提高的主要原因。因此水热预处理是一种辅助提高花生分离蛋白酶解效率行之有效的方法。     

空化射流对大豆分离蛋白结构及乳化特性的影响

为了探究空化射流处理对大豆分离蛋白结构及乳化特性的影响。该研究将不同浓度(2%和5%)的大豆分离蛋白溶液在不同时间(2、4、6、8、10min)下进行空化射流处理,以未经处理大豆分离蛋白溶液作为对照,探究空化射流处理对大豆分离蛋白结构和乳化特性的影响。结果表明:适当时间的空化射流处理可以降低大豆分离蛋白的含硫氨基酸含量、溶液平均粒径和7S亚基、A亚基含量,引起蛋白乳液的ζ-电位绝对值和界面蛋白含量的升高和弹性模量出现增大的趋势,进而显著增强蛋白乳化活性和乳化稳定性,2%浓度下相比最低值提高248.94%和95.58%,5%浓度下相比最低值提高70.29%和101.83%,并且其改性处理的最佳时间受蛋白浓度所影响。这表明空化射流物理场可以通过改变大豆分离蛋白的结构和乳液界面特性调节其乳化活性,为大豆分离蛋白改性和空化射流物理场在食品领域的应用提供前期基础。     

干燥方法对大豆分离蛋白热诱导聚集体的影响(简报)

为了深入了解干燥方法对大豆蛋白热聚集体的影响,从而有利于控制大豆制品的结构和质构,该文比较了常用的两种干燥方法对大豆分离蛋白热聚集体的分子量分布、粒径分布以及二级结构的影响。体积排阻色谱(SEC-HPLC)分析结果表明干燥前蛋白溶液主要由三部分组成(即聚集体,中间体以及未聚集部分),随着浓度的增加聚集体部分相应增加,冷冻干燥后样品的中间体显著减少,聚集体部分增加明显,喷雾干燥后中间体部分基本消失;激光光散射(LLS)的结果进一步证明干燥后的蛋白质聚集体具有较为均匀的粒径分布且体系的平均粒径增加;红外分析结果显示α-螺旋和无规卷曲都略有降低,但是β-折叠有明显的增加。上述结果表明干燥过程中聚集体体系的结构发生了重组,形成了尺寸较大且分布更为均匀的结构,这对在生产中选择合适的干燥方式,更好的控制大豆分离蛋白的聚集及凝胶结构有一定的指导意义。     

高场强超声-加热联用增强大豆分离蛋白冷凝胶凝胶特性

为探究高场强超声技术对大豆分离蛋白葡萄糖酸内酯冷凝胶性的影响,该研究将高场强超声技术与加热处理联用,对大豆蛋白进行预处理后形成冷凝胶。采用质构仪、圆二色谱、荧光色谱、扫描电镜、电泳、粒度仪等多种表征手段,比较了2种高场强超声-加热联用工艺对大豆分离蛋白冷凝胶凝胶性的影响,并推测其作用机理。研究发现:与传统加热预处理相比,2种高场强超声-加热联用预处理都能够显著(P0.05)增强大豆分离蛋白冷凝胶的持水性和凝胶强度。工艺一(20 k Hz,400 W下先超声0、2、4、10 min后加热20 min)制备的冷凝胶的凝胶强度与持水性随超声时间的增加逐步增加(凝胶强度由(5.83±0.31)g增加到(46.37±1.15)g;持水性由42.04%±1.59%增加到81.74%±6.22%),而工艺二(先加热20 min后超声0、2、4、10 min)制备的冷凝胶的凝胶强度与持水性在较短超声时间内(4 min内)迅速增加(凝胶强度由(5.83±0.31)g增加到(37.57±2.57)g;持水性由42.03%±1.85%增加到79.31%±3.00%)。与工艺一相比,工艺二能够在较短超声时间内增强大豆分离蛋白冷凝胶性的机理可能在于:工艺二的处理方式,大豆蛋白经过热处理后充分展开、变性,使超声作用能在较短的时间内对大豆分离蛋白的二级结构和三级结构明显改变,暴露更多疏水基团,增加疏水环境和表面疏水性,增强蛋白在溶液中的溶解性,并增强大豆蛋白分子间的静电相互作用,从而形成致密、均一的微观凝胶结构,增加凝胶的持水性和凝胶强度。研究结果可为高场强超声-加热联用技术在大豆加工领域中的应用提供参考。     

