介绍

由于极佳的健康益处,亚麻籽通常被作为整粒亚麻籽、磨碎亚麻籽、部分脱脂亚麻籽粉、亚麻籽油制剂或植物奶替代品食用。


随着人们对植物性食物的饮食偏好日益增加,人们逐渐探索了亚麻籽蛋白和蛋白质衍生肽的多种健康益处。


在技术功能方面,亚麻籽蛋白的保水能力较低,界面性质勉强可以接受,因此,亚麻籽蛋白产生的乳液粒径相对较小,但物理稳定性较差。


除了固有的成分结构外,传统的高温焙烧和高压热压在亚麻籽油的制备中普遍存在,以获得可观的出油率和风味,因此,上述过程肯定会导致脱脂亚麻籽面粉中蛋白质的过度热变性和不可逆聚集。

事实上技术功能,特别是亚麻籽蛋白的发泡和乳化特性,在很大程度上取决于天然存在的树胶多糖,因为它增加了溶解度和流体动力学特性。

本研究比较探讨了亚麻籽蛋白的抗氧化和乳化发泡性能,重点研究了微波作用下亚麻籽蛋白的酚酸保留和气、油、水界面行为。


因此,寻求一种较好的亚麻籽处理方法,在原位结构修饰的基础上,同时实现油质的提升和蛋白质技术功能的定制仍是当务之急。

微波暴露已逐渐应用于亚麻籽油的高品质制备,从而改善了风味和氧化稳定性。


早期的研究仅表明,亚麻籽的焙烧(180-200°C,8分钟)会导致交联和解聚,特别是13-19kDa的蛋白质亚基。

在结构上,亚麻籽中的蛋白质组分主要以蛋白体的形式存在于子叶细胞中,其中含有约80%的盐溶性球蛋白和20%的水溶性白蛋白。


亚麻籽中性三酰基甘油主要存在于0.5~2.0μm的预乳化脂滴中,被定义为油体,与子叶细胞内的PBs保持着密切的时空关系。

事实上,储存蛋白参与的界面重塑直接揭示了它们在微波下对亚麻籽进行高速剪切后对界面活性的促进作用。


在微波辐照下,基于原位多尺度结构修饰的亚麻籽蛋白的界面性质(以发泡和乳化性质为证据)是如何发生变化的,目前还不清楚。

虽然没有直接证据,但基于与膜锚定蛋白的非共价相互作用,上述游离酚酸可能主要定位于亚麻籽中OBs和/或PBs的界面。


在180~540W微波辐照下,亚麻籽油中总酚含量呈先降低后升高的趋势,这表明在脱脂亚麻籽粉中的保留率不同。

更直接的是,在微波照射下,酚类化合物在储存蛋白包埋的中发生了有利的保留,这无疑影响了特定的技术功能,特别是对亚麻籽蛋白的抗氧化活性。


事实上,当亚麻籽在微波场下进行热处理时,其空间构象和亚基模式的潜在变化可能会影响提取过程中与特定游离酚酸的相互作用以及向亚麻籽蛋白的迁移行为。


在此基础上,

在此基础上,阐述了微波处理后蛋白质组分组成和分子结构的变化,为扩大其在保健食品中的应用提供理论依据。


材料与方法

2.1.材料

蛋白质羰基检测试剂盒、2,4,6-三(2-吡啶基)-三嗪(99%)、2,2´-二苯基-1-吡啶肼基自由基、没食子酸和芦丁,十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳凝胶制备试剂盒。


2.2.亚麻籽分离蛋白的微波暴露与提取

将亚麻籽的最终含水量调整为30-35%,并保持恒定的温度和相对湿度((25±2)℃,(75±5)%)孵育24h。然后将150g亚麻籽置于8个直径为9.5cm的培养皿中,在700W的固定功率下分别微波0、1、3和5分钟。

