牡丹籽蛋白水解物的制备及其抗氧化特性的研究

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牡丹籽蛋白(Paeonia suffruticosa Andr.)因其合理的氨基酸组成和潜在的功能特性而被认为在食品工业中具有巨大的开发潜力。因此,本文以牡丹籽蛋白为原料,研究了不同蛋白酶酶解对牡丹籽蛋白理化特性的影响,探讨了不同蛋白酶水解物的功能特性和抗氧化活性;后将抗氧化活性较好的碱性蛋白酶水解物超滤分离得到不同分子量范围的多肽组分,研究了碱性蛋白酶水解物不同超滤组分的结构特征、化学抗氧化活性和对H2O2诱导的Hep G2细胞氧化损伤的保护作用。试验所得结果如下。(1)牡丹籽蛋白更易于碱性蛋白酶水解,并且碱性蛋白酶水解物具有较低的平均粒径(231.33±36 nm)和分子量分布(<13 kDa)。本征荧光谱图表明由不同蛋白酶水解得到的牡丹籽蛋白水解物λmax发生明显的红移,说明牡丹籽蛋白水解物的空间结构打开并有少量的芳香族氨基酸暴露。二级结构含量表明五种蛋白酶水解使牡丹籽蛋白的二级结构发生明显的变化,尤其是α-螺旋结构,从15.01±0.36%减少到了5.72±0.69%-7.94±0.34%,使得牡丹籽蛋白的有序结构变得更加灵活和松散。游离氨基酸的含量表明碱性蛋白酶主要水解牡丹籽蛋白中Phe和Tyr等疏水氨基酸和芳香氨基酸之间的肽键,因此导致蛋白酶水解物的表面疏水性降低,并形成了亲水基团向外暴露的构象,从而改善了牡丹籽蛋白在水中的分散性。(2)氨基酸组成表明,由不同蛋白酶水解得到的牡丹籽蛋白水解物的EAA(22.96-28.06%)含量高于牡丹籽蛋白(20.95%)或与其相当,说明牡丹籽蛋白水解物和牡丹籽蛋白具有一样较高的营养价值。其次牡丹籽蛋白水解物和牡丹籽蛋白均富有较高含量的Glu和Asp(NCAA),约共占总氨基酸组成的25.52-28.96%。五种蛋白酶水解均能提高牡丹籽蛋白的溶解性,这可能与这几种蛋白酶水解物亲水结构有关,尤其是木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶水解物。但五种蛋白酶水解后降低了牡丹籽蛋白的表面性能如起泡性和乳化性。另外,在五种蛋白酶水解物中,碱性蛋白酶水解物的清除DPPH和ABTS自由基、螯合金属离子(Fe2+)的能力及其还原力均高于其他蛋白酶水解物。(3)将碱性蛋白酶水解物(TPSPH)经超滤得到分子量>30 kDa、10-30 kDa、5-10 kDa、3-5 kDa和<3 kDa五个不同分子量范围的多肽组分,并对这五个不同超滤组分的结构特征、化学抗氧化活性和功能特性进行研究,结果表明:多肽组分>30 kDa的组分保留有原蛋白的二级结构特征,同时具有较高含量的AAA,从而展现出较高的表面疏水性。组分>30 kDa的结构特征赋予了其具有较高的乳化活性和较好的自由基(DPPH和ABTS)清除能力和以及抑制β-胡萝卜素漂白的作用。而组分<3 kDa和10-30 kDa具有较好的螯合Fe2+的能力,这可能与其组分中含有较高含量的NCAA有关。但除了大分子量组分(>30 kDa)外,其他组分都具有较好的起泡能力(105.26-140.63%)。(4)建立H2O2诱导的Hep G2细胞体外模拟氧化损伤模型,研究TPSPH不同超滤组分对H2O2诱导的Hep G2细胞氧化损伤的保护作用,结果表明:TPSPH的不同超滤组分在低浓度时可刺激Hep G2细胞生长,而高浓度时则抑制其生长。在0.07-1.0 mg/m L浓度范围内,既不促进也不抑制Hep G2细胞生长。采用MTT法确立H2O2诱导的Hep G2细胞氧化损伤模型的浓度500μM,诱导时间为24 h。TPSPH的不同超滤组分可以保护Hep G2细胞膜的完整性不受H2O2损伤,增加Hep G2细胞抗氧化酶(SOD和CAT)的活性,降低ROS含量,从而达到对H2O2诱导的氧化损伤的保护作用,且组分5-10 kDa具有最强的保护作用。
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