高压均质-冷冻干燥技术制备大豆分离蛋白微粒及其功能特性

为了进一步改善大豆分离蛋白的分散性及功能性质,该研究以大豆分离蛋白为原料,通过对天然大豆分离蛋白进行高压高剪切处理并联合冷冻干燥技术,制备大豆分离蛋白微粒,考察压力(60～100 MPa)对大豆分离蛋白微粒尺寸、功能性质及结构特性的影响,探究其构效关系。结果表明:随着压力逐渐增加,大豆分离蛋白平均粒径大幅度减小,粒径分布曲线向左侧移动,与天然大豆分离蛋白相比,在100 MPa时大豆分离蛋白粒径减小了1 631%,粒径曲线分布较宽。在60～100MPa压力范围内随着压力的增加。与天然大豆分离蛋白相比,大豆分离蛋白微粒的分散性指数(Protein Dispersibility Index, PDI)和功能性质均显著提高(P0.05),其中在100 MPa时大豆蛋白质的溶解性提高了172.98%,乳化活性和乳化稳定性分别增加了约28.71%和77.82%,持油性增加了约123.76%,起泡性随时间的变化其泡沫高度也均有所提高。由扫描电镜图可以观察到,未经过高压均质的大豆分离蛋白粒子呈聚集状态,球状的表面向内凹陷,经过高压均质联合冷冻干燥处理后的大豆分离蛋白微粒呈现网络结构。在高压和高剪切力的作用下,大豆分离蛋白微粒的疏水基团大量暴露,表面疏水性随之增加,静电斥力增加,α-螺旋和β-转角向β-折叠和无规则卷曲结构的转化是蛋白质的溶解性等功能性质提高的主要原因。溶解性等功能性质的提高有利于大豆分离蛋白更好的应用于食品加工行业,进一步为蛋白的理化性质及结构优化提供新思路。     

介质阻挡低温等离子处理对花生蛋白持水性及溶解性的影响

花生蛋白营养丰富,但因功能性质差,导致其在食品工业应用受限。低温等离子技术作为一种新兴的、非热、无危害技术,越来越受人关注,介质阻挡放电(dielectricbarrierdischarge,DBD)等离子体技术由于具有适应频率宽,可在较大空间内获得高密度非平衡等离子体,并且工艺简单、快速高效、节能环保,是近年来蛋白质改性研究的热点之一。采用介质阻挡低温等离子体对花生蛋白溶液进行改性处理,研究等离子体处理时间对花生蛋白结构及功能特性影响。试验结果表明:低温等离子处理能显著提高花生蛋白的溶解性、持水性,低温等离子处理时间为2min时,花生蛋白溶解性和持水性达最大,与未处理样品相比分别提高了24.8%和79.6%;同时,花生蛋白乳化性、乳化稳定性、起泡性、起泡稳定性和持油性也有不同程度的提高。借助十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared,FTIR)、表面疏水性分析低温等离子对花生蛋白结构影响。分析结果表明,低温等离子处理并未改变花生蛋白的分子量分布;低温等离子处理后,β-折叠和无规则卷曲的含量增加,α-螺旋和β-转角的含量降低,蛋白的有序结构被破坏,结构由紧密变松散;花生蛋白表面疏水性显著提高。低温等离子处理是一种改善蛋白功能性质的有效方法。     

花生清蛋白的分离纯化及抗氧化、DNA酶活性研究

为了解花生清蛋白的生物学活性,本试验采用硫酸铵沉淀法初步分离花生种子中的花生清蛋白,并用DEAE-52柱纯化得到花生清蛋白,分析其体外抗氧化性及DNA酶活性。结果表明,65%硫酸铵分离花生清蛋白效果最好;纯化后的花生清蛋白由3个亚基组成,其相对分子质量分别为14.5、15.5、17.2 kDa。花生清蛋白体外抗氧化活性较高,对DPPH自由基和羟基自由基的清除率与花生清蛋白浓度呈正相关,清蛋白浓度从0.02 mg·mL^-1升至0.10 mg·mL^-1时,DPPH自由基清除率从26.3%增加到45.0%,羟基自由基清除率从10.8%增加到93.5%。DNA酶活性也与花生清蛋白浓度呈正相关,清蛋白浓度从0.1 mg·mL^-1提高到0.6 mg·mL^-1,清蛋白和质粒混合液的电泳条带逐渐变暗;当花生清蛋白浓度为0.8 mg·mL^-1时,电泳条带消失,质粒被完全降解;Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺4种金属离子都有增强清蛋白DNA酶活性的作用,增强能力由大到小依次是Mg²⁺>Ca²⁺>Na⁺>K⁺。本研究结果为花生清蛋白功能性质研究及开发利用提供了一定的理论基础。     

