偏高水分优质稻在储藏期间蛋白质二级结构与质构特性变化关系研究

摘 要 以偏高水分（13.8%）“甬优15”优质稻为原料,在15、20、25℃的条件进行270d的储藏,研究蛋白质二级结构对质构特性等的影响。结果显示：随着储藏时间的延长,蛋白质二级结构中的α-螺旋含量下降不显著、β-折叠含量下降显著、β-转角和无规卷曲的含量显著上升;脂肪酸值与蛋白质二级结构中的β-转角、无规卷曲呈极显著正相关（p＜0.01）,与α-螺旋、β-折叠呈显著负相关（p＜0.05）;硬度与β-折叠呈极显著负相关（p＜0.01）,与β-转角呈极显著正相关（p＜0.01）。这表明储藏过程中,随着蛋白质二级结构中β-转角和无规卷曲的含量升高,稻谷储藏品质降低,米饭质构特性下降。     

热处理对大豆11S球蛋白溶解性和二级结构的影响

采用差示扫描量热仪、Lowry法以及傅里叶变换红外光谱法分别对大豆11S球蛋白的热性质、溶解性和二级结构进行测定与分析,研究热处理对11S球蛋白溶解性和二级结构的影响。热处理能够使大豆11S球蛋白Td和ΔH降低,导致蛋白质发生部分或完全变性。80?℃热处理使大豆11S球蛋白的溶解性降低,这可能由于热处理改变了蛋白质的空间结构和表面电荷所致,此时蛋白质的α-螺旋结构逐渐转变为β-折叠和无规卷曲结构。而90?℃和100?℃热处理一定时间后,蛋白质溶解性又稍有升高,这可能是形成可溶性聚集体造成的。此时蛋白质的α-螺旋和β-折叠结构向β-转角和无规卷曲结构转变,表明β-转角和无规卷曲结构对热聚集体的形成具有重要作用。此外,蛋白质变性和氢键断裂是导致二级结构相互转变的重要因素。     

辐照对带鱼鱼糜内源性转谷氨酰胺酶及凝胶特性的影响

内源性转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TGase)与鱼糜凝胶性能密切相关,辐照处理会引起鱼糜TGase结构与活性的变化。为考察电子束辐照对带鱼鱼糜品质的影响,采用不同辐照剂量电子束处理带鱼鱼糜,测定鱼糜内源性TGase的活力及其最适反应温度、最适反应pH值,通过傅里叶变换红外光谱和圆二色光谱分析TGase构象单元,结合鱼糜凝胶强度和持水性的变化,探究电子束辐照对鱼糜内源性TGase及凝胶性能的影响机理。结果显示,随着电子束辐照剂量的增加,鱼糜内源性TGase活力呈先上升后下降趋势,5 kGy辐照能明显提高鱼糜TGase活力,鱼糜凝胶强度及其保水性达到最大值;各组TGase的最适反应pH值均为8.0,除9 kGy组外,其余剂量辐照组和对照组TGase的最适反应温度均为40℃;辐照引起鱼糜TGase分子中的二级结构单元转变,5 kGy组TGase的α-螺旋和β-转角相对含量达最小值,而β-折叠及无规卷曲相对含量达最大值。结论:电子束辐照影响带鱼鱼糜内源性TGase二级结构及其活力,适宜剂量辐照促进TGase分子中α-螺旋和β-转角结构转化为β-折叠及无规卷曲,有利于提高鱼糜TGase活性,促进带鱼鱼糜凝胶的形成。     

高压脉冲电场对大肠杆菌胞内蛋白的影响

通过聚丙烯酰胺凝胶电泳和傅里叶变换红外光谱研究了高压脉冲电场(PEF)处理对大肠杆菌(E.coli)胞内蛋白的影响,并应用去卷积和曲线拟合等数学方法和圆二(CD)色谱进一步分析PEF处理前后蛋白二级结构中α-螺旋、β-转角、β-折叠和无规卷曲相对含量的变化。结果表明,经过PEF(30 kV/cm,400μs)处理后,在分离胶的顶端出现了蛋白质的聚集。蛋白二级结构中β-折叠相当含量从45.40%降至21.50%,β-转角相对含量从23.8%降至8.81%,而无规卷曲结构从0.13%升至36.95%,α-螺旋结构没有明显的变化。     