经螺旋压榨机冷压后,将部分脱脂的亚麻籽粉按1:5加入正己烷中,室温搅拌2h,在5000×g下4℃离心10分钟。


溶剂蒸发后,将绝对脱脂的亚麻籽粉按1:15加入去离子水中,用1摩尔溶液调节pH值为8.5,室温搅拌2h。

2.3.冷压亚麻籽和FPI中蛋白质组分的形态分析

冷压亚麻仁饼块用2.5%戊二醛在乙酸钠缓冲液中固定,磷酸缓冲液洗涤3次,后用1%四氧化二锇在磷酸缓冲液中固定。

在渐进乙醇溶液(30、50、70、90和100%)中脱水,然后嵌入到斯珀尔的树脂中,然后,用超显微切片机切割包埋的样品,并用醋酸铀和柠檬酸铅染色。利用透射电镜获得蛋白质组分的原位形态。


将FPI冻干粉用导电胶固定在样品台上,在10大环内酯类抗生素下喷金60s。利用扫描电子显微镜观察蛋白质的表面形态。

2.4.FPI的理化性质及组成结构分析

将FPI冻干粉加入50毫米的磷酸盐缓冲液中,室温搅拌2h。

用蒸馏水按1:100比例稀释后,使用齐塔西泽纳米在25°C下测量FPI分散体的平均粒径、粒径分布和电位值,水和颗粒的折射率分别为1.33和1.47。


用蛋白检测试剂盒定量后,等量蛋白提取物在上样缓冲液中热变性,然后分离,用0.1%考马斯亮蓝溶液轻轻摇动染色,用染色液洗涤,在系统上成像。

傅立叶变换红外和圆二色光谱将FPI冻干粉末样品充分混合到溴化钾颗粒中,在400-4000cm波长范围内进行记录。

FPI溶液的CD光谱在分光光度计上采集,远紫外光谱范围为180~260nm,温度为25°C。利用反褶积程序估计α-螺旋、β-链、β-匝和随机线圈的含量。


游离巯基和二硫键含量将FPI(30mg)冻干粉末样品溶解于10毫升缓冲液中,然后加入缓冲液中的5,5′-二硫代-双-2-硝基苯甲酸0.1毫升,猛烈混合30s。

25℃黑暗反应1h后,5000×g离心10分钟。以空白缓冲液在412nm处测定吸光度,总巯基含量:取FPI样品30mg,用10摩尔尿素悬浮。然后,在0.5毫升的溶液中加入巯基乙醇,在25℃下孵育1h。

最后,加入5毫升的12%三氯乙酸静置1h,在5000×g离心10分钟。

2.5.FPI的酚类化合物、抗氧化能力和氧化状态分析

FPI用3毫升甲醇水溶液通过涡流混合和随后的超声波浴提取,并在5000×g在4°C下离心10分钟。采用福林-西卡尔托法和硝酸铝法分别测定提取物中总酚酸和总黄酮的含量。


结果分别表示为每100g蛋白质样品中没食子酸mg和芦丁当量,采用超高高效液相色谱,光电二极管阵列检测器和色谱柱对提取物中的游离酚酸进行鉴定。

采用铁还原抗氧化能力法和2,2-二苯基-1-苦味酰肼法测定了FPI的抗氧化活性。新鲜制备的试剂700微升,37℃孵育10分钟,然后与100微升提取物绝对混合。

37℃孵育20分钟后,在590nm处空白试剂上记录吸光度。


简单地说,将120微升溶液加入到溶液中,37℃暗箱孵育1h后,加入150微升三氯乙酸溶液,4℃孵育5分钟。12000×g离心15分钟后收集蛋白球,用300微升乙醇-乙酸乙酯混合物洗涤3次。

将最终的微丸溶解于盐酸胍300微升中,用紫外-可见分光光度计在370海里处记录吸光度。

2.6.FPI的发泡性能分析主要集中在气水界面行为上

将约20微升的泡沫沉积在有沟槽和盖盖的玻璃载玻片上,用配有CCD相机的光学显微镜观察泡沫的形态结构。采用高分辨率场发射扫描电镜和冷冻制备系统对泡沫的微观形貌进行了研究。

样品用刀片断裂,在-80°C和1.3×10-6毫米下仔细蚀刻8分钟,然后用铂在5毫米下涂敷60秒,在加速电压为1千伏,放大倍数为1000倍的条件下,对样品进行观察。


