糖基化反应改善鲢鱼鱼肉肌原纤维蛋白功能特性

糖基化反应改善鲢鱼鱼肉肌原纤维蛋白功能特性 糖基化反应改善鲢鱼鱼肉肌原纤维蛋白功 能特性 中国农业大学2007,12(4):1924 JournalofChinaAgriculturalUniversity 糖基化反应改善鲢鱼鱼肉肌原纤维蛋白功能特性 芦晶沈慧星张爱荣罗永康 (1.中国农业大学食品科学与营养 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院,北京100083;2.中国农业大学理学院,北京100083) 摘要糖基化反应可以改善蛋白质的某些功能特性.为了提高鲢鱼肉蛋白质的功能特性,扩大其综合利用率, 采用三因素二次正交旋转组合 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,研究了用鲢鱼肌原纤维蛋白(Mf)通过美拉德反应制备肌原纤维乳糖蛋白时, 糖基化反应条件(温度,反应时间,乳糖与Mf质量比)对肌原纤维乳糖蛋白的溶解性,乳化性,热稳定性的影响.分 别建立了肌原纤维乳糖蛋白的溶解性,乳化性,热稳定性与糖基化反应条件的定量关系.结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明:肌原纤维乳糖 蛋白溶解性的最优反应条件是温度50?,反应时间18.5h,乳糖与Mf质量比1.5;肌原纤维乳糖蛋白乳化活性的 最优反应条件是温度50?,反应时间18.5h,乳糖与Mf质量比2.15;肌原纤维乳糖蛋白热稳定性的最优反应条件 是温度55?,反应时间13h,乳糖与Mf质量比1.5.乳糖与Mf通过糖基化反应可以有效改善鲢鱼肉肌原纤维蛋 白的功能特性. 关键词鲢鱼肌原纤维蛋白;乳糖;糖蛋白;溶解性;乳化活性;热稳定性 中图分类号TQ93文章编号1007—4333(2007)04—0019—06文献标识码A Improvedfunctionalpropertiesofsilvercarp(Hypophtholmichthys molitrix)myofibrillarproteinsbyglycosylationreaction LuJing,ShenHuixing,ZhangAirong,LuoYongkang (1CollegeofFoodScienceandNutritionalEngineering,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China; 2CollegeofScience,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China) AbstractFunctionalpropertiesofproteiascanbeimprovedbymailardreaction.InordertoimproveMyofiibriIlar's functionalpropertiesandmaximizetheefficiencyofitsuse,Myoffibrillarwasconjugatedtol actosebythemeansof Mailardreaction.Theconditionsforpreparingmyofibrillar— lactosewithbetterfunctionalproperties,usingglycosylation reactionwereoptimizedbyRSMasfollows:forsolubility,temperature50?,reactiontime18 .5h,weighoflactoseto Mf1.5;foremulsifyingactivities,temperature50?,reactiontime18.5h,weighoflactosefOMf,2.15;forheatsta— bility,temperature55?,reactiontime13h,weighoflactosetoMf1.5.Theseresultssuggestthatfunctionalproper— tiesofglycatedproteinswereeffectivelyimprovedbyMaiIlardreaction. Keywordsmyofibrillarprotein;lactose;glycoprotein;solubility;emulsifyingactivity;heats tability 鱼肉蛋白质主要由肌原纤维蛋白(myofibrillar protein,Mf)组成,Mf主要分为肌球蛋白(相对分子 质量为5×10,6×10)和肌动蛋白(相对分子质量 为4.2×10).