碱与热处理对大米蛋白质结构与功能性质的影响

以大米蛋白质为原料,研究碱处理和热处理对大米蛋白质结构与功能性质的影响。研究结果发现:经不同pH处理40 min后,大米蛋白质功能性质均有一定程度改善,其中经pH 12. 0/40 min处理的大米蛋白质溶解性、乳化性与乳化稳定性、起泡性分别提高了2. 46,2. 85,1. 12,2. 51倍;同时, 100 kDa的组分含量减少,此时蛋白质分子中的α-螺旋、β-转角含量分别减少了26. 99%,10. 54%,而β-折叠、无规卷曲含量分别增加了14. 65%,20. 23%。采用50~90℃/40 min的条件对大米蛋白质进行热处理,其结构性质和溶解性、表面疏水性皆无明显变化;但乳化性与乳化稳定性、起泡性则随着热处理温度升高而提高,90℃热处理可达到最大值,分别是原大米蛋白质的2. 41,1. 09,1. 62倍。结果表明经单独碱处理、热处理后,大米蛋白质的结构发生了改变,但溶解度改善效果不明显。     

油茶籽油对鱼糜凝胶特性及凝胶结构的影响

为探讨脂质对鱼糜蛋白凝胶功能特性的影响及其机理,研究不同油茶籽油添加量对鱼糜凝胶特性、水分分布、脂质及蛋白质结构等的影响。结果表明:随着油茶籽油添加量的增加,鱼糜凝胶强度、乳化稳定性和持水性显著增加(P0.05),当油茶籽油添加量增加到8%时各指标基本稳定,此时鱼糜凝胶强度为225.1 g·cm,游离出来的液体质量分数为2.60%。拉曼光谱分析发现,油茶籽油的添加改变了鱼糜凝胶体系中脂质和蛋白质的化学结构,主要表现为C—H谱带峰宽的增加、O—H谱带相对强度的下降,以及鱼糜蛋白中β-折叠、β-转角和无规卷曲结构相对含量的增加和α-螺旋结构相对含量的降低。同时,随着油脂质量分数的增加,水分以更加细小的状态分布在鱼糜凝胶体系之中。以上结果进一步揭示了油茶籽油的添加可增加鱼糜凝胶强度、乳化稳定性和持水性的内在原因。     

不同热处理温度下大豆11S球蛋白Zeta电位、粒径和红外光谱分析

对不同热处理条件下大豆11S球蛋白的Zeta电位、粒径和红外光谱进行研究。随着热处理时间的延长,80?℃和90?℃条件下大豆11S球蛋白的Zeta电位绝对值逐渐减小,而100?℃条件下Zeta电位绝对值呈先减小后增大的趋势,3?个温度条件下11S球蛋白的平均粒径逐渐增加。100?℃热处理的Zeta电位绝对值变化更显著,平均粒径更大。Zeta电位和平均粒径的变化与热处理改变了蛋白质的分子结构有关。对于2%的大豆11S球蛋白溶液,80?℃热处理过程中β-转角和无规卷曲结构的转化可能相互抵消,而最终表现为α-螺旋结构转变为β-折叠结构;90?℃热处理前30?min发生α-螺旋和β-折叠结构向β-转角结构转变,超过30?min各二级结构不再相互转化;100?℃热处理前20?min会使α-螺旋和β-折叠结构迅速转变为β-转角和无规卷曲结构,20～45?min各二级结构没有相互转化,而超过45?min后这种转变进一步加强。     

不同热处理条件下大豆分离蛋白的红外光谱分析

本文研究不同温度、时间热处理下不同浓度大豆分离蛋白的热稳定性及红外光谱,探讨蛋白质二级结构的变化规律,结果表明:样品浓度的差异对变性温度(T_D)和变性焓变(ΔH)的影响不明显,未经加热处理的大豆分离蛋白中7S和11S球蛋白变性温度分别为74.2℃和93.7℃。相比于未处理的蛋白质样品,热处理使α-螺旋结构增多,β-折叠结构减少。80℃热处理下,α-螺旋结构及β-转角结构均呈现先增加后减少的变化趋势,而β-折叠结构含量则先减少后增加。在2%蛋白浓度、90℃热处理条件下,随着处理时间的增长,α-螺旋结构及β-折叠结构呈现出先增加后降低的变化趋势,而无规卷曲结构则呈现相反的变化趋势。无论何种蛋白浓度下,11S球蛋白在90℃热处理45 min时的变性增大了无规卷曲结构含量,同时降低了β-转角结构及β-折叠结构组分含量。     

