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罗非鱼肉肌原纤维蛋白糖基化改性研究

作　者: 陈欣
导　师: 黄和
学　校: 广东海洋大学
专　业: 食品科学
关键词: 罗非鱼肌原纤维蛋白糖基化改性溶解性乳化性热稳定性
分类号: TS254.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本研究从改善罗非鱼肉蛋白功能特性的角度出发,选用葡萄糖、乳糖、葡聚糖、壳聚糖和羧甲基纤维素钠作为糖基供体对罗非鱼肉肌原纤维蛋白进行干热糖基化改性的研究,探讨糖的种类和改性程度对肌原纤维蛋白溶解性、乳化性和热稳定性的影响,优化糖基化改性罗非鱼肉肌原纤维蛋白的工艺条件,为水产蛋白的改性以及新的优质蛋白质资源的开发提供较好的理论基础。主要结果如下:1、在糖与蛋白的比为1:1(w/w),相对湿度65%,温度50℃条件下,随着反应时间(0-120 h)的延长,糖基化改性程度增加,反应产物溶解性、乳化性和热稳定性都有不同程度的改善。比较而言,小分子的葡萄糖和乳糖与肌原纤维蛋白干热反应的速度较快,随着反应时间的延长,反应产物的溶解性呈先上升后下降的趋势,而对热稳定性和乳化性的改善不明显;分子量较大的壳聚糖、羧甲基纤维素钠以及葡聚糖与蛋白干热反应的速度较慢,反应程度较易控制在美拉德反应的前期阶段,由此得到的产物热稳定性、溶解性和乳化性较好。在实验范围内,羧甲基纤维素钠对肌原纤维蛋白溶解性的改善效果最好,且在低离子强度溶液中改善更为明显;葡聚糖做糖基供体的时候对肌原纤维蛋白的乳化活性及乳化稳定性的改善最明显;羧甲基纤维素钠对肌原纤维蛋白的热稳定性改善最显著。2、采用SDS-PAGE分析进一步显示,小分子葡萄糖和乳糖与肌原纤维蛋白反应速度较快,小分子还原糖与肌原纤维蛋白分子共价结合,随着反应时间的延长,泳动速率随着反应时间的延长而变得缓慢,反应产物的分子量逐渐增大;而葡聚糖、壳聚糖和羧甲基纤维素钠与肌原纤维蛋白的反应速率较慢,反应较易控制在美拉德反应的前期阶段。随着反应时间的延长,泳动速率的变化不大,分子量变化不明显,SDS-PAGE结果只显示肌原纤维蛋白谱带。因此,在干热糖基化反应过程中,必须选择合适的糖,严格控制反应程度,蛋白质与还原糖基的作用必须控制在美拉德反应的前期阶段。综合分析,选择葡聚糖为糖基供体对肌原纤维蛋白的乳化性进行改善,以羧甲基纤维素钠为糖基供体对肌原纤维蛋白的溶解性和热稳定性进行改善。3、以葡聚糖为糖基供体,以罗非鱼肉肌原纤维蛋白-葡聚糖干热反应产物的乳化活性和乳化稳定性为指标,在单因素实验的基础上,通过响应面分析优化出最佳的工艺条件:反应时间30.62h,反应温度72.02℃,相对湿度65%,葡聚糖与肌原纤维蛋白质量比3.3:1;在此条件下,干热反应产物的乳化活性指数为1.908±0.013,乳化稳定性指数为31.545±0.4,热稳定性为(43.53±0.55)%,在0.1mol/L NaCl溶液中的溶解性为(44.13±0.81)%,在0.1mol/L NaCl溶液中的溶解性为(63.13±1.29)%,接枝度为(23.2±0.3)%,与相应的响应面二次模型预测值无显著差异,实验优化的工艺参数可行。4、采用Sephacryl S-200凝胶柱层析对优化工艺条件下制备的罗非鱼肉肌原纤维蛋白-葡聚糖干热反应产物进行分离,从洗脱液在490nm和280nm处的重叠吸收峰及其含量变化分析,在糖基化反应过程中,葡聚糖是过量的,且初步推断反应产生了糖蛋白,收集10管到25管的洗脱液,经透析和冷冻干燥后进行红外光谱分析,特征吸收峰的变化进一步表明,葡聚糖和肌原纤维蛋白很可能发生了微弱的干热Maillard反应。5、以羧甲基纤维素钠为糖基供体,以罗非鱼肉肌原纤维蛋白-羧甲基纤维素钠干热反应产物的溶解性和热稳定性为指标,在单因素试验的基础上,通过响应面分析法优化出改性的最佳工艺条件为:反应时间23.94 h,反应温度52.45℃,相对湿度为65%,糖与蛋白质量比为1.4:1;在此条件下,干热反应产物在0.1mol/L NaCl溶液中的溶解性为(82.13±0.32)%,在0.5mol/L NaCl溶液中的溶解性为(88.77±0.21)%,热稳定性为(82.2±0.75)%,乳化活性指数为0.895±0.01,乳化稳定性指数为12.3±0.4,蛋白接枝度为(28.2±0.3)%,与相应的响应面二次模型预测值无显著差异,实验优化的工艺参数可行。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
1 绪论  13-25
  1.1 罗非鱼加工利用现状  13-14
  1.2 罗非鱼蛋白的加工利用现状  14-15
    1.2.1 冷冻鱼糜及其鱼糜制品的加工  14-15
    1.2.2 酶解蛋白及其活性肽的制备  15
  1.3 蛋白改性研究进展  15-19
    1.3.1 物理改性  16
    1.3.2 化学改性  16-18