尽管Mf是一种营养较完全的蛋白 质,有良好的功能特性如凝胶性,保水性等,但其化 学性质和热稳定性则明显不如脊椎动物蛋白,当Mf 发生变性时,其功能特性也很快降低[1j.目前国际 上对卵清蛋白[2-3],3-乳球蛋白[4-5],牛血清蛋A,鱼 精蛋白,酪蛋白,酶_6j等蛋白质经美拉德等化学反 应合成的糖蛋白的研究表明,新合成的糖蛋白在乳 化性,溶解性,热稳定性,抗菌性,抗氧化性等功能特 性上都有不同程度的提高. 通过糖基化反应改善鱼肉Mf功能特性也有报 道.以葡萄糖为糖基供体与鲤鱼的Mf进行糖基化 收稿日期:2006—1卜20 基金项目:北京市自然科学基金资助项目(6032015) 作者简介:芦晶,硕士研究生;罗永康,教授,博士生导师,通讯作者,主要从事畜水产 品加工技术研究, E—mail:luoyongkang@263.net 20中国农业大学2007年第12卷 反应,生成的肌原纤维葡萄糖蛋白在0.1mol/L和 0.5mol/INaC1溶液中有较高的溶解性,而且Mf 的乳化性也比糖基化反应前有较大提高[7唱].将葡 聚糖通过美拉德反应引入鲤鱼肉的Mf,结果表明, 在50?反应6h条件下制备的肌原纤维葡聚糖蛋 白的溶解性变化不大,但其乳化特性却有很大程度 的提高J.以海藻多糖(alginateoligosaccharide, AO)为糖基供体对鲤鱼Mf的功能特性进行改善, 结果表明,肌原纤维海藻多糖蛋白在低离子强度溶 液(NaC10.16mol/L溶液)中溶解性有很大提高,而 且其溶解性随着反应时间的延长逐渐提高.由 此可见,糖基化反应可有效改善鲤鱼Mf的某些功 能特性. 尽管国外对鲤鱼Mf糖基化后的功能特性进行 了较多研究,但对鲢鱼鱼肉Mf的糖基化反应却未 见报道.鲢鱼是我国淡水鱼的主要品种之一,产量 较大,但肉质较差.为了提高鲢鱼鱼肉的综合利用, 本研究将乳糖引入鲢鱼鱼肉Mf并对其糖基化反应 条件进行优化,为通过糖基化反应提高鲢鱼鱼肉功 能性质提供理论依据. 1试验材料与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 1.1鲢鱼肌原纤维蛋白(Mf)的提取 鲢鱼,购于北京市健翔桥农贸市场,低温下将活 鱼运到实验室.其体长(42.4?2.3)cm,体重 (1200.6?30.6)g.将鲢鱼去头,鳞,内脏,跛,采其 白肉,参照Saeki[]法进行,用刀将鲢鱼的白色肌肉 切碎,在3倍于鱼肉体积的50mmol/LNaC1,0.5% (质量分数,下同)TritonX一100溶液中漂洗10min, 倾去悬浮物.漂洗后的碎肉浸在8倍于鱼肉体积的 50mmol/LNaC1,0.5%TritonX一100溶液中,用高速 组织捣碎机12000r/min匀浆2min,用棉纱布过滤 除去结缔组织,然后8000r/rain冷冻离心10min, 取沉淀物,再经50mmol/L的NaC1溶液漂洗并离 心,反复漂洗离心4次,即获得较纯的Mf.所有的 操作均在8?以下进行. 1.2肌原纤维乳糖蛋白的制备 采用三因素二次正交旋转组合设计如表1,x 代表反应温度,x,代表反应时间,x代表乳糖与 Mf的质量比.将Mf溶解在50mmol/L的NaC1溶 液中,使其最终质量浓度为6mg/mL,加入乳糖,进 行冷冻干燥,冻干粉在一20?下冻藏.称取一定量 的冻干粉混合物进行糖基化反应,相对湿度保持在 65%,反应温度和反应时间见表1,制备肌原纤维乳 糖蛋白.数据统计 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 采用SAS软件(SAS软件公 司,9.0版). 表1肌原纤维乳糖蛋白制备因素水平编码表 Table1Codedanduncodedsettingsoftheprocessparameters forreactionconditionsaccordingtoRSM 1.3肌原纤维乳糖蛋白溶解性的测定 蛋白质含量用双缩脲法测定t-.