Structural modification of soy protein by the lipid peroxidation product malondialdehyde

BACKGROUND: Protein oxidation results in covalent modification of structure and deterioration of functional properties of target protein. Oxidation extent of soy protein was affected by the content and type of lipid peroxidation (LPO) products in defatted soybean flours during storage and processing. Malondialdehyde (MDA) was selected as a secondary byproduct of LPO to investigate the effects of oxidative modification of LPO‐derived reactive aldehyde on soy protein structure. RESULTS: MDA reacted with ε‐amino and sulfhydryl groups of soy protein, and resulted in an increase in protein carbonyl groups but a decrease in sulfhydryl/disulfide, free amines and lysine. The decrease in solubility, surface hydrophobicity and intrinsic fluorescence indirectly indicated that MDA induced soy protein aggregation, and results of high‐performance size‐exclusion chromatography directly showed that gradual aggregation of soy protein was induced by increasing concentration of MDA. Results of electrophoresis indicated that MDA caused soy protein aggregation, and non‐disulfide covalent bonds were involved in aggregate formation. CONCLUSION: The results showed that sensitivity of soy protein was related to MDA concentration. Soy protein gradually aggregated with increase of MDA concentration; β‐conglycinin was more sensitive to MDA modification than glycinin. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

米糠贮藏期间米糠球蛋白的结构变化

将米糠贮藏不同时间脱脂制备米糠球蛋白,研究米糠贮藏对米糠球蛋白结构的影响。结果表明:随着米糠贮藏时间的延长,米糠脂质逐渐水解和氧化,米糠球蛋白羰基和二硫键含量增加,游离巯基含量下降,表明米糠贮藏期间米糠球蛋白发生了氧化。当米糠贮藏时间由0 d延长到10 d,米糠球蛋白内源荧光强度下降,最大荧光峰位蓝移,表面疏水性下降,分子质量分布图中蛋白质聚集体比例和粒径增加,表明米糠贮藏期间米糠球蛋白逐渐形成氧化聚集体;傅里叶变换红外光谱分析表明,米糠贮藏导致米糠球蛋白α-螺旋和β-折叠含量下降,β-转角和无规卷曲含量上升;电泳分析表明,蛋白质氧化导致米糠球蛋白形成了氧化聚集体,二硫键和少量非二硫共价键参与了氧化聚集体的形成。     

3 种有机酸在不同pH值条件下酸沉处理对米糠蛋白结构的影响

以传统碱溶酸沉制备米糠蛋白所用的盐酸为对照,采用酒石酸、苹果酸、柠檬酸3?种有机酸分别在pH?4.0、3.5、3.0、2.0条件下酸沉制备米糠蛋白,研究有机酸酸沉对米糠蛋白结构的影响。结果表明,同种有机酸在不同pH值条件下酸沉,当酸沉pH值下降时,米糠蛋白总巯基含量和α-螺旋相对含量无显著变化,游离巯基含量和无规卷曲相对含量上升,β-折叠和β-转角相对含量下降,内源荧光强度和表面疏水性先增加后下降。相比盐酸酸沉,有机酸在相同pH值条件下酸沉制备米糠蛋白的总巯基、二级结构组成和表面疏水性无显著差异,但游离巯基含量下降、内源荧光强度升高。分子质量分布、粒径分布及电泳结果表明,较低pH值条件下的酸沉可导致米糠蛋白结构发生部分解离和聚集,但没有形成新的亚基和高分子质量聚集体。     

米糠酸败对米糠蛋白体外胃蛋白酶消化产物结构特征的影响

将新鲜米糠贮藏不同时间后进行稳定化和脱脂制备米糠蛋白,研究米糠酸败对米糠蛋白体外胃蛋白酶消化产物结构特征的影响。结果表明：随着米糠酸败程度增加,米糠清蛋白亚基、谷蛋白酸性亚基和球蛋白亚基完全被胃蛋白酶消化降解的时间先提前后延迟,而米糠谷蛋白碱性亚基和醇溶蛋白亚基表现为更难被胃蛋白酶消化;分子质量分布和粒径分布结果表明,米糠酸败过程中形成的米糠蛋白氧化聚集体会抑制米糠蛋白体外胃蛋白酶消化;此外,随着米糠酸败程度的增加,米糠蛋白体外胃蛋白酶消化产物内源荧光峰位的红移幅度先增大后减小,表面疏水性则逐渐下降。总之,米糠酸败导致的米糠蛋白氧化对米糠蛋白消化产物的共价交联状态、聚集行为和表面疏水性等结构特征产生了重要影响。     

