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《江南大学》 2018年
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花生水相加工过程中内源性蛋白酶的作用机制研究

陈雅静  
【摘要】:花生富含油脂和蛋白质,分别贮藏于花生细胞中的油体和蛋白质贮存液泡。花生油体表面是一层蛋白质-磷脂膜,这部分蛋白在本论文中称为油体内源性蛋白。在磨浆过程中,花生细胞被破坏,油体释放进入水相,蛋白质贮存液泡破碎释放出蛋白质,部分蛋白吸附到油体表面,这部分蛋白在本论文中称为油体外源性蛋白;通过过滤除渣得到花生浆,其通过离心分离得到花生油体乳液和蛋白液。本实验室前期研究发现花生油体乳液中含有内源性蛋白酶,可水解油体内源性蛋白。但花生油体乳液的内源性和外源性蛋白质组成和特点尚未系统研究。本论文将研究花生油体乳液中的蛋白质组成和内源性蛋白酶的性质,利用内源性蛋白酶实现油体乳液的破乳及花生蛋白的水解。主要研究内容及结果如下:首先确定了本研究中花生浸泡、磨浆和离心分离条件,定性了花生油体乳液中的蛋白组成及油体与油体外源性蛋白之间的相互作用。室温下浸泡9 h或4~oC下浸泡18 h,花生达到最大吸水量(约0.5 g/g花生);湿法磨浆90 s,去渣得花生浆,油脂和蛋白提取率分别为88%(w/w)和78%(w/w);在3000 g下离心15 min,分成油体乳液(粗油体)和蛋白液。Tricine-SDS-PAGE、二维电泳和质谱技术表征结果显示:粗油体不但含有油体内源性蛋白,还含有油体外源性蛋白(即花生的贮存蛋白和一些活性蛋白);油体内源性蛋白包括2种油体蛋白(14 kDa和17 kDa)、2种油体钙蛋白(28 kDa和30 kDa)和1种油体固醇蛋白(40 kDa);油体外源性蛋白包括脂肪氧合酶、Ara h 1(65 kDa)、球蛋白、Ara h 2(20 kDa)、铁蛋白(ferritin)和天冬氨酸蛋白酶等蛋白。油体外源性蛋白与油体相互作用研究结果显示,内源性蛋白酶与油体间存在较强的亲和力,其他油体外源性蛋白与油体之间的相互作用力较弱。其次研究了花生粗油体中内源性蛋白酶的性质。结果表明,天冬氨酸蛋白酶是乳液中的主要内源性蛋白酶;水解17 kDa油体蛋白的最适pH和温度分别是pH 4.0和60~oC,且具有良好的耐热性。金属离子、有机小分子和花生品种都会影响内源性蛋白酶活性。Na~+、K~+、Ca~(2+)、低浓度Mg~(2+)和Zn~(2+)对酶活性几乎没有影响,高浓度Mg~(2+)和Zn~(2+)会抑制酶活性;山梨酸抑制酶活性,没食子酸、苹果酸、柠檬酸和植酸对酶活性几乎没有影响,抗坏血酸可促进酶活性;不同品种花生的酶活性不同,从高到低依次是海花14号、海花11号和鲁花。值得注意的是,该酶不仅水解油体内源性蛋白,还水解油体外源性蛋白;在pH 4.0和60~oC下,油体外源性蛋白中的Ara h 1和球蛋白酸性肽链水解速度快,其它蛋白水解速度慢。接着研究了内源性蛋白酶对油体乳液破乳的影响。结果表明,在该酶作用下,油体蛋白发生水解,导致乳液中油体聚合增大。在温度和酶水解的协同作用下,油体乳液破乳率最高达95%。花生红衣水相提取物能促进油体乳液破乳,在与内源性蛋白酶的协同作用下油体乳液破乳率为87%。比添加木瓜蛋白酶的破乳率高出7%,比胃蛋白酶和碱性蛋白酶分别低3%和6%。最后研究了内源性蛋白酶对花生蛋白液中蛋白的水解作用。结果表明,内源性蛋白酶在pH 2.0~3.0和60~oC时活性最高,优先水解Ara h 1和球蛋白酸性肽链(46~49 kDa),球蛋白碱性肽链(21.4 kDa)和其他蛋白发生微弱水解。利用该酶水解花生蛋白对于降低花生蛋白的致敏性、提高消化率具有潜在运用价值。本论文阐明了花生油体乳液中蛋白质组成及内源性蛋白酶在油体乳液和蛋白液中的作用机制,对实现低成本、绿色高效的油体乳液破乳方法,以及低致敏性、易消化花生蛋白产品的制备具有理论指导意义。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TS201.25

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>江南大学
>广东海洋大学
相关作者
>陈雅静 >田申
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