取一定量反 应后的糖蛋白粉末溶解在含有40mmol/LTris—HC1 (pH7.5)的0.1mol/LNaC1溶液中,使蛋白质最终 质量浓度为2.0,2.5mg/mI,然后用均质乳化机 12000r/min均质1rain,4oC下在相应质量浓度的 NaC1溶液中透析16h,以除去未反应的乳糖.取10 mL透析过的溶液放入15mL试管中,4?5O00g 离心30rain.Mf的溶解性用上清液蛋白质质量浓 度与离心前溶液蛋白质质量浓度百分比表示. 1.4肌原纤维乳糖蛋白热稳定性的测定 参照FujiwaraK等的方法J,取反应后糖蛋白 粉末溶解在0.5mol/LNaC1溶液中,用40retool/ LTris缓冲液和1mol/LHC1将蛋白溶液pH调整到 7.5,4?透析16h,4?15O00g离心30rain.取上 清液63?水浴加热0.5h.将经过加热处理的蛋白 质溶液放在冰水中冷却,4?15O00g离心30min, 测定上清液中蛋白质含量,肌原纤维乳糖蛋白的热 稳定性用热处理后与热处理前上清液中蛋白质质量 浓度的百分比表示. 1.5肌原纤维乳糖蛋白乳化活性的测定 乳化特性是食品蛋白质的重要特性.糖基化前 后Mf的乳化活性变化,参照Pearce和Kinsella 法,通过以下方法测得.蛋白质溶解在含有40 mmol/LTris—HC1的0.5mol/LNaC1(pH7.5)溶液 中,取2.1mL蛋白质溶液(1.0mg/mI)与0.7mL 玉米油放入直径10.5mm的试管中,在冰水中进行 乳化,13500r/min,1rain,在试管底部取0.15mI 第4期芦晶等:糖基化反应改善鲢鱼鱼肉肌原纤维蛋白功能特性21 乳状液,用25?的0.1%SDS溶液2.85mL稀释. 1min后在500nITI下测定稀释液的吸光值(乳化活 性用在500nm下的吸光值A5oo表示). 2结果与讨论 不同温度,反应时间,乳糖与Mf功能特性(y1 代表乳化活性,y,代表热稳定性)的影响见表2,回 归分析见表3. 2.1溶解性 图1(a)示出乳糖与Mf质量比为1.5时,温度一 反应时间对Mf溶解性的影响.在一定的温度范围 内,Mf的溶解性随着反应时间的延长几乎呈线性增 表2三因素二次正交旋转组合设计试验结果 Table2Responseofdependentvariablestothefunctionalpropertiesofmyofibrillarprotein 注:溶解性以其上清液的蛋白质质量浓度与离心前溶液的蛋白质质量浓度的百分 比表示;乳化活性以500nm下吸光值表示;热稳定 性以热处理(63?,0.5h)后的上清液中蛋白质质量浓度与热处理前上清液中蛋白 质质量浓度的百分比表示.下同. 大趋势,但当温度超过50?后,'其溶解性随着反应 时间的延长逐渐降低.温度与反应时间的交互作用 对Mf溶解性影响极显着.图1(b)示出反应时间 13h时,温度一乳糖与Mf质量比对Mf溶解性的影 响.当温度一定时,Mf溶解性呈先增大后减小的趋 势;乳糖与Mf质量比一定时,其溶解性随温度变化 也呈先增大后减小趋势,在试验范围内,适当的温度 一 乳糖与Mf质量比使溶解性出现峰值.两者的交 互作用对Mf溶解性的影响不显着.图1(C)示出反 应温度45?时,反应时间一乳糖与Mf质量比对Mf 溶解性的影响.反应时间一定时,Mf溶解性随着乳 糖与Mf质量比的增大而逐渐增大;乳糖与Mf质量 比1.5时,溶解性出现最大值.反应时间与乳糖与 Mf质量比的交互作用对Mf溶解性的影响不显着. 22中国农业大学2007年第12卷 由试验结果可知,通过糖基化反应改善鲢鱼肉Mf, 温度和反应时间对Mf溶解性的影响比乳糖与Mf 质量比对Mf的影响大;因此在操作的过程中要注 意对温度和反应时间的控制. 表3二次正交旋转组合设计回归系数的分析 Table3Regressioncoefficientsandanalysisofvarianceofthe secondorderpolynomialsfortworesponsevariables 注:*表示差异显着(P<0.05),**表示差异极显着(P<0.01). 各相应值与各因素的回归方程为: 333 Y=b0+?biX+?6?+?b }=1i=1i<J 2.2乳化活性 乳糖与Mf质量比为1.5时,温度一反应时间对 Mf乳化活性的影响见图1(d).