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《江南大学》 2017年
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大豆油体富集物的蛋白质组成及其对油体乳液性质的影响研究

赵路苹  
【摘要】:大豆种子的主要成分是油脂和蛋白质,在细胞中分别存在于油体和蛋白质贮存液泡。油体(oil body,OB)是一种天然的乳化油滴粒子,中间是甘油三酯,表面被单层磷脂和内源性蛋白质组成的生物膜覆盖。在水相提取大豆油体的磨浆过程,油体和外源性蛋白质(大豆贮藏蛋白和活性蛋白)从破碎的细胞中释放出来,一些外源性蛋白质吸附到油体表面。已研究发现提取条件会影响外源性蛋白质的吸附,这将影响油体富集物的组成和性质。但是,大豆油体富集物的内源性和外源性蛋白质组成,以及它们对油体乳液性质的影响尚未系统研究。本文以不同pH提取的大豆油体富集物为对象,研究大豆油体富集物的蛋白质组成和内源性蛋白酶水解大豆油体蛋白的规律,分析外源性蛋白质组成和大豆油体蛋白水解分别对油体乳液理化性质的影响,并初步探究大豆等植物种子油体乳液破乳与内源性蛋白酶水解油体蛋白的关系。本研究将为油体乳液在食品中的应用和植物油料水法制油提供理论依据。主要研究内容:1.在pH 6.8和pH 11.0的条件下提取大豆油体富集物,应用电泳和质谱技术分析蛋白质组成;考察外源性蛋白质和油体之间的相互作用。结果表明:内源性蛋白质包括3种油体蛋白、1种油体钙蛋白和1种油体固醇蛋白;油体蛋白包括24 kDa油体蛋白(2种亚型,A和B)、18 kDa油体蛋白(3种亚型)和16 kDa油体蛋白(2种亚型);油体钙蛋白(2种亚型,27 kDa和29 kDa);油体固醇蛋白(41 kDa)。结合到大豆油体的外源性蛋白质包括脂肪氧合酶、大豆球蛋白、β-伴球蛋白、γ-伴球蛋白、β-淀粉酶、Bd 30K和P34;而大豆凝集素和胰蛋白酶抑制剂(BBI和KTI)不与大豆油体结合。Bd30K和P34分别与A亚型24 kDa油体蛋白形成特殊的强相互作用,而其他外源性蛋白与油体之间存在较弱的相互作用。2.不同pH条件下提取大豆油体富集物(pH 6.8-、8.0-、9.5-和11.0-OB),并在加热和未加热下研究外源性蛋白质对大豆油体乳液理化性质的影响。结果表明:未加热时,随着外源性蛋白质含量的降低,大豆油体乳液的平均粒径和粘度降低,氧化稳定性提高。外源性蛋白质含量越高,热处理更容易促使油体乳液中的液滴融合。热处理使外源性蛋白质变性,影响界面性质,导致粒子等电点增加,油体乳液的粘度和氧化稳定性也增加。不含有外源性蛋白质的pH 11.0-OB乳液具有良好的流动性、分散稳定性和氧化稳定性。3.研究在内源性蛋白酶作用下大豆油体蛋白水解的规律和植物种子油体蛋白水解的普遍性。结果表明:在35°C和pH 6.5的条件下大豆pH 6.8-、8.0-和9.5-OB中24 kDa和18 kDa油体蛋白发生水解,16 kDa油体蛋白和外源性蛋白质均不水解;而pH 11.0-OB中油体蛋白不水解。24 kDa和18 kDa油体蛋白水解的最适温度和pH分别为35~50°C、pH 6.0~6.5,≥60°C和≥pH 11.0抑制其水解。在内源性蛋白酶的作用下,大豆24 kDa油体蛋白的水解位点是Lys与Thr间的肽键。24 kDa油体蛋白水解时,6942 Da和6786Da的肽段分别从A型和B型24 kDa油体蛋白上解离下来,而分子量约16 kDa的肽段(A亚型,HP1A;B亚型,HP1B)保留在油体上;P34和Bd 30K分别与HP1A通过特殊相互作用连接。当P34和Bd 30K不存在时,大豆油体蛋白不会被水解。在pH 6.5条件下提取的豆薯、芝麻、花生、核桃、葵花籽和油菜籽油体富集物中,内源性蛋白酶导致的油体蛋白水解具有普遍性。4.研究水解大豆油体的内源性蛋白酶种类及其水解24 kDa油体蛋白的机制。结果表明:P32(P34从N端切除十肽得到)是水解24 kDa和18 kDa油体蛋白的内源性蛋白酶;P32是一种特殊的半胱氨酸蛋白酶,不能被E64抑制,1~2 mmol/L DTT使蛋白酶活性增加,巯基封闭剂IAA和NEM抑制蛋白酶活性;P32水解大豆24 kDa油体蛋白的最适温度和pH分别是40°C和pH 6.0。P32水解24 kDa油体蛋白的机制是P32以二聚体(P32-P32)形式存在,与底物24 kDa油体蛋白混合后P32-P32解离成单体,与24kDa油体蛋白通过特殊相互作用连接,从而形成P32-24 kDa油体蛋白的复合物,并逐渐水解24 kDa油体蛋白,最后P32又形成二聚体。5.研究在内源性蛋白酶作用下大豆油体蛋白水解对油体乳液性质的影响,并探究油体蛋白水解与大豆等植物种子油体乳液破乳之间的关系。结果表明:在P34的作用下大豆24 kDa和18 kDa油体蛋白水解,导致油体乳液的液滴融合和聚集,大豆油体乳液分散稳定性和氧化稳定性变差。在pH 4.0~6.0和70~80°C下核桃、芝麻和葵花籽油体乳液的破乳率达到90~98%。油体蛋白水解是油体乳液破乳的必要条件,但是油体乳液破乳还受到其他因素影响,如油体大小。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TS221

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