超声处理改善不同比例大豆-乳清混合蛋白理化性质

为了探究超声作用对不同比例大豆-乳清混合蛋白功能性质的影响。该试验以大豆蛋白与乳清蛋白为原料,对粒径、ζ-电位、内源性荧光光谱、扫描电子显微镜等结构性质,以及乳化活性、乳化稳定性、质构、持水性等理化特性和功能特性进行研究。结果表明:当SPI-WPI(soy protein isolate-whey protein isolate)质量比为5:5时,乳化活性与乳化稳定性最大(65.5 m2/g,16.3 min),同时粒径分布由双峰转为单峰,体积平均粒径D[4,3]达到最小值(205.6 nm)、ζ-电位绝对值达到最大(21.4m V),此时混合体系稳定性最好。内源性荧光光谱显示有荧光物质释放,荧光强度持续增强,说明超声处理改变了混合体系蛋白结构。超声处理后混合蛋白比例在5:5时,具有最佳的凝胶性质,硬度达到最高(475.61 N),持水性达到最大(85.32%),与扫描电子显微镜的结果一致,显示此时混合蛋白体系形成致密、均一、有规则凝胶网络结构。该研究可为大豆-乳清混合蛋白的应用提供技术支撑。     

低温等离子快速提高糖基化花生分离蛋白溶解性及乳化性

为进一步提高花生蛋白的溶解特性,扩大花生蛋白在食品工业中的应用。采用低温等离子(Non-Thermal Plasma,NTP)诱导花生分离蛋白-葡聚糖(Peanut Protein Isolate-Dextran,PPI-Dex)湿法糖基化反应,研究NTP在处理0、0.5、1.5、2.0、3.0 min的情况下,反应时间对花生分离蛋白与葡聚糖糖基化反应的影响。在低温等离子处理功率为70 W,反应液温度为60℃的状态下,随着NTP处理时间的延长,PPI-Dex的接枝度增加,在处理时间为1.5min时,PPI-Dex接枝度达最大为21.62%,与超声波接枝PPI-Dex需要40 min,传统湿接枝需要24 h相比,缩短了接枝时间。PPI-Dex接枝后,接枝物溶解度和乳液稳定性显著增强,与未接枝相比,溶解度提高了22.28%。通过测定其分子量、氨基酸含量、红外图谱及表面疏水性变化分析NTP处理对花生分离蛋白结构影响。分析结果表明,NTP处理1.5 min后,花生分离蛋白与葡聚糖发生糖基化反应形成偶联物,偶联物中羟基特征峰3 000～3 500 cm~(-1)及1 000～1 260 cm~(-1)的吸光度与未处理时相比增加,赖氨酸和苯丙氨酸相对含量显著降低(P0.05);同时,α-螺旋含量降低,β-折叠向β-转角转变,蛋白的有序结构被破坏,结构变松散,PPI构型向亲水型转变;接枝物的表面疏水性指数降低。花生分离蛋白与葡聚糖发生糖基化反应,反应位点可能为Lys和Phe。结果表明,低温等离子处理是一种快速促进蛋白与多糖接枝的有效方法。     

花生致敏蛋白Ara h1与咖啡酸互作对其抗原性的影响

为探寻适宜的花生脱敏方法,该文研究了花生致敏蛋白Ara h1与咖啡酸互作对其抗原性的影响,利用荧光光谱、紫外光谱和间接ELISA法对碱法、酶法、自由基法处理后的咖啡酸蛋白复合物抗原性变化进行了分析,并对碱法互作反应温度、反应时间、pH值、咖啡酸浓度进行优化。结果表明：在温度33.2 ℃、时间25 h、pH值8.67和咖啡酸浓度1.76 mg/mL时,咖啡酸与花生致敏蛋白Ara h1碱法互作后其抗原性降至69.31%,接枝量为119.16 nmol/mg。碱法处理后,咖啡酸与花生致敏蛋白Ara h1互作能降低致敏蛋白抗原性,研究结果可为花生脱敏处理提供参考。     