当温度较高时,Mf— lactose的乳化活性随着反应时间的增大而逐渐增 大,但当反应时间达到一定值后,又随温度的增高而 略有下降,但仍保持在较高水平.当反应时间较短 时,Mf—lactose的乳化活性随着温度的增高而逐渐增 大;反应时间较长时,Mf—lactose的乳化活性随着反 应温度的增大而逐渐增大,当反应时间增大到一定 值后,又略有降低.当二者的编码值水平都在0.84 附近时,乳化活性处于最大值.图1(e)示出反应时 间13h时,温度一乳糖与Mf质量比对Mf乳化活性 的影响.当温度一定时,随着乳糖与Mf质量比的 增大,Mf乳化活性逐渐增大;但温度达到一定值时, 随着乳糖与Mf质量比的增大,其乳化活性有下降 趋势,但最终保持较高水平,即当温度达到较高值 时,乳糖与Mf质量比对Mf乳化活性的影响较小. 当乳糖与Mf质量比一定时,随着反应时间的延长, Mf乳化活性逐渐增大;同样,当乳糖与Mf质量比 达到一定值时,Mf乳化活性达到最高值后,又随着 反应时间的延长而有些许降低.图1(f)为温度45 ?时,反应时间一乳糖与Mf质量比对Mf乳化活性 的影响.当反应时间较短时,乳糖与Mf质量比几 乎与Mf乳化活性呈线性增大,但当反应时间较长 时,乳糖与Mf质量比Mf对乳化活性的影响不明 显,始终保持较高水平.当乳糖与Mf质量比一定 时,Mf乳化活性随着反应时间的延长而增大,但当 乳糖与Mf质量比超过2.15时,其乳化活性基本维 持较高水平,反应时间对其影响不大.这3个因素 的交互作用中,反应时间一乳糖与Mf质量比的交互 作用对Mf乳化活性的影响显着,其他交互作用对 其影响均不显着. 2.3热稳定性 由图1(g)温度一反应时间对Mf热稳定性的影 响可知,乳糖与Mf质量比为1.5时,当温度一定 时,Mf的热稳定性随着反应时间的延长而增大,但 当温度超过45?后,随着时间的延长,其热稳定性 又呈下降趋势,但趋势不明显.当反应时间一定时, Mf的热稳定性随着温度的升高几乎呈线性增大趋 势.由图1(h)温度一乳糖与Mf质量比对Mf热稳 定性的影响可知,反应时间为13h时,当温度一定 时,Mf的热稳定性随着乳糖与Mf质量比的增大而 逐渐增大,但是在乳糖与Mf质量比为大于1.5以 后,出现微小下降趋势.当乳糖与Mf质量比一定 时,Mf的热稳定性随着温度的升高而逐渐增大,并 在55?时出现最大值.图1(i)为当温度为45? 时,反应时间一乳糖与Mf质量比对Mf热稳定性的 影响.当反应时间一定时,Mf的热稳定性随着乳糖 与Mf质量比的增大而逐渐增大,并在乳糖与Mf质 量比为1.5处出现最大值,当其大于1.5时,Mf的 热稳定性没有明显变化,仍保持较高的水平.当乳 糖与Mf质量比一定时,随着反应时间的延长,Mf 的热稳定性逐渐增大,并在13h处出现最大值,随 后略有下降,但仍保持较高水平.这3个因素中,两 两的交互作用对Mf热稳定性的影响均不显着.未 糖基化的Mf热稳定性很低,经过63?0.5h加热 第4期芦晶等:糖基化反应改善鲢鱼鱼肉肌原纤维蛋白功能特性23 后,仅12%,而糖基化反应后的肌原纤维乳糖蛋白糖基化反应可以有效改善Mf的 热稳定性. 经过热处理后,热稳定性可达到75%.由此可见, 3结论 30 20 l5 75 45 (a)温度一反应时问对 Mf溶解性的影响 (b)温度一乳糖与Mf质量比对 Mf溶解性的影响 (C)反应时间一乳糖与Mf质量 比对Mf溶解性的影响 0 (d)温度一反应时间对Mf 乳化活性的影响 (e)温度一乳糖与Mf质量比对 Mf乳化活性的影响 ff)反应时间一乳糖与Mf质量 比对Mf乳化活性的影响 (g)温度一反应时问对Mf 热稳定性的影响 (h)温度一乳糖与Mf质量比对 Mf热稳定性的影响 ")反应时问一乳糖与Mf质量 比对Mf热稳定性的影响 X1:温度/?,X2:H~l's~/h,X3:乳糖与Mf的质量比,y1:溶解性/%,Y2:乳化活性,Y3热 稳定性/% 图1反应条件对Mf功能特性的影响 Fig.1Effectsoftemperature,reactiontimeandweightratiooflactoseto MfonfunctionalpropertiesofMf 1)乳糖与Mf通过糖基化反应可以有效改善鲢 鱼肉肌原纤维蛋白的功能特性. 