过氧自由基氧化对米糠蛋白结构和功能性质的影响

采用不同浓度的2,2’-盐酸脒基丙烷（2,2’-azobis(2-amidinopropane),AAPH）有氧热分解产生的过氧自由基氧化米糠蛋白,研究过氧自由基氧化对米糠蛋白结构和功能性质的影响。结果显示：随着AAPH浓度的增加,米糠蛋白羰基、二硫键和二酪氨酸含量分别从2.0?nmol/mg、12.04?nmol/mg和84.54增加到7.09?nmol/mg、14.69?nmol/mg和127.1,游离巯基含量从23.97?nmol/mg下降到15.29?nmol/mg。过氧自由基氧化导致米糠蛋白α-螺旋和无规卷曲相对含量下降,β-折叠相对含量增加,氨基酸残基侧链含量先增加后略微下降;同时使得米糠蛋白表面疏水性和内源荧光强度下降,最大荧光峰位蓝移。过氧自由基氧化对蛋白质亚基结构影响较小,可同时使得米糠蛋白多肽链聚集和主肽链部分断裂形成多肽。随着AAPH浓度的增加,米糠蛋白溶解性逐渐降低,持水性、持油性、起泡能力、泡沫稳定性、乳化性和乳化稳定性先上升后下降。     

Effects of oxidative modification on thermal aggregation and gel properties of soy protein by peroxyl radicals

Effects of protein oxidation on thermal aggregation and gel properties of soy protein by 2,2′‐azobis (2‐amidinopropane) dihydrochloride (AAPH)‐derived peroxyl radicals were investigated in this article. Incubation of soy protein to increase concentration of AAPH resulted in a decrease in particle size and content of thermal aggregates during thermal‐induced denaturation. Protein oxidation resulted in a decrease in water‐holding capacity (WHC), gel hardness and gel strength of soy protein gel. An increase in coarseness and interstice of the gel network was accompanied by uneven distribution of interstice as extent of oxidation of soy protein increased. A decrease in disulphide content and formation of oxidation aggregates in the process of oxidative modification were contributed to the decline of particle size and content of thermal aggregates during thermal‐induced denaturation, leading to a decrease in WHC, gel hardness and gel strength of soy protein gel.     

Structural modification of soy protein by the lipid peroxidation product acrolein

Acrolein was selected as a representative secondary byproduct of lipid peroxidation to investigate the effect of oxidative modification of reactive aldehyde on soy protein structure. Acrolein reacted with histidine, lysine and cysteine residues in soy protein to form covalent adducts, leading to protein carbonylation and degradation of sulfhydryl groups. Circular dichroism spectra showed that soy protein modification by acrolein was related to loss of α-helix and increase of β-sheet structure. The decrease in solubility, surface hydrophobicity and intrinsic fluorescence indirectly implied that acrolein induced soy protein aggregation, and results obtained by size-exclusion chromatography directly showed that gradual aggregation of soy protein was induced by increasing concentration of acrolein. Results of sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis indicated that acrolein caused soy protein cross-linking which non-disulphide covalent bonds were involved in the formation of cross-linking, and subunits of β-conglycinin were more vulnerable to acrolein than that of glycinin.     

喷射蒸煮处理对米糠蛋白功能特性及体外消化性的影响

研究了喷射蒸煮(HTC)处理对天然米糠蛋白(RBP)与热稳定米糠蛋白(HRBP)提取的影响,并对蛋白的粒度、亚基组成、接枝度、功能性及体外消化性能进行表征。研究表明:HTC处理能显著提高RBP与HRBP的得率(分别从44.9%与14.8%增加到52.2%与44.5%),但对蛋白的纯度没有显著影响。HTC处理后RBP与HRBP的粒度分别从73.6 nm与149.1 nm降低到46.8 nm与96.6 nm,同时生成接枝度28.0%与9.4%的糖基化产物。SDS-PAGE电泳图谱表明,处理后的米糠蛋白生成高分子质量的蛋白聚集体与糖基化产物。HTC处理更有利于HRBP功能性与消化性的提高,且HRBP具有RBP类似的溶解度曲线、起泡能力、泡沫稳定性与良好的乳化能力与消化能力,尽管该处理降低了天然米糠蛋白的消化性。     

