表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)对乳清分离蛋白的改性作用研究

摘要

乳清分离蛋白(Whey Protein Isolate, WPI)具有优异的营养和感官特性,广泛应用于食品中,功能性质是影响WPI在食品中应用和食品质量的重要因素。蛋白质分子间的交联聚合是改善功能性质的有效方法,多酚化合物能够诱导蛋白质发生共价交联反应。本论文主要研究表没食子儿茶素没食子酸酯[(–)-epigallocatechin-3-gallate, EGCG]诱导的交联反应对WPI功能性质的影响,进一步研究反应产物的理化性质、结构和界面性质,为发展蛋白质改性理论和技术提供了新思路和新途径。主要研究结果如下:
　　(1)探讨 EGCG对 WPI的共价交联作用及对功能性质的影响。WPI和EGCG在碱性条件进行反应,十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和凝胶过滤色谱(Sephacryl S-200)的检测结果表明,EGCG能够诱导WPI发生共价交联反应。通过二维电泳对反应前后的WPI进行分离,利用PDQuest8.0.1分析软件对二维凝胶图谱进行差异比较,利用基质辅助激光解析飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)对主要的差异蛋白进行鉴定,结果表明,β-乳球蛋白二聚体是主要的交联反应产物。比较了反应前后WPI的功能性质,结果表明EGCG处理能够改善乳清分离蛋白的起泡性和乳化性。
　　(2)研究EGCG诱导的交联反应对β-乳球蛋白结构的影响。以β-乳球蛋白和EGCG为反应底物,在碱性条件下进行交联反应。氨基酸分析的结果显示,反应后的蛋白分子中半胱氨酸(Cys)和赖氨酸(Lys)的含量明显降低,提示β-乳球蛋白分子中-SH和-NH2是交联反应的主要位点。反应后β-乳球蛋白的表面疏水性下降。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析交联反应对β-乳球蛋白结构的影响,结果表明酰胺I带和酰胺Ⅱ带向低波数位移,应用去卷积和曲线拟合方法对酰胺 I带进行分析,结果表明反应后蛋白二级结构中的α-螺旋和β-折叠增加,转角和无规卷曲减少。
　　(3)对 EGCG诱导的β-乳球蛋白二聚体的性质进行了表征。利用凝胶过滤色谱(Sephadex G100)分离β-乳球蛋白二聚体,通过MALDI-TOF-MS分析确定其分子量为36729.26 Da。紫外吸收光谱显示二聚体的最大吸收峰为230 nm和275 nm,证实了酚类基团的存在。二聚体的内源性荧光强度较β-乳球蛋白明显降低,表明蛋白构象发生了改变。采用 FT-IR对二聚体的二级结构进行分析,二聚体中α-螺旋和β-折叠的含量分别19.25％和41.30%,转角和无规卷曲的含量分别为19.76%和19.67%,二聚体较β-乳球蛋白的有序性增加。蛋白热变性温度升高,热稳定性增强。
　　(4)研究 EGCG诱导的交联反应对β-乳球蛋白功能性质的影响。从乳化性和起泡性两方面研究蛋白功能特性,交联反应后β-乳球蛋白的乳化能力和乳化稳定性提高,起泡能力提高,泡沫稳定性下降。从粒径分布,油水表面蛋白负载量等方面进一步研究交联反应对β-乳球蛋白的油/水界面特性的影响。结果表明反应后β-乳球蛋白的乳液平均粒径变小、粒径分布更窄,表观粘度变大,油/水界面的蛋白浓度更高。

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图清单

附表清单

1 绪论

1.1乳清分离蛋白

1.2蛋白质结构和功能的关系

1.3蛋白质改性研究

1.4乳清分离蛋白的改性

1.5表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)性质

1.6 蛋白质-多酚相互作用

1.7 本课题的研究意义目的及内容

2 EGCG和乳清分离蛋白的偶联反应及其对功能性质影响

2.1 前言

2.2 材料与仪器

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

3 EGCG诱导的偶联反应对β-乳球蛋白结构性质的影响

3.1 前言

3.2 材料与仪器

3.3 实验方法

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

4 EGCG诱导β-乳球蛋白形成二聚体的性质表征

4.1 前言

4.2 材料与仪器

4.3 实验方法

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

5 EGCG诱导的偶联反应对β-乳球蛋白功能性质的影响

5.1 前言

5.2 材料与仪器

5.3 实验方法

5.4 结果与讨论

5.5 本章小结

6 论文总结、创新点与展望

6.1 论文总结

6.2 论文创新点

6.3 问题与展望

参考文献

作者简历