不同凝固剂对大豆分离蛋白分子间作用力及蛋白质二级结构的影响

为探究盐类凝固剂和酸类凝固剂在诱导大豆蛋白凝固过程中对分子间作用力和蛋白质二级结构的影响,本文以大豆分离蛋白（SPI）为研究对象,分析了不同凝固剂对大豆蛋白凝固过程中pH、表面疏水作用力、游离巯基（SH）、Zeta电位、α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲的变化规律。结果表明:盐类凝固剂和酸类凝固剂均能降低SPI溶液的pH,其终点pH分别为6.08~6.14和5.25~5.58。与仅热处理的SPI溶液相比,加入凝固剂会导致SPI溶液中蛋白质表面疏水作用力和游离SH含量的增加,Zeta电位降低。在加入凝固剂后的0~45 min内,SPI的表面疏水作用力呈现先增加后降低的趋势,游离SH含量逐渐降低;酸浆处理的SPI溶液Zeta电位显著高于其他凝固剂（P<0.05）,为9.19~9.90 mV。此外,盐类凝固剂会导致SPI的α-螺旋和β-转角转变为β-折叠,酸类凝固剂则会破坏SPI中β-折叠。特别地,添加酸浆的SPI的α-螺旋比例介于乳酸和盐类凝固剂之间,而β-转角比例介于乳酸和醋酸之间。     

霉变和辐照对大豆蛋白质理化性质和结构的影响

以新鲜大豆为原料制备了不同霉变程度的大豆,利用60Co-γ射线对大豆进行了辐照处理,采用胃蛋白酶体外消化率、氨基酸组分测定、SDS-PAGE电泳和傅里叶红外变换光谱(FT-IR)研究了霉变和辐照对大豆中蛋白质体外消化率以及蛋白质组成和结构的影响。研究表明:大豆培养30 d后,霉变导致大豆胃蛋白酶消化率降低23.74%,氨基酸总量减少2.07%,大豆蛋白质二级结构中的β-转角和无规卷曲分别增加了2.67%和4.17%,而α-螺旋和β-折叠相应减少3.62%和3.21%。在所考察的剂量范围内(10~30 k Gy),辐照对新鲜大豆的胃蛋白酶体外消化率、氨基酸组成、蛋白质亚基组成没有显著影响(P0.05),但对蛋白质二级结构中的α-螺旋与β-折叠具有显著影响(P0.05)。霉变大豆经过γ射线辐照处理后,氨基酸总量降低,蛋白质二级结构中的α-螺旋与β-折叠减少,无规则卷曲增加。     

金线鱼-白鲢鱼混合鱼糜凝胶蛋白质构象和作用力的研究

为研究金线鱼鱼糜和白鲢鱼鱼糜的混合鱼糜体系中凝胶过程中蛋白质构象和化学作用力,利用拉曼光谱、电泳和热稳定性测量等方法,并分析了混合鱼糜的氨基酸组成、蛋白质热稳定性、鱼糜凝胶强度的影响。结果表明：混合鱼糜中疏水性氨基酸总量均高于34.3%。从热稳定分析可知,在45℃和67℃附近出现吸热峰,在78℃左右出现放热峰。随着金线鱼鱼糜含量的增加,α-螺旋含量先下降后趋于稳定,而β-折叠和β-转角含量逐渐增加。当金线鱼鱼糜和白鲢鱼鱼糜的比例为3:1时,混合鱼糜的破断力和凝胶强度分别为524.08 g和6226.25 g.mm,较白鲢鱼鱼糜分别提高89.05%和95.78%。相关性分析结果表明凝胶强度与蛋氨酸、β-折叠结构和二硫键呈极显著性正相关;混合鱼糜凝胶中的蛋氨酸、酪氨酸、组氨酸和精氨酸与非特异性关联、氢键呈显著性负相关。     

热处理对大豆11S球蛋白表面疏水性的影响及拉曼光谱分析

研究热处理对大豆11S球蛋白表面疏水性（H0）的影响,并对蛋白质拉曼光谱进行分析。随着热处理时间的延长,在80?℃热处理下,大豆11S球蛋白的H0增加,二级结构中α-螺旋结构转变为β-转角和无规卷曲结构。在90?℃和100?℃热处理下,H0先增加后稍有降低,且100?℃热处理下H0变化地更快,且变化程度更大,α-螺旋和β-折叠结构转变为β-转角和无规卷曲结构。此外,热处理会使蛋白分子中的酪氨酸和色氨酸残基趋于“暴露”态,同时改变11S球蛋白分子间二硫键的振动模式,使二硫键由g-g-g构型转变为t-g-t构型,这可能会导致蛋白质H0的升高。     