不同贮藏期米糠制备的米糠蛋白酶解产物抗氧化性分析

为研究米糠酸败对米糠蛋白酶解产物抗氧化性的影响,以不同贮藏期米糠制备的米糠蛋白为原料,通过碱性蛋白酶水解制备米糠蛋白酶解物,研究不同贮藏期米糠制备米糠毛油和米糠蛋白氧化程度以及米糠蛋白酶解物抗氧化性。结果表明,米糠在贮藏过程中米糠脂质发生水解和氧化,米糠蛋白发生氧化,米糠蛋白二硫键和非二硫共价键参与氧化聚集体的形成。随着米糠贮藏时间的延长,米糠蛋白水解度先增加后下降,贮藏3 d后达到最大;米糠蛋白酶解液清除2,2’-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、O2-·、·OH能力和金属螯合能力先增加后下降。结果显示,米糠短期贮藏会促进米糠蛋白水解,提高酶解产物的抗氧化性;米糠长期贮藏抑制米糠蛋白的水解,降低酶解产物的抗氧化性。     

Improvement of the solubility and emulsification of rice protein isolate by the pH shift treatment

In the current research, we have adopted a pH shift treatment method that can significantly improve the solubility and emulsification of rice protein isolate (RPI) under neutral conditions. Our results showed that the RPI reached a quasi-equilibrium state at 1 h after alkali shift treatment, and the solubility and emulsifying properties of RPI were significantly improved compared with the control. In addition, the particle size of RPI decreased considerably under the alkali shift treatment. The results of electron microscopy showed that the RPI aggregates were depolymerised and the particle size distribution was more uniform. The pH shift treatment induced the rearrangement of protein secondary structure, and the exposure of hydrophobic groups increase the surface hydrophobicity of RPI. The change in endogenous fluorescence spectrum, UV and the disulfide bond content all showed that the conformation of RPI changed significantly through pH shift treatment. In addition, it was found that the RPI treated under pH 10–11 shift possessed the best property to stabilise the emulsion. This study showed that under the condition of pH10 and pH11 shift treatment, the structural and functional properties of RPI were vastly improved, and the application of RPI in food was greatly ameliorated.     

蛋白质氧化对核桃蛋白质结构的影响

为了深入明晰氧化对核桃蛋白质结构性的影响,本文以核桃分离蛋白为研究对象,采用不同浓度的2,2'-盐酸脒基丙烷(AAPH)热降解形成烷过氧自由基(ROO·)代表脂质过氧化反应过程中产生的脂质自由基,对核桃分离蛋白进行氧化修饰得到不同氧化程度的核桃氧化蛋白。对不同氧化程度蛋白的羰基、巯基和总巯基,表面疏水性(H₀)、内源荧光、粒径分布、相对分子质量和二级结构进行研究和分析。结果表明,随着AAPH浓度的增加,核桃氧化蛋白羰基含量显著增加(p<0.05),巯基和H₀显著降低(p<0.05);圆二色谱结果表明,随着AAPH浓度的增加,核桃蛋白α-螺旋结构和β-折叠含量下降,而无规卷曲结构含量增加,说明氧化破坏了蛋白质的二级结构,使有序结构变为无序结构。最大内源荧光值降低,且出现蓝移现象,说明烷过氧自由基氧化导致分子聚集,使得色氨酸残基包埋;粒径分布结果表明,核桃氧化蛋白可溶性聚集体可被共价交联和非共价聚集转变成不可溶性部分;体积排阻色谱结果表明,核桃氧化蛋白相对分子质量随着氧化浓度的增大聚集程度逐渐增大。研究结果表明,核桃蛋白在烷过氧自由基(ROO·)氧化体系中产生了显著氧化作用并导致其结构发生一定的改变,为进一步阐明核桃蛋白氧化机理提供理论依据。     