2)改善Mf溶解性的最优条件是温度50?,反 应时问18.5h,乳糖与Mf质量比1.5,预测此条件 下Mf溶解性为62.7%. 3)改善Mf乳化活性的最优条件是温度50?, 反应时问18.5h,乳糖与Mf质量比2.15,预测此条 件下Mf乳化活性为2.059. 4)改善Mf热稳定性的最优条件是温度55?, 反应时问13h,乳糖与Mf质量比1.5,预测此条件 0 0 下Mf热稳定性为75%. 5)不同的功能特性需要的反应条件不同,希望 在以后的研究过程中可以找出制备具有各个特性最 佳值的肌原纤维乳糖蛋白的最优反应条件. [1] [2] [3] 参考文献 罗永康,张爱荣.糖基化反应改善蛋白质功能特性的 研究进展[J].食品科技,2004(7):4-6,10 王兰.李新和.美拉德反应在改进蛋白质功能性质方 面的研究进展[J].郑州粮食学院,1999,20(4):33 — 39 KatoA,SasakiY,FurutaR,eta1.Functionalprotein 24中国农业大学2007年第12卷 [4] [5] [6] [7] polysaccharideconjugatepreparedbycontrolleddry,.heat,. ingofovalbumin—dextranmixtures[J].JAgricuhureBi— ologyChemistry,1990,54(1):107—112 MakotoH,KoichiN,KokiO,eta1.Reducedimmuno— genicityofp—lactoglobulinbyconjugationwithcar— boxymethydextran[J].JBioconjugateChem,2000,11: 84—93 MakotoH,Ken—ichiN,KazuoK,eta1.Functional changesinp—lactoglobulinbyco~ugationwithcationic saccharides[J].JAgricFoodChem,2000,48:2050—2056 AkioKato.IndustrialapplicationsofMaillard—typepro— tein-polysaccharideconjugates[J].FoodScienceand TechnologyResearch,2002,8(3):193—199 SaekiH.Preparationofneoglycoproteinfromcarpmy— ofibrillarproteinbymaillardreactionwithglucose:bio— chemicalpropertiesandemulsifyingproperties[J].JA— gricFoodChem,1997,45:680—684 [8]SaekiH,InoueK.Improvedsolubilityofcarpmyofibril— larproteinsinlowionicstrengthmediumbyglycosylation 【JJ.JAgricFoodChem,1997,45:3419—3422 [9]FujiwaraK,OosawaT,Saeki,H.Improvedthermal stabilityandemulsifyingpropertiesofcarpmyofibrillar proteinsbyconiugationwithdextran[J].JAgricFood Chem,1998,46:1257—1261 [10]SatoR,SewageT,KashmirH,eta1.Preparationof eoglycoproteinfromcarpmyofibrillarproteinandalgi— nateoligosaccharide:improvedsolubilityinlowionic strengthmedium[J].JAgricFoodChem,2000,48:17 — 21 [11]杨建雄.生物化学与分子生物学实验技术教程[M]. 北京:科学出版社,2002:33-34 [12]PearceKN,KinsellaJE.Emulsifyingpropertiesof proteins:evaluationofaturbidimetrictechnique[J].J AgticFoodChem,1978,26:716—723