【摘 要】
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锌属于牡蛎中的代表性非宏量营养素,与蛋白质、脂质、碳水化合物等宏量营养素相比较而言,其含量微小,但生理调节作用巨大。在牡蛎体内锌元素的存在形态主要分为无机态及有机态,无机态形式的锌元素在体内消化吸收过程中受到多种不利因素抑制其消化吸收,而有机态的锌元素对其消化吸收具有促进作用。目前牡蛎食用大多需经过各种热加工处理,而日常的热加工方式对牡蛎中的锌元素存在形态是否有影响尚未有研究报道。本论文研究牡蛎经
【基金项目】
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国家重点研发计划（2018YFD0901105）“蓝色粮仓科技创新”；
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锌属于牡蛎中的代表性非宏量营养素,与蛋白质、脂质、碳水化合物等宏量营养素相比较而言,其含量微小,但生理调节作用巨大。在牡蛎体内锌元素的存在形态主要分为无机态及有机态,无机态形式的锌元素在体内消化吸收过程中受到多种不利因素抑制其消化吸收,而有机态的锌元素对其消化吸收具有促进作用。目前牡蛎食用大多需经过各种热加工处理,而日常的热加工方式对牡蛎中的锌元素存在形态是否有影响尚未有研究报道。本论文研究牡蛎经过蒸制、油炸、烤制三种日常的加工方式对锌的含量及不同形态锌含量的影响,并从多糖、蛋白质加热变性后结构变化的角度分析牡蛎锌元素发生形态变化的机制;利用体外模拟消化模型结合Caco-2细胞吸收模型研究锌多糖、锌蛋白热加工前后胃肠消化及转运吸收情况,评价其营养品质的变化,为富锌牡蛎的烹调方式及促锌吸收利用提供理论依据,主要研究内容如下:1、根据不同的提取方式分离牡蛎中不同形态锌物质,主要分为锌离子、锌多糖及锌蛋白三种形态,其中生鲜组锌元素以13.8%锌离子、60.1%锌多糖、6.7%锌蛋白及19.4%其他锌的形态分布,表明牡蛎中大部分锌元素以多糖结合的形式存在。牡蛎经过热加工后,锌元素伴随流失液发生损失,其中蒸制和油炸加工使其总锌含量分别降低6.43%、14.68%,而烤制加工无锌元素的流失;热加工使锌离子、锌蛋白、水溶锌多糖含量占比降低,而碱溶锌多糖含量显著升高,其中烤制组变化最为明显。红外光谱图显示,热加工前后,多糖的官能团及化学键没有显著变化,而蛋白的二级结构遭到破坏,其中烤制组水溶蛋白的二级结构变化最明显,因此选用生鲜组及烤制组牡蛎进一步研究多糖及蛋白热变性后其结构变化对锌元素形态变化的影响。2、通过分离纯化生鲜及烤制加工后的牡蛎含锌多糖组分,测定其锌含量及结构变化,推测多糖与锌的结合方式及热加工对锌结合的影响。利用DEAE-Cellulose 52及Sephacryl S-400 HR纯化生鲜及烤制加工后牡蛎的含锌多糖组分,分别得到锌含量较高的锌多糖FAP-22和BAP-23,锌含量分别为1038.48±9.62μg/g和1705.54±8.18μg/g,表明热加工增大锌多糖中锌的结合量;SDS-PAGE验证,FAP-22和BAP-23均为含锌糖蛋白,相对分子量约为7120.33 Da;FAP-22糖链主要由52.16%半乳糖、14.78%葡萄糖及11.44%古罗糖醛酸组成,并含有18种氨基酸,其中与锌结合相关的天冬氨酸、谷氨酸和亮氨酸占氨基酸总量的43.62%,反映其具有较强的锌结合能力。通过各种光谱学技术如扫描电镜联合能量色散谱、X射线衍射光谱、傅里叶红外光谱及核磁共振光谱等研究锌元素与多糖、蛋白的结合情况,结合EDTA脱除FAP-22中的锌元素,测得锌元素的结合与C—O结构有关。热加工后含锌糖蛋白的锌结合量升高,其表面结构随着热加工强度的增大,由光滑圆球型向蜂窝片状型转变;热加工不改变含锌糖蛋白的分子量大小及非晶结构;且热加工过程中,牡蛎体内的其他物质对含锌糖蛋白的结构具有保护作用。3、通过分离纯化生鲜及烤制加工后的牡蛎含锌蛋白组分,测定其锌含量及结构变化,推测蛋白与锌的结合方式及热加工对锌结合的影响。利用Sephacryl S-100 HR纯化生鲜及烤制加工后的含锌蛋白组分,分别得到锌含量较高的锌蛋白FWPr-2和BWPr-2,锌含量分别为641.56±30.32μg/g和380.83±3.16μg/g,表明热加工降低锌蛋白中锌的结合量;FWPr-2相对分子量范围在2775.74～5916.70 Da之间,含有18种氨基酸,其中与锌结合相关的天冬氨酸、谷氨酸和亮氨酸占总氨基酸总量的32.83%,反映其具有较强的锌结合能力。烤制加工后锌蛋白BWPr-2中锌含量降低,FWPr-2和HFWPr-2分子量大小不变,而BWPr-2中相对分子量大的物质含量降低,热加工使锌蛋白结构趋向于晶体结构;随着热加工强度的增大,锌蛋白的表面结构由光滑颗粒型向蜂窝片状型转变且蛋白中越多α-螺旋、β-转角结构向β-折叠结构转变,与其表面微观结构变化一致。通过各种光谱学技术研究蛋白与锌元素的结合方式,结合EDTA脱除FWPr-2中锌元素,推测牡蛎锌与蛋白的结合与-COO-结构有关,热加工使蛋白结构发生变化,从而导致其锌含量降低。4、利用体外模拟消化结合Caco-2细胞吸收模型研究锌多糖、锌蛋白热加工前后胃肠消化及转运吸收情况。体外模拟消化过程中锌元素与多糖、蛋白以结合态的形式经过胃肠消化,且锌多糖及锌蛋白在胃消化阶段较为稳定,主要在小肠阶段发生消化降解。锌多糖及锌蛋白转运率及摄取率均大于无机锌,且大于或等于葡萄糖酸锌;热加工对锌多糖的转运率及摄取率有促进作用,但对锌蛋白的转运率及摄取率具有抑制作用。热加工过程中牡蛎体内含有的其他物质对锌多糖及锌蛋白的消化吸收具有促进作用。
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