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热加工条件对牛血清白蛋白-葡萄糖糖基化体系抗氧化活性的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-07-10
核心提示:糖基化反应又称为美拉德反应,主要是指氨基化合物(蛋白质、氨基酸)与羰基化合物(还原糖、醛)之间发生的非酶褐变反应。
   糖基化反应又称为美拉德反应,主要是指氨基化合物(蛋白质、氨基酸)与羰基化合物(还原糖、醛)之间发生的非酶褐变反应。在食品加工过程中,糖基化反应会产生还原酮、杂环化合物和类黑精等一系列具有一定抗氧化活性的糖基化产物,从而提高食品的抗氧化能力。目前的研究大多是评价蛋白质糖基化产物的抗氧化活性,对于通过控制反应条件来调控其抗氧化活性的研究较少。
 
  糖基化产物是食品热加工自身产生的一类物质,可被视为天然物质,研究也证实某些糖基化产物具有较强的抗氧化活性,其活性甚至可以和合成抗氧化剂相媲美。所以,越来越多的学者认为通过控制热处理工艺使食品产生具有抗氧化性的产物,可作为提高食品安全性的一种潜在方法。
 
  江西师范大学国家淡水鱼加工技术研发专业中心、江西省淡水鱼高值化利用工程技术研究中心的李军、涂宗财*和张露等人以BSA-葡萄糖 体系为糖基化反应模型,通过1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力、2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)阳离子自由基清除能力和还原能力实验评价反应时间和温度的变化对糖基化产物抗氧化能力的影响,从而为制备高抗氧化性蛋白质糖基化产物提供理论依据。
 
  1 可溶性蛋白质量浓度分析结果
 
  结果显示,在不同反应条件下,样品之间的可溶性蛋白质量浓度具有相似的变化趋势,均随着反应时间延长和温度递增而降低,这说明BSA和葡萄糖之间发生了共价结合而消耗了BSA,从而促进糖基化反应进程。固定反应温度为55 ℃,在反应时间超过36 h时,其可溶性蛋白质量浓度从1.025 mg/mL降低到72 h的0.894 mg/mL;固定反应时间为12 h,在反应温度高于80 ℃时,其可溶性蛋白质量浓度从1.156 mg/mL显着降低到90 ℃的0.177 mg/mL,且在100 ℃没有检测出。与反应时间相比,反应温度的升高使可溶性蛋白质量浓度降低得更加明显。
 
  2 自由氨基质量浓度分析结果
 
  从图1可以看出,样品经糖基化反应后其自由氨基质量浓度显着低于对照组BSA(P<0.05),且其自由氨基质量浓度约比对照组BSA低0.11~0.21 mg/mL,说明BSA和葡萄糖之间发生反应消耗了BSA上的自由氨基。当反应时间超过6 h时,样品的自由氨基质量浓度变化较小,而当反应温度高于60 ℃时,样品的自由氨基质量浓度几乎不再发生改变。
 
  3 DPPH自由基清除能力分析结果
 
  本实验采用DPPH自由基清除能力实验比较不同反应条件下BSA-葡萄糖糖基化体系的抗氧化能力。结果显示,在样品的测试质量浓度范围内(0.31~10.00 mg/mL),所有样品的DPPH自由基清除能力均低于阳性对照槲皮素,但具有一定的DPPH自由基清除能力,且DPPH自由基清除能力随着样品质量浓度的递增而增加。固定温度为55 ℃,在反应48 h时制备的样品具有最强的DPPH自由基清除能力,其IC50仅为1.17 mg/mL,其次为36 h时制备的样品,反应72 h样品的DPPH自由基清除能力最低,其IC50约为48 h时的2.9 倍;固定时间为12 h,在80 ℃条件下制备的样品具有最强的DPPH自由基清除能力,其IC50仅为1.02 mg/mL,其次为70 ℃条件下制备的样品,反应温度为50 ℃时制备的样品DPPH自由基清除能力最低,其IC50约为80 ℃时的2.6 倍。
 
  4 ABTS阳离子自由基清除能力分析结果
 
  结果显示,固定温度为55 ℃,在反应48 h时制备的样品具有最强的ABTS阳离子自由基清除能力,其IC50仅为0.92 mg/mL,其次为36 h时制备的样品,而样品在6 h时的ABTS阳离子自由基清除能力最低,其IC50约为48 h时的4.0 倍;固定时间为12 h,在90 ℃条件下制备的样品具有最强的ABTS阳离子自由基清除能力,其IC50为0.58 mg/mL,但与80 ℃样品的ABTS阳离子自由基清除能力无显着性差异(P>0.05),样品在50 ℃时的ABTS阳离子自由基清除能力最低。在反应过程中,BSA-葡萄糖糖基化体系中的ABTS阳离子自由基清除能力先随着反应程度的增加而增大;但在固定温度为55 ℃、反应72 h,或者固定时间为12 h,100 ℃条件下制备样品的ABTS阳离子自由基清除能力有所降低。为了降低糖基化后期有害产物的积累,故选择在固定温度为55 ℃、反应48 h或者固定反应时间为12 h、80 ℃条件下制备糖基化产物,该条件下制得的糖基化产物具有较高的ABTS阳离子自由基清除能力。
 
  5 还原能力分析结果
 
  BSA-葡萄糖体系中糖基化产物的还原能力结果如图4所示。随着糖基化反应程度的增加,样品的还原能力呈现出先增大后下降的趋势(P<0.05)。在固定温度55 ℃,反应时间为48 h时制备的样品具有最高的还原能力,其ρ(OD0.5)为3.25 mg/mL,其次是反应36 h制备的样品,而样品在72 h的还原能力最弱;在固定反应时间为12 h时,糖基化温度为80 ℃时制备的样品具有最高的还原能力,其ρ(OD0.5)仅为3.62 mg/mL,其次是70 ℃制备的样品,而糖基化温度为50 ℃时制备样品的还原能力最弱。
 
  结    论
 
  本实验以BSA-葡萄糖体系为糖基化反应模型,通过测定糖基化体系中的可溶性蛋白质量浓度、自由氨基质量浓度以及糖基化产物的DPPH自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力和还原能力,研究糖基化条件变化对糖基化反应程度以及糖基化产物的抗氧化能力的影响。结果表明,延长反应时间和升高反应温度可促进糖基化反应的进程,使得BSA-葡萄糖体系中的可溶性蛋白和自由氨基质量浓度显着下降。体外抗氧化实验结果表明,样品的DPPH自由基清除能力、ABTS阳离子自由基清除能力和还原能力随着糖基化反应程度的增加呈现出先增大后降低的趋势。结合前期不同反应条件对糖基化产物影响的研究,发现在55 ℃反应48 h或者80 ℃条件下反应12 h时制备的样品具有较强的抗氧化能力。综上,本研究为定向调控生产具备抗氧化能力的蛋白类食品,提高其品质、安全性,扩展食物资源提供了理论指导。
 
 
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