    1.3.3 酶法改性  18
    1.3.4 基因工程改性  18-19
  1.4 糖基化改性对蛋白质功能特性的影响  19-21
    1.4.1 糖基化反应原理  19
    1.4.2 糖基化反应对蛋白质溶解性的影响  19-20
    1.4.3 糖基化反应对蛋白质热稳定性的影响  20
    1.4.4 糖基化反应对蛋白质乳化特性的影响  20
    1.4.5 糖基化反应对酶特性的影响  20-21
    1.4.6 糖基化反应抗菌性的变化  21
  1.5 糖基化改性对鱼蛋白功能特性的影响  21-23
    1.5.1 糖基化反应对鱼蛋白溶解性的影响  21-22
    1.5.2 糖基化反应对鱼蛋白热稳定性的影响  22
    1.5.3 糖基化反应对鱼蛋白乳化特性的影响  22-23
  1.6 研究目的与意义  23
  1.7 主要研究内容  23-25
2 糖基供体的筛选  25-40
  2.1 前言  25
  2.2 材料与仪器  25-27
    2.2.1 实验原料  25
    2.2.2 主要试剂  25-26
    2.2.3 实验仪器  26-27
  2.3 试验方法  27-32
    2.3.1 罗非鱼肉肌原纤维蛋白的提取  28-29
    2.3.2 基本成分的测定  29
    2.3.3 肌原纤维蛋白与糖复合物的制备  29-30
    2.3.4 溶解性的测定  30-31
    2.3.5 热稳定性的测定  31
    2.3.6 乳化性的测定  31
    2.3.7 SDS-PAGE  31-32
  2.4 结果分析  32-38
    2.4.1 罗非鱼肉及罗非鱼肉肌原纤维蛋白基本成分分析  32
    2.4.2 糖基化改性对罗非鱼肉肌原纤维蛋白溶解性的影响  32-34
    2.4.3 糖基化改性对罗非鱼肉肌原纤维蛋白热稳定性的影响  34-35
    2.4.4 糖基化改性对罗非鱼肉肌原纤维蛋白乳化特性的影响  35-37
    2.4.5 糖基化反应产物的电泳图谱分析  37-38
  2.5 本章小结  38-40
3 葡聚糖改善罗非鱼肉肌原纤维蛋白乳化性的研究  40-54
  3.1 前言  40
  3.2 材料与方法  40
    3.2.1 实验材料  40
    3.2.2 实验试剂  40
    3.2.3 仪器设备  40
  3.3 实验方法  40-42
    3.3.1 罗非鱼肉肌原纤维蛋白的提取  40-41
    3.3.2 肌原纤维蛋白与糖复合物的制备  41
    3.3.3 肌原纤维蛋白与糖的复合乳化特性的测定  41
    3.3.4 葡聚糖改善罗非鱼肉肌原纤维蛋白乳化特性的工艺优化  41
    3.3.5 蛋白质接枝度的测定  41
    3.3.6 溶解性的测定  41
    3.3.7 热稳定性的测定  41
    3.3.8 肌原纤维蛋白-葡聚糖复合物的分离纯化  41-42
    3.3.9 红外光谱检测分离纯化样品  42
  3.4 结果与分析  42-53
    3.4.1 葡聚糖改善肌原纤维蛋白乳化性单因素实验条件的确定  42-44
    3.4.2 响应面实验设计、分析及工艺优化  44-51
    3.4.3 分离纯化结果  51-52
    3.4.4 红外光谱分析结果  52-53
  3.5 本章小结  53-54
4 羧甲基纤维素钠改善罗非鱼肉肌原纤维蛋白溶解性及热稳定性的研究  54-69
  4.1 前言  54
  4.2 材料与方法  54
    4.2.1 实验材料  54
    4.2.2 实验试剂  54
    4.2.3 仪器设备  54
  4.3 实验方法  54-55
    4.3.1 罗非鱼肉肌原纤维蛋白的提取  54
    4.3.2 肌原纤维蛋白与糖的复合物的制备  54-55
    4.3.3 溶解性的测定  55
    4.3.4 热稳定性的测定  55
    4.3.5 乳化性的测定  55
    4.3.6 蛋白质接枝度的测定  55
    4.3.7 羧甲基纤维素钠改善罗非鱼肉肌原纤维蛋白溶解性及热稳定性的工艺优化  55
  4.4 结果与分析  55-67
    4.4.1 羧甲基纤维素钠改性肌原纤维蛋白单因素实验条件的确定  55-57
    4.4.2 响应面实验设计、分析及工艺优化  57-67
  4.5 本章小结  67-69
5 结论与展望  69-72
  5.1 结论  69-70
  5.2 展望  70-72
参考文献  72-79
致谢  79-80
作者简介  80-81
导师简介  81

罗非鱼肉肌原纤维蛋白糖基化改性研究

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