酶法改性对米糠蛋白溶液流变性影响

利用NDJ-5S型粘度计,对米糠蛋白溶液(RBP-S)与酶法改性米糠蛋白溶液(EMRBP-S)流变特性进行对比研究。结果表明,EMRBP-S和RBP-S均为非牛顿流体,与RBP-S相比,EMRBP-S流变性发生改变;在不同浓度下,EMRBP-S粘度均小于RBP-S,当浓度在100 g/L以上时,差异显著(ρ<0.05);EMRBP-S粘度在不同转速下均明显低于RBP-S(ρ<0.05);在不同温度下,EMRBP-S粘度均明显低于RBP-S(ρ<0.05),尤其当温度为100℃时,RBP-S粘度急剧下降,而前者变化不明显,两者粘度差异非常显著(ρ<0.01)。当pH=pI时,EMRBP-S粘度明显大于RBP-S(ρ<0.05),而在其它pH值时后者粘度均明显大于前者(ρ<0.05);在整个24 h存放过程中,EMRBP-S粘度显著低于RBP-S(ρ<0.05);RBP-S经冻融后其粘度明显下降(ρ<0.05),而EMRBP-S经冻融后,其粘度变化不明显(ρ>0.05)。研究表明,酶法改性有利于改善米糠蛋白溶液流变学性能。     

Structural modification of soy protein by 13-hydroperoxyoctadecadienoic acid

To reveal the role of primary products of lipid peroxidation during soy protein oxidation process, oxidative modification of soy protein by 13-hydroperoxyoctadecadienoic acid (13-HPODE) generated by lipoxygenase-catalyzed oxidation of linoleic acid was investigated in this article. Incubation of soy protein with increasing concentration of 13-HPODE resulted in generation of protein carbonyl derivatives and loss of protein sulfhydryl groups. Circular dichroism spectra indicated that exposure of soy protein to 13-HPODE led to loss of α-helix structure. Effect of oxidation on tertiary structure was demonstrated by surface hydrophobicity and tryptophan fluorescence. Surface hydrophobicity gradually decreased, accompanied by loss and burial of some tryptophan residues. The results of surface hydrophobicity and tryptophan fluorescence implied that aggregation was induced by oxidation. Size exclusion chromatogram indicated that the extent of aggregation was increased in a 13-HPODE dose-dependent manner. Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis indicated that non-disulfide linkages were involved in aggregate formation, and β-conglycinin was more vulnerable to 13-HPODE than glycinin.     

不同浓度大豆分离蛋白热诱导聚集体的研究

采用体积排阻色谱(SEC-HPLC)和激光光散射(LLS)研究了由醇洗豆粕制备的不同浓度的大豆分离蛋白热诱导聚集体(100℃,15 min)的分子量分布和粒径分布。SEC-HPLC检测结果表明,经热处理的蛋白溶液主要由3部分组成,即聚集体、中间体及未聚集部分;蛋白浓度为1%时,聚集体的百分含量为18.70%;蛋白浓度增加到5%时,聚集体的百分含量增加到54.15%;同时LLS的测定结果表明,蛋白溶液有不均一的粒径分布且体系浓度增加时平均粒径(Rh)由56.5 nm增至144.9 nm。     

丙二醛氧化修饰对大豆蛋白热变性影响

以丙二醛代表脂质过氧化活性次生产物,采用圆二色谱、内源荧光光谱、粒径分析和差示扫描量热仪研究丙二醛氧化修饰对大豆蛋白热变性影响。结果发现,丙二醛氧化修饰使大豆蛋白热稳定性下降,相比大豆球蛋白,大豆β-伴球蛋白热稳定性下降更为显著。     

米糠蛋白酶解产物功能特性及乳液稳定性研究

目的 研究改善米糠蛋白的溶解性。方法 选用胰蛋白酶对米糠蛋白进行酶法改性,分析其在不同水解度下(1%、3%、7%)酶解产物的功能特性及不同pH、离子强度和温度对米糠蛋白酶解产物乳液的影响。结果 酶解可显著提高米糠蛋白的溶解性,在水解度7%时的溶解性最高;而酶解产物的起泡性、起泡稳定性、乳化性和乳化稳定性呈现先增加后下降的趋势,并在水解度为3%时达到最大值;经酶解后持油性显著增加,而持水性显著降低。米糠蛋白及酶解产物乳液在不同pH下平均粒径和电位呈现相似变化趋势,在等电点附近极不稳定,在pH7-8时乳液趋于稳定;低水解度(1%、3%)的酶解产物乳液对高温和盐离子的抵抗能力高于米糠蛋白。结论 水解度为3%的酶解产物,其功能特性显著提升,制备的乳液在高离子强度和加热条件下较为稳定,该结果为米糠蛋白酶解产物制备食品乳液提供理论依据。     

