基于液质联用技术的多糖-蛋白复合体消化特性分析方法的优化及应用

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多糖与蛋白质是食品中常见的两类大分子物质。在一定p H环境中,多糖与蛋白质所带电荷的不同,其产生的静电相互作用使多糖与蛋白质形成可溶性复合物,这类可溶性复合物有助于保持高浓度蛋白类饮料的稳定性。然而,多糖对蛋白质的消化特性的影响研究较少,原因之一在于缺乏针对这类复合物消化特性的准确表征方法。在此背景下,本课题构建基于液相色谱-质谱联用技术的无标定量和稳定同位素二甲基标记方法,以研究多糖-蛋白质准确的结合位点和消化特性,并用该方法比较了乳清分离蛋白(WPI)与银耳多糖(TP)、木耳多糖(AP)、卡拉胶(k C)、海藻酸钠(NA)和果胶(P)形成的多糖蛋白质复合体的消化特性。具体的研究内容及研究结果如下:(1)在体外模拟胃液的消化实验中,WPI与TP、AP、k C、NA和P形成的多糖蛋白质复合体相对于WPI溶液消化速率均有一定的降低:TP和AP会降低WPI中β-乳球蛋白的消化率,其中检测出的高丰度肽段降低至未添加多糖的WPI中β-乳球蛋白消化速率的1/16-1/2;k C、NA和P的加入会降低WPI中α-乳白蛋白的消化率,其中检测出的高丰度肽段降低至未添加多糖的WPI中α-乳白蛋白消化率的1/16-1/2、1/32-1/2和1/44-1/2。同时发现多糖与WPI的结合位点有一定规律:其中对WPI中β-乳球蛋白有一定保护作用的TP和AP,推测其与蛋白质结合位置大多数在β折叠上;而对WPI中α-乳白蛋白有一定保护作用的k C、NA和P,推测其与蛋白质结合位置多在α螺旋上。(2)在无标定量的基础上,本论文还利用稳定同位素二甲基标记技术对基于液质检测蛋白质消化特性方法进行了建立与优化。针对TP-WPI的研究体系显示,通过对胃蛋白酶消化后的肽段进行稳定同位素二甲基标记,相对于无标定量法推测得到的WPI与TP的结合区域,同位素标记法可以获得更加准确的结合位点信息,如根据实验数据的分析TP与WPI中β-乳球蛋白的结合位置之一是位于序列149-164的肽段“EALEKFDKALKALPMHIR”;本方法测定消化率相对于无标定量法可获得更多的肽段信息,以AP-WPI、NA-WPI和k C-WPI为研究对象,相较于无标定量,本方法鉴定出以上研究对象的全部显著变化肽段数量增加了56.25%、72.3%以及450%。与无标定量法相比,稳定同位素二甲基标记法具有以下优势:使胃蛋白酶消化位置可以被直接检测,可以对结合位点的起点与终点进行推测;在相对定量过程中把对信号绝对强度的测量转化为对信号相对比例的测量,从而提高实验的准确性;同时作为一种同位素标记方法,其标记成本较低,标记操作简便、快速,在蛋白质消化率批量检测领域具有一定的优势。
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