FPI的气-水界面活性和吸收能力。,的气-水界面压力是用K100张力计采用板技术测定,简而言之,将铂板浸入40毫升蛋白分散中,深度为2毫米。

在25°C下连续记录随时间变化的π值3600s,然后分别用BCA法测定初始分散液和下清液中的蛋白质含量。

2.7.对FPI的乳化性能分析主要集中在油水界面行为上

用50毫米磷酸盐缓冲液在25℃下连续搅拌2h,制备FPI分散体,置于50毫升离心管中。将10%的亚麻籽油加入到蛋白质分散液中,在高速分配器中以10000r分钟-1的速度混合2分钟,制备过程乳状液。

在25°C下扫描30分钟,在40毫米的长度范围内扫描透射光强和背散射光强随扫描高度的变化曲线。通过背散射光检测,建立后向散射来确定乳液稳定性指数。


粘度、储存模量和损失模量数据直接从仪器软件中获得,为了分析乳剂的微观结构,将一滴样品在液氮中冷冻,转移到腔室,切割成横截面,然后使用制备系统在-80°C下升华8分钟。

FPI的油水界面张力由K100表面张力仪采用平板技术测量,简而言之,将铂板(19.9毫米×10毫米×0.2毫米)浸泡在14gFPI分散液中,深度为3毫米。


然后,通过仔细移液40g亚麻籽油,在静态负载下形成水相和油相之间的界面,所有的实验都是重复进行的。


结果

3.1.微波辐照对FPI蛋白组分聚集体形态及理化性质的影响

如前所述,蛋白质组分直接在完全成熟的亚麻籽中的PBs中组装,天然亚麻籽子叶细胞由于结构破坏不完全,蛋白质组分松散地积累在子叶细胞冷压过程中。

因此主要位于原生亚麻籽子叶细胞内壁周围,在未处理脱脂亚麻籽面粉中,膜片段与贮藏蛋白之间存在明显的不相容性。


微波暴露后,脱脂亚麻籽面粉中储存蛋白的组装趋向于更紧密,这可以解释为原位结构崩溃,值得注意的是,亲脂性相关的油蛋白部分渗透到储存蛋白中,表明它们在亚麻籽中的原位空间接触优先。

此外,微波辐照下亚麻籽子叶细胞壁的变形更为严重,包括轻微断裂、厚度不均匀、和粗糙度,破碎的子叶细胞壁进一步支持了机械压榨性能的改善和随后的亚麻籽油产量的提高。

3.2.微波辐照对FPI多层次组成结构的影响

FPI的空间构象变化首先通过依赖于芳香氨基酸环境的本征荧光发射光谱来评估,提供了蛋白质分子三级结构的信息。


天然FPI在大于330nm的波长处具有最大的荧光发射,揭示了色氨酸在相对极性环境中的位置,相反,最大荧光强度逐渐猝灭,随微波辐照时间的延长无明显变化。

参考文献

[1].ChengC,YuK,YuX,GengF,HuangFH,WangL,HuangQD,QuanS,不同提取工艺对亚麻籽油中内源性脂质助剂的优化及其在乳剂中的积极作用.LWT-FoodScienceandTechnology,155,113000.

[2].ChoJH,SatoS,HorngJC,AnilB,变性态集合中的静电相互作用:它们对蛋白质折叠和蛋白质稳定性的影响.ArchivesofBiochemistryandBiophysics,469,20–28.

[3].DengQC,YuX,MaFL,XuJQ,HuangFH,HuangQD,中国亚麻籽品种和产地的体外抗氧化活性和生物活性成分比较分析.InternationalJournalofFoodProperties,20,1532–2386

[4].HouLX,ZhangYJ,ChenLY,微波与常规烤箱加热对亚麻籽品质影响的比较研究.LWT-FoodScienceandTechnology,139,110614.

[5].JuQ,YuanYQ,WuC,HuYY,ZhouSY,大豆蛋白亚基/多肽的热诱导聚集:结构和理化性质.FoodChemistry,405,134774.