基于红外光谱分析热处理对牛乳蛋白质二级结构的影响

运用傅里叶变换红外光谱技术对乳蛋白及其酰胺Ⅰ带进行解析,进一步用红外解谱法对其二级结构进行表征。以原料乳为对照,研究65℃/30 min(低温长时巴氏杀菌)、80℃/15 s(高温短时巴氏杀菌)、95℃/5 min(酸乳热处理)、137℃/5 s(超高温灭菌)等不同热处理条件对乳中蛋白质二级结构的影响。结果表明,热处理会导致乳蛋白间发生相互作用,乳蛋白原空间结构受到破坏,导致分子内氢键被破坏。不同热处理程度的乳蛋白酰胺Ⅰ带均向低波数方向发生了不同程度的红移,表明乳蛋白变性过程中疏水氨基酸残基暴露形成分子间氢键。同时热处理后乳蛋白各二级结构比例发生明显改变。α-螺旋含量显著降低(P0.05),无规卷曲含量显著升高(P0.05),β-转角及β-折叠含量在加热过程均呈先增加后减少变化趋势,表明热处理程度增强导致部分有序结构向无规卷曲结构转化,蛋白质热变性后会发生热聚集现象,且β-折叠、β-转角结构在热聚集体的形成过程中具有重要作用。     

电场对脂肪酶二级结构及其活性的影响

脂肪酶被不同强度的电场处理5 min,用红外光谱法研究电场对其二级结构的影响,并测定酶活性的变化。实验结果显示:在1.0~6.0 kV/cm范围,电场作用对脂肪酶二级结构单元相对含量的影响程度不同。与对照组相比,处理组的α-螺旋和β-折叠含量普遍减少,减少幅度分别为4.9%~10.9%和3.2%~22.6%;β-转角和无规卷曲含量普遍增加,增加幅度分别为12.5%~37.7%和3.1%~24%。并且各种结构的含量在3.0 kV/cm电场强度条件下变化最为明显。经电场处理后脂肪酶活性显著增加,这与β-转角和无规卷曲含量的增加有一定的相关性。     

不同盐处理对肉糜乳化凝胶水合特性及蛋白质构象变化的影响

应用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)与傅里叶红外光谱技术(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR),研究斩拌阶段不同盐处理(空白组、食盐组、磷酸盐组、食盐+磷酸盐组)对肉糜乳化凝胶水合特性及蛋白质构象变化的影响。结果表明,与空白组相比,食盐组与食盐+磷酸盐组T_2增加,3个加盐处理组均表现出P_(2b)和P_(22)降低,而P_(21)升高;相关性分析显示,β-折叠含量与乳化凝胶T_(21)、T_(22)呈显著负相关(R=-0. 970,p 0. 05; R=-0. 960,p 0. 05);α-螺旋含量与乳化凝胶P_(2b)呈显著负相关(R=-0. 971,p 0. 05),与P_(21)呈显著正相关(R=0. 980,p 0. 05);食盐单独加入使得部分无规则卷曲向α-螺旋转变,磷酸盐单独添加使得部分无规则卷曲向β-折叠转变。说明添加盐类斩拌之后,水分的整体流动性增加,肉糜中不易流动水的含量升高,自由水含量降低。相关性结果表明,水分整体流动性增加以及不易流动水含量升高后,乳化凝胶β-折叠含量下降,主要是因为食盐的加入造成无规则卷曲向α-螺旋转变。因此,斩拌阶段的盐处理方式不同,肉糜凝胶的水合特性不同。肉糜水合特性出现差异,从而造成肉糜凝胶蛋白质构象差异化,进而可能影响凝胶品质。     

超高压均质处理的米糠膳食纤维粉对面筋蛋白结构的影响

利用红外光谱法（FTIR）测定了超高压均质处理的米糠膳食纤维粉添加量分别为0%,5.0%,10.0%, 15.0%,20.0%时面筋蛋白结构的变化。结果表明：添加米糠膳食纤维粉的面筋蛋白二级结构仍以α-螺旋和β-折叠为主。随着米糠膳食纤维粉添加量的增加,α-螺旋结构含量显著降低（P<0.05）,β-转角和无规则卷曲含量的减少量与β-折叠含量增加量的变化趋势均为先减少而后增加,即呈现出β-转角和无规则卷曲转变为β-折叠的趋势。当米糠膳食纤维粉添加量大于15.0%时,面筋蛋白二级结构中α-螺旋含量锐减,维持面筋蛋白空间构象的氢键被破坏,蛋白质螺旋结构受损,维持面筋蛋白空间稳定的平衡被打破,面筋蛋白结构变得松散。结论：米糠膳食纤维粉添加量控制在15%内,面制品在兼具保健功能的同时可获得良好的加工特性。超高压均质处理利于米糠膳食纤维的微粒化,可提高米糠高值化的综合利用率。     