Effects of ethanol on structure and solubility of potato proteins and the effects of its presence during the preparation of a protein isolate

In this study, a protein isolate with a high solubility at neutral pH was prepared from industrial potato juice by precipitation at pH 5 in the presence of ethanol. The effects of ethanol itself and the effects of its presence during precipitation on the properties of various potato protein fractions were examined. The presence of ethanol significantly reduced the denaturation temperature of potato proteins, indicating that the preparation of this potato protein isolate should be performed at low temperature in order to retain a high solubility. In the presence of ethanol, the thermal unfolding of the tertiary and the secondary structure of patatin was shown to be almost completely independent. Even at 4 degrees C, precipitation of potato proteins in the presence of ethanol induced significant conformational changes. These changes did, however, only result in minor changes in the solubility of the potato protein fractions as a function of pH and heat treatment temperature.     

Effects of ultrasound pretreatment on the enzymatic hydrolysis of soy protein isolates and on the emulsifying properties of hydrolysates

Soy protein isolate (SPI) was modified by ultrasound pretreatment (200 W, 400 W, 600 W) and controlled papain hydrolysis, and the emulsifying properties of SPIH (SPI hydrolysates) and USPIH (ultrasound pretreated SPIH) were investigated. Analysis of mean droplet sizes and creaming indices of emulsions formed by SPIH and USPIH showed that some USPIH had markedly improved emulsifying capability and emulsion stabilization against creaming during quiescent storage. Compared with control SPI and SPIH-0.58% degree of hydrolysis (DH), USPIH-400W-1.25% (USPIH pretreated under 400W sonication and hydrolyzed to 1.25% DH) was capable of forming a stable fine emulsion (d43=1.79 μm) at a lower concentration (3.0% w/v). A variety of physicochemical and interfacial properties of USPIH-400W products have been investigated in relation to DH and emulsifying properties. SDS-PAGE showed that ultrasound pretreatment could significantly improve the accessibility of some subunits (α-7S and A-11S) in soy proteins to papain hydrolysis, resulting in changes in DH, protein solubility (PS), surface hydrophobicity (H0), and secondary structure for USPIH-400W. Compared with control SPI and SPIH-0.58%, USPIH-400W-1.25% had a higher protein adsorption fraction (Fads) and a lower saturation surface load (Γsat), which is mainly due to its higher PS and random coil content, and may explain its markedly improved emulsifying capability. This study demonstrated that combined ultrasound pretreatment and controlled enzymatic hydrolysis could be an effective method for the functionality modification of globular proteins.     

NaOH预处理花生壳厌氧发酵制取沼气的试验研究

为了探索花生壳厌氧发酵制取沼气的产气特性和潜力,利用NaOH在无流动水和常温的条件下,分别用质量分数为2%、4%、6%、8%的NaOH溶液对花生壳进行了碱性化学预处理,在中温（35±1）℃、总固TS质量分数为8%、pH为7.0～7.6条件下,利用自行设计的厌氧发酵实验装置进行批量厌氧消化试验,研究NaOH预处理对花生壳厌氧发酵过程中产气量、pH值和甲烷含量的影响规律。结果表明,4%NaOH预处理下的花生壳的总产气量为28083mL,比不使用NaOH和8%NaOH预处理的总产气量分别高48.91%和35.72%;甲烷含量最高超过60%,且平均甲烷含量高于不处理、2%和8%NaOH预处理;pH初期波动,13d后基本稳定在7.2左右。4%NaOH预处理下的TS产气率、VS产气率以及甲烷含量和不处理以及8%NaOH预处理下的差异性显著（P〈0.05）,和其他两组试验之间的差异不显著（P〉0.05）,表明4%NaOH预处理是较优的工艺条件。     

