重组胶原酶Bacillus cereus ColM13的酶学及结构特性分析

以前期成功构建出降解胶原蛋白的工程菌pET30a-ColM13/BL21为出发菌,对工程菌表达纯化出的重组胶原酶(ColM13)的酶学性质进行分析。通过研究温度、pH、抑制剂对其的影响,得出ColM13的最适反应温度为50℃,最适反应pH为8.0;在20~55℃和pH6.0~9.0范围内有良好的稳定性;金属蛋白酶抑制剂乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)、乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(ethylenebis(oxyethylenenitrilo tetraacetic acid,EGTA)对ColM13有显著的抑制作用。采用紫外光谱(ultraviolet and visible spectrum,UV)、差示量热扫描(differential scanning calorimeter,DSC)、荧光光谱(FS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对骨胶原蛋白及其酶解产物进行结构特性分析,分析可知酶解作用使骨胶原蛋白的三股螺旋结构遭到破坏,释放出大量的游离氨基酸。酶解后胶原蛋白的肽链上-NH_2~+-相互排斥减弱,疏水氨基酸残基作用增强,具有更高的热稳定性。与B.cereus MBL13-U分离纯化出的胶原酶(BSC)相比,ColM13处理的胶原蛋白的降解效果更明显。     

Bacillus cereus胶原蛋白酶功能基因分析与结构预测

以一株降解骨胶原蛋白的菌种蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus) MBL13-U作为出发菌种,通过对菌全基因组测序,针对胶原蛋白酶功能基因进行了定位和结构预测。结果表明,从全基因组序列中得到胶原蛋白酶的功能基因序列长度为2 916 bp;该功能基因中α螺旋占总氨基酸的37. 1%,β转角占12. 8%,无规则卷曲占26. 0%,且该酶的三维结构预测为镊子状结构。将胶原蛋白酶基因转入大肠杆菌宿主菌株BL21,构建出工程菌p ET30aCol M13/BL21。对工程菌所产的重组蛋白酶Col M13酶解Ⅰ型骨胶原蛋白的结构进行分析表明,酶解作用使骨胶原蛋白产生多肽和大量游离氨基酸,其微观结构发生显著变化,表明Col M13在工程菌中已成功表达。     

鸡蛋清蛋白喷雾干燥工艺优化及特性变化

以鸡蛋清蛋白为原料,研究在最佳喷雾干燥工艺条件下,鸡蛋清蛋白粉的功能特性和结构的变化。以出粉率为指标,通过响应面优化试验确定了最佳喷雾干燥工艺条件为:脱糖时间32h、进料液速度466mL/h、蛋清液质量浓度29%、进口温度140℃,出口温度65℃,该条件下出粉率为16.17%。以真空冷冻干燥为对照组,针对喷雾干燥对蛋清蛋白的溶解度、乳化性、起泡性、泡沫稳定性、水分含量、色差值等功能特性进行研究,结果表明,喷雾干燥蛋白与真空冷冻干燥蛋白的溶解度、乳化性、起泡性、泡沫稳定性和水分含量差异不显著(P0.05),而且喷雾干燥蛋白有较高亮度、较低的红度和黄度,保持了很好的色泽。傅里叶变换红外(FT-IR)分析表明在酰胺I带处,喷雾干燥蛋白发生红移,使酰胺I带产生C═O伸缩振荡;扫描电镜(SEM)分析显示喷雾干燥蛋白表面呈现大小不一的、颗粒较小、外形完整不规则的球形,而真空冷冻干燥蛋白表面呈现光滑的片层结构。     

喷雾冷冻干燥对鸡蛋清蛋白结构和特性的影响

为了探究喷雾冷冻干燥(Spray freeze drying,SFD)对鸡蛋清蛋白结构及功能特性的影响,将其与喷雾干燥(Spray drying,SD)蛋清粉进行对比,并通过质构仪、差示扫描量热(D S C)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、低场核磁共振(LF-NMR)等对其结构及特性进行测定。结果表明:SFD粉的变性温度比SD粉低了15.7℃,表面巯基含量低42.40%;SFD粉的α-螺旋和β-折叠结构比例大,分子结构更有序,蛋白聚集程度小,从而使其乳化特性得到改善;SEM分析表明,SFD粉呈大孔隙颗粒网络结构,溶解度增大。两种蛋清粉溶解度随pH的升高均呈先下降后上升的趋势,SFD粉溶解性和乳化性明显高于SD粉(P<0.05),凝肢硬度和束缚水含量显著低于S D粉(P<0.05),保水性差,两者的起泡性无显著差异。综上所述:与SD粉蛋白相比,SFD粉蛋白在结构和部分功能特性方面发生了显著变化,尤其在溶解度和乳化特性方面更具优势。     