超高压处理僵直前兔肉对其斩拌肉糜流变特性及蛋白二级结构的影响

为探究兔肉在僵直前经不同的超高压处理,对其斩拌肉糜在加热后(20～80℃)所形成的凝胶品质的影响。实验以兔肉为主要原料,将僵直前的兔里脊肉在100～300 MPa下分别保压15 s或180 s,再成熟,加盐(质量分数2%)斩拌。对肉糜的储能模量(G')和相位角等流变特性进行测定和分析,同时测定肉糜的拉曼光谱,计算蛋白的二级结构变化情况。结果表明,对僵直前的兔肉进行超高压处理,会影响其斩拌后蛋白体系中蛋白质的空间构型和理化性质,总体上会使α-螺旋含量降低,β-折叠含量增加,其中以200 MPa-15 s处理组最为显著。这些变化与加热后形成的凝胶功能特性有显著的相关性。     

加工条件对醇法大豆浓缩蛋白溶解性及结构的影响

为探究工业化生产的醇法大豆浓缩蛋白溶解性较差的原因，研究了醇法加工条件(乙醇体积分数、浸提温度、干燥温度)对大豆浓缩蛋白溶解性及结构的影响。结果表明：大豆浓缩蛋白的溶解度随着乙醇体积分数的增大呈现先降低后升高的趋势，乙醇体积分数为65%时溶解度最低；浸提温度和干燥温度的升高会导致溶解度大幅降低；随着浸提液中乙醇体积分数的增大，大豆浓缩蛋白表面疏水性、分子间的疏水相互作用、二硫键含量及粒径均呈现先增加后降低的趋势，在乙醇体积分数为65%时最大，而α-螺旋含量增加，β-折叠含量整体先增加后降低，无规卷曲含量降低；随着浸提温度和干燥温度的升高，大豆浓缩蛋白分子间氢键作用力降低，而表面疏水性、分子间疏水相互作用、二硫键含量和粒径增大，α-螺旋向β-折叠及无规卷曲转变，蛋白质结构趋于无序。综上，工业化醇法加工工艺(60%～70%乙醇体积分数、50～60℃浸提温度、60～70℃干燥温度)所引发的大豆浓缩蛋白表面疏水性的增大、分子间聚集程度的增加等导致了其溶解度的降低，不利于后期应用。     

利用红外光谱与原子力显微技术揭示纳米级大豆肽结构及其与溶解性的关系

以大豆分离蛋白为原料进行胃蛋酶水解,得到大豆肽。通过红外光谱、原子力显微镜对大豆蛋白和大豆肽的二级结构及微观结构进行分析,揭示结构与溶解性之间的关系。结果表明,与大豆分离蛋白相比,大豆肽二级结构主要以无规则卷曲为主,其α-螺旋和β-折叠结构含量低16.38%,而无序结构的β-转角和无规则卷曲含量高15.37%。大豆肽表面较平滑颗粒较分散,以单个分子状态存在,粒径为大豆分离蛋白的50%,在pH为4.0时,其溶解性为大豆分离蛋白的4.43倍。     

蒙古红鲌腌制过程中肌肉与盐卤成分的变化

以蒙古红鲌为材料,研究了腌制工艺及其对蒙古红鲌肌肉蛋白质和组织结构的影响。结果表明:随着氯化钠溶液浓度的升高,可溶性蛋白的渗出量及氯化钠的渗入量均增加,而氨基态氮的渗出量则减少;随着腌制温度的升高,肌肉中可溶性蛋白、氨基态氮的渗出量及氯化钠的渗入量均增加;鱼肉中氯化钠含量的变化符合Arrhenius方程动力学模型,该模型可准确预测腌鱼制品最终食盐含量;腌制后鱼肌肉蛋白质二级结构中部分α-螺旋和β-折叠打开,转变为无规卷曲和β-转角,肌肉的横截面肌纤维束发生轻微的膨胀,排列更加紧密。