绿原酸对草鱼冷藏过程中脂质氧化的抑制及其作用机制

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luke_lemon
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我国淡水鱼资源丰富,产量居世界第一,其中草鱼是养殖淡水鱼年产量最高的鱼种。淡水鱼由于富含多不饱和脂肪酸,在流通和加工过程中易发生脂质氧化,导致品质劣变。天然抗氧化剂因具有安全性高,生物相容性好,能有效抑制脂质氧化等特点,近年来不断被用于水产品保鲜研究领域。绿原酸作为一种天然提取物,具有显著的抗氧化、抑菌等功能和药理效应,有望成为潜在的天然食品保鲜剂。本课题以草鱼为研究对象,采用共轭二烯值、过氧化值(PV)、硫代巴比妥酸值(TBARS)等脂质氧化指标测定、脂质组学分析、多光谱分析和分子模拟的方法,研究绿原酸单体在草鱼肌肉冷藏过程中抑制肌肉脂质氧化降解的能力,并从脂肪酶和脂肪氧合酶(LOX)活性抑制的角度探讨抑制脂质氧化的机理。本课题的研究结果将为绿原酸在水产品保鲜中的应用奠定理论基础,并为解释多酚类物质在食品保鲜中抑制脂质氧化的相关机制提供新的见解。本论文主要研究结果如下:(1)将绿原酸应用于草鱼冷藏保鲜,研究了绿原酸在4℃冷藏过程中对草鱼肌肉脂质氧化、蛋白质氧化、色泽稳定性及内源酶活性的影响。结果表明,与对照组(蒸馏水处理组)相比,绿原酸溶液(0.05%、0.10%、0.30%,W/V)处理能有效降低草鱼肌肉共轭二烯值、PV、TBARS、和酸价等脂质氧化指标,0.3%绿原酸溶液对脂质氧化抑制效果最显著(P<0.05)。绿原酸对抑制草鱼肌肉冷藏过程中多不饱和脂肪酸(PUFA)降解效果不显著(P>0.05)。当绿原酸溶液浓度为0.10%和0.30%时,均可有效抑制草鱼肌肉中蛋白质氧化程度。经过绿原酸溶液处理后,草鱼块的白度值提高,鱼肉色泽得到改善。肌肉内源性脂肪酶及LOX活性在冷藏期间表现出先上升后下降趋势,0.30%绿原酸处理显著(P<0.05)降低酶活性。(2)基于超高效液相色谱串联质谱(UPLC-MS/MS)技术研究了绿原酸对草鱼肌肉脂质组成的影响,并采用多元统计等方法对脂质分子进行分析。草鱼肌肉中共检测出552种脂质分子。鱼肉中甘油三酯(TG)含量冷藏后显著(P<0.05)下降,绿原酸显著(P<0.05)抑制TG的水解。鱼肉中磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰丝氨酸(PS)、心磷脂(CL)等甘油磷脂的含量冷藏后下降显著(P<0.05),绿原酸显著(P<0.05)抑制磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰肌醇二磷酸酯(PIP2)的降解:经过绿原酸溶液(0.30%,W/V)处理,PC(14:0e/20:5)、PE(16:1p/22:6)、PI(16:0/20:5)等24种磷脂分子含量与蒸馏水处理组差异显著(P<0.05)。绿原酸处理提高草鱼肌肉神经酰胺(Cer)和半乳糖单酰基甘油(MGDG)含量。在无监督模式下,主成分分析(PCA)对冷藏前后草鱼肌肉脂质分子组成实现良好区分;在有监督模式下,偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和正交化偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)发现经过绿原酸处理草鱼肌肉脂质组成与蒸馏水处理组之间存在明显差异。(3)对草鱼肌肉内源性脂肪酶和LOX进行提取纯化,研究了绿原酸单体对内源酶活性的抑制作用,并采用多光谱分析和分子对接方法探讨绿原酸对内源酶的作用机制。结果表明,脂肪酶和LOX的活性均随着绿原酸浓度提高而下降,抑制作用均可逆,绿原酸对两种酶的抑制类型分别为竞争性抑制和混合型抑制。绿原酸通过静态猝灭使得内源酶固有荧光强度减弱,与脂肪酶、LOX之间结合位点数约为1,分子间主要作用力为氢键和范德华力。绿原酸的添加诱导内源酶二级结构的改变,脂肪酶和氧合酶α螺旋含量随着绿原酸的添加分别呈下降和上升趋势。分子对接结果显示,绿原酸和脂肪酶及LOX之间分子作用力以和氨基酸残基之间形成的氢键为主。
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