超声辅助酶解促进草鱼鳞胶原肽水解进程的内在机制解析

为探究超声辅助酶解促进草鱼磷胶原肽水解进程的内在原因，分别研究了超声对底物蛋白（草鱼鳞）的分子结构、表面疏水性、粒径等理化特性和蛋白酶酶解能力的影响机制，在此基础上，对超声酶解进程进行了动力学拟合，从酶解动力学角度进一步评估了促进草鱼鳞胶原肽水解进程的"超声-酶"耦合效应。结果表明，适当的超声强度（300 W、20 min）可以使底物蛋白的结构展开，此时其表面疏水性最大、粒径最小，使之更适合后续酶解，但当超声功率大于300 W时，底物蛋白会重新聚集，其中的部分疏水基团被掩埋，不利于酶解的进行。同时，当超声功率为300 W、时间为20 min时，单酶酶解组和分步酶解组的酶解能力从2.35×105 U/g、3.41×105 U/g分别提高至3.44×105 U/g、3.86×105 U/g，且表现出显著性差异（P<0.05）。通过动力学模型对超声辅助单酶酶解（r2=0.988 8）和分步酶解进程（r2=0.960 7）进行了动力学拟合，依据建立的反应动力学方程，证实了超声辅助分步酶解进程更快，研究结果为超声辅助酶解工艺制备胶原肽提供了一定理论基础。     

高压均质-酶解改性提高酸性条件下花生蛋白的溶解性及其稳定性研究

花生蛋白在酸性条件下会絮凝沉淀,溶解性降低,限制了其在酸性饮料加工领域的应用。本研究通过利用高压均质-中性蛋白酶酶解复合改性提高花生蛋白在pH值4.0条件下的溶解度,并根据Turbiscan多重光散射稳定性分析仪的背散射光强值和体系不稳定指数(TSI)分析不同浓度改性蛋白添加量对酸性果汁稳定性的影响。响应面分析结果表明,高压均质-中性蛋白酶酶解复合改性的最优工艺为:均质压力79.74 MPa,料液比7.23%,加酶量517 U·g^-1,酶解时间48.20 min,此时,花生蛋白在pH值4.0条件下氮溶指数(NSI)从由4.04%提升至37.49%。将改性后蛋白加入pH值3.88的果汁中,改性后蛋白添加量为3%和4%的果汁稳定性指数(TSI)分别为1.95和2.23,显著优于蛋白质添加量为5%的样品(TSI为3.29)。研究表明高压均质-中性蛋白酶酶解改性可以显著提高花生蛋白在pH值4.0条件下的溶解度且改性后蛋白在酸性饮料中稳定性良好,为植物蛋白在酸性饮料中的应用提供了参考。     

花生仁品质的光特性分选技术

采用荧光显微镜、荧光分光光度计和多功能光特性检测系统，研究了花生仁品质的荧光特性和光反射特性，得到用以区分低品质花生仁的反射光谱特征波长。为了提高花生仁的总体品质，研制了利用分叉光纤作为检测和导光元件，以及由微机控制的光特性分选试验机，并对花生仁进行了分选试验     

酶法预处理对花生蛋白提取效果的影响(简报)

该文首次提出了以低温预榨花生饼为原料,经Viscozyme酶预处理后再碱溶酸沉提取蛋白质的新工艺,研究了酶处理条件对花生蛋白提取率的影响,通过中心组合试验设计和响应面分析优化的试验结果是：当花生饼浓度为15%,温度为45℃,酶用量1.26%,pH值为4.3,反应时间为134 min时,蛋白提取率为79.38%,而未用酶处理者蛋白提取率为58.35%,表明酶法预处理花生饼可以显著改善花生蛋白的提取效果。     

Changes in trout hemoglobin conformations and solubility after exposure to acid and alkali pH

The effect of different acid and alkali treatments followed by pH readjustment on solubility and conformation of trout hemoglobins was investigated. At low pH (1.5-3.5) hemoglobin was unfolded at faster rates as the pH was lowered. Inclusion of 500 mM NaCl at low pH significantly increased the rate of unfolding. At alkaline pH (10-12) the conformation of hemoglobin was much less affected than at acid pH, and the presence of salt had little additional effect. When hemoglobin solutions were adjusted to neutrality at different stages of unfolding, the recovery of native structure on refolding was proportional to the extent of unfolding prior to pH readjustment: the more unfolded the protein, the less was the recovery of native structure. The presence of salt led to a smaller recovery of native structure. The more improperly unfolded the hemoglobin was (and hydrophobic), the lower was its solubility. Results suggest that the presence of NaCl (25-500 mM) may not only interfere with the refolding process but also enhance the hydrophobic interactions of improperly refolded hemoglobin, possibly due to charge screening. These results show that proper control of unfolding and refolding time and ionic strength in processes using highly acidic or alkaline conditions can minimize loss of hemoglobin solubility.