米糠酸败诱导的蛋白质氧化对米糠清蛋白界面性质的影响

研究米糠酸败诱导的氧化修饰对米糠清蛋白界面性质的影响。结果显示,米糠酸败会诱导米糠清蛋白发生羰基化和巯基氧化反应。米糠清蛋白的乳化性、乳化稳定性、起泡能力和起泡稳定性与其羰基含量、α-螺旋/β-折叠呈极显著（P＜0.01）负相关,与游离巯基含量、表面疏水性、Zeta电位绝对值、溶解度呈极显著（P＜0.01）正相关。结果表明,米糠氧化酸败产物诱导米糠清蛋白通过蛋白质-蛋白质相互作用（二硫键、非二硫共价键、疏水作用力等）形成可溶性和不可溶的聚集体,导致蛋白质分子柔性和表面疏水性下降,分子间静电斥力减弱,进而对米糠清蛋白的界面性质产生负面影响。     

米糠蛋白乳化性能及其改性方法研究进展

天然米糠蛋白的乳化性较差，限制了其在食品工业中的应用，需采用合适的方法对其进行改性。文章以米糠为研究对象，总结了米糠蛋白的组成、乳化性能以及改性方面的最新研究进展，提出通过改进米糠蛋白的改性工艺，或利用融合不同高新技术来改善米糠蛋白的乳化性能，并以此扩展米糠蛋白的开发利用思路，加速米糠蛋白在食品及化妆品中的应用进程。     

丙二醛氧化对米糠蛋白结构及功能性质的影响

选取丙二醛（malondialdehyde,MDA）代表脂质过氧化反应中的活性次生氧化产物,借助蛋白质化学理论和谱学分析技术等手段,研究脂质过氧化产物对米糠蛋白结构和功能性质以及构效关系的影响。结果表明,米糠蛋白羰基含量随MDA氧化诱导浓度的增加而增大,而游离氨基含量逐渐减少。米糠蛋白α-螺旋和β-折叠含量随MDA氧化诱导浓度增加逐渐增大,β-转角结构和无规卷曲结构随之呈现逐渐降低的变化趋势。MDA氧化诱导的米糠蛋白色氨酸荧光λmax逐渐蓝移。低氧化诱导浓度下MDA对米糠蛋白亚基组成无显著影响,随着MDA氧化诱导浓度增加,分子质量为53、49、36、21、14 kDa的亚基归属条带均有所变浅,条带逐渐变窄,并且分子质量为36、21、14 kDa的亚基逐渐消失。随着MDA氧化诱导浓度的增大,米糠蛋白粒径、多分散指数、浊度及泡沫稳定性均随之逐渐增大,而氧化米糠蛋白溶解度、表面疏水性、乳化性、乳化稳定性和起泡性逐渐降低。     

蛋清蛋白添加对籼米-绿豆粉粉质特性及挤压米粉丝品质特性的影响

将籼米粉、绿豆粉和蛋清蛋白粉按照一定的比例复配,开发高纤维含量的杂粮米粉丝。研究了绿豆和蛋清蛋白的添加对米粉糊化特性、流变特性以及挤压米粉丝微观结构、蒸煮特性和质构等品质特性的影响。结果显示:添加一定量的绿豆粉和蛋清蛋白粉后,混合粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值、弹性模量、黏性模量均逐渐下降。随着绿豆粉的添加(25%,50%),米粉的蒸煮时间、断条率、蒸煮损失和吸水率均上升,硬度降低,表明米粉的品质显著降低,由扫描电镜图可以发现,加了绿豆粉之后米粉截面变得越来越粗糙,裂纹和孔洞明显增多。但当加入7.5%的蛋清蛋白后,米粉的蒸煮时间、蒸煮损失和断条率均下降,质构特性有一定程度的改善,表明蛋清蛋白良好的凝胶特性有助于提升高纤维含量挤压米粉丝的品质。