糖基化卵白蛋白肽的制备工艺优化及特性与结构分析

为改善鸡蛋清蛋白的加工特性,该文以卵白蛋白(ovalbumin,OVA)为研究对象,考察酶法与糖基化相结合的协同改性对其特性和结构的影响。以接枝度为指标,采用响应面法对OVA肽糖基化的工艺条件进行优化,并对改性前后OVA的功能特性和结构进行研究。结果表明,OVA肽糖基化的最佳工艺条件为pH 9、蛋白质量浓度8 g/100mL、OVA肽∶糖(质量比)为1∶1.5、反应时间4.5 h、反应温度65℃,在此条件下,糖基化接枝度为(35.67±0.74)%。协同改性后OVA的乳化活性指数较未改性OVA的提高了51.20 m~2/g,乳化稳定性提高了38.14%;起泡性和泡沫稳定性分别提高了121%,31.60%。SDS-PAGE结果表明,协同改性后OVA的分子质量由44.3 kDa变为45.0~97.2 kDa,傅里叶红外(FTIR)结果表明,协同改性后OVA的二级结构被破坏,葡聚糖连接到OVA肽上,部分红外吸收峰变强;扫描电镜(SEM)分析表明,协同改性后OVA的微观结构发生明显变化,由原来球状变成片状结构,排列更加紧密。     

牛骨胶原蛋白酶解工艺优化及结构特性分析

为研究前期纯化的特异性降解牛骨胶原蛋白的胶原蛋白酶(BSC)对牛骨胶原蛋白的酶解工艺,以水解度为响应值,在单因素试验基础上通过五元二次正交旋转组合试验,确定最佳酶解工艺为:反应温度46℃、牛骨胶原蛋白添加量5.14g/100mL、BSC添加量0.42g/100 mL、反应时间6h、pH 6.5,该工艺条件下水解度为34.98%。采用紫外光谱(UV)、荧光光谱(FS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对牛骨胶原蛋白及其产物进行结构特性分析。通过UV分析表明BSC酶的降解作用破坏了牛骨胶原蛋白的三股螺旋结构,游离出大量的氨基酸;FS分析表明牛骨胶原蛋白分子表面C═O、CONH_2、COOH逐步增多,胶原蛋白肽中生色基团分布也随之发生变化;FT-IR分析可知牛骨胶原蛋白经降解后的胶原蛋白肽的肽链上—NH_2~+—排斥作用逐渐减弱,主要以β-转角为主;SEM表明酶破坏了牛骨胶原蛋白的表面分子结构,使其变得疏松。     

复合酶水解卵白蛋白及其特性与结构分析

为提高鸡蛋清蛋白的功能特性,以鸡蛋卵白蛋白(Ovalbumin,OVA)为研究对象,采用复合酶(木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和风味蛋白酶)对其进行酶解改性处理,并分析卵白蛋白功能特性和结构的变化。以水解度为指标,确定了木瓜蛋白酶中性蛋白酶风味蛋白酶的最佳质量比为112。在单因素试验的基础上,通过响应面优化试验确定了复合酶的最佳酶解工艺条件:pH 7.5、酶解时间7h、OVA浓度5%、加酶量7 500U/g、温度56℃,该条件下水解度为(31.03±0.14)%。针对复合酶水解OVA功能性质的分析表明,其持水性提高了1.65g/g,持油性降低了1.05g/g,表面疏水性降低了4.05%,浊度显著性地下降。通过化学作用力、荧光光谱和扫描电镜(SEM)分析酶解对OVA结构的影响。结果表明,酶解导致蛋白质的一级结构发生了显著的变化,同时三级结构也发生了改变;此外,微观结构由球状变成片状。