還原糖對牡蠣蛋白肽糖基化反應產(chǎn)物功能特性與抗氧化性的影響

牛改改,游 剛,李京麗

(欽州學院,廣西北部灣特色海產(chǎn)品資源開發(fā)與高值化利用高校重點實驗室,廣西欽州 535000)

牡蠣(OstrearivularisGould)是我國四大養(yǎng)殖貝類之一,在廣西北部灣沿海區(qū)域廣有分布,它肉質(zhì)鮮美,營養(yǎng)豐富,尤其是蛋白質(zhì)含量較高,素有“水產(chǎn)品之最貴者”、“ 海中牛奶”的美稱,具有較高的食用價值和保健功能[1-2]。牡蠣蛋白肽(Oyster protein hydrolysates,OP)以其優(yōu)良的功能特性和抗氧化活性,作為功能食品的原料成分或添加基料,具有較好的應用前景[3-4]。然而,牡蠣在加工過程中,部分蛋白質(zhì)易發(fā)生氧化損傷、降解甚至變性,致使牡蠣蛋白的溶解性、熱穩(wěn)定性和乳化性等功能特性也隨之降低,制約了牡蠣蛋白的應用范圍[5]。有研究表明食品加工過程中存在蛋白質(zhì)和糖之間的復雜反應,特別是蛋白質(zhì)糖基化修飾反應,對蛋白質(zhì)的功能特性具有一定的改善效果。糖基化修飾是利用還原糖與蛋白質(zhì)分子上的α-NH2或ε-NH2共價連接而形成糖基化蛋白的過程[6]。糖基化修飾不僅能有效地提高食品蛋白質(zhì)的溶解性、熱穩(wěn)定性、乳化性和起泡性等功能特性,還對蛋白質(zhì)的抗氧化性起到改善作用[7-10],已有不少學者主張向食品體系中加入糖基化反應產(chǎn)物,或促使食品成分發(fā)生糖基化反應,從而提高產(chǎn)品的功能特性與抗氧化活性。例如,Decourcelle等[11]的研究結(jié)果顯示糖基化反應可顯著改善對蝦水解物的乳化性;Seo等[12]研究表明溶菌酶經(jīng)糖基化反應后,其溶解性、乳化性、熱穩(wěn)定性均得到提高;趙謀明等[13]證明了美拉德反應可提高草魚肽的抗氧化性。相對于其他改性方法,如酰化作用、磷酸化作用、脫氨基作用等化學方法,糖基化反應是在不需要外加化學試劑的條件下僅僅利用加熱進行的自然反應[10],因此蛋白質(zhì)糖基化改性在食品工業(yè)中更有應用前景。

將OP應用到食品加工中也存在糖基化反應,因此有必要研究OP經(jīng)糖基化反應后產(chǎn)物的功能特性與抗氧化性的變化。本文選用葡萄糖(Glc)、乳糖(Lac)、半乳糖(Gal)三種還原糖對OP進行糖基化反應,制備OP糖基化反應產(chǎn)物(OP-Glycosylation modified products,OP-GMPs),通過比較分析,篩選出能夠較好改善OP功能特性與抗氧化活性的還原糖,為其在功能食品及調(diào)味品中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

牡蠣 長6～9 cm,約150 g,廣西壯族自治區(qū)欽州市茅尾海;胰蛋白酶(2500 U/g)、葡萄糖、乳糖、半乳糖、氯化鈉、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、HCl、考馬斯亮藍、石油醚、鐵氰化鉀、三氯乙酸、水楊酸、鄰苯三酚、H2O2等化學試劑 分析純,國藥集團化學試劑有限公司。

FD5-3B冷凍干燥機 美國金西盟公司;V-1800PC可見分光光度計 上海美普達儀器有限公司;EL20 pH計 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;BS-1E數(shù)顯振蕩培養(yǎng)箱 韶關市泰宏醫(yī)療機械有限公司;GL-G-Ⅱ立式冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠;EL204型電子天平 常熟市雙杰測試儀器廠;T18 basic型高速勻漿機 德國IKA;JYL-B061型打漿機 九陽股份有限公司;HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 重慶阿修羅科技發(fā)展有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 OP的制備 參照林海生等[4]方法并稍作修改。牡蠣肉去內(nèi)臟、清洗干凈,瀝干水后打漿,肉漿與磷酸緩沖溶液(pH=8.5)以1∶3 (w∶v)混勻,加入胰蛋白酶,45 ℃酶解2.5 h后在95 ℃下滅酶10 min,離心15 min(8000 r/min,4 ℃),取上清液置于冷凍干燥機中凍干(-50 ℃,48 h),凍干粉保存在-20 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 OP-GMPs的制備 分別稱取不同質(zhì)量比(0.5∶1、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1)的還原糖(葡萄糖、乳糖、半乳糖)∶OP,溶解使其最終濃度為10 mg/mL,用0.5 mol/L NaOH或HCl調(diào)節(jié)pH至7.5,凍干成粉(-50 ℃,48 h)。稱取一定量的凍干粉,放置于濕度為65%(飽和KI溶液),溫度為50 ℃的培養(yǎng)箱中進行糖基化反應24 h后,凍干成粉(-50 ℃,48 h),放入-20 ℃冰箱保存,備用。

1.2.3 OP-GMPs的功能特性

1.2.3.1 OP-GMPs溶解度的測定 參照文獻[12]的方法。稱取0.3 g OP-GMPs粉末溶于30 mL 0.5 mol/L的NaCl溶液(40 mmol/L Tris-HCl,pH7.5)中,10000 r/min均質(zhì)1 min,取10 mL均質(zhì)溶液離心30 min(10000 r/min,4 ℃)。溶解度用上清液中所含蛋白的含量與離心前溶液蛋白質(zhì)含量的比值來表示。蛋白質(zhì)含量采用雙縮脲法測定[14],以酪蛋白的含量為橫坐標,吸光值為縱坐標繪制標準曲線:y=0.048x+0.009,R2=0.999。

1.2.3.2 OP-GMPs熱穩(wěn)定性的測定 參照文獻[15]的方法。稱取0.2 g OP-GMPs粉末溶于20 mL 0.5 mol/L的NaCl 溶液(40 mmol/L Tris-HCl,pH7.5)中,離心30 min(10000r/min,4 ℃),取上清液置于80 ℃水浴鍋中加熱1 h,用冰水冷卻,然后再離心30 min(10000 r/min,4 ℃)。熱穩(wěn)定性用熱處理后上清液中所含蛋白的含量與熱處理前上清液中蛋白質(zhì)含量的比值來表示,且蛋白質(zhì)含量用雙縮脲法測定[14]。

1.2.3.3 OP-GMPs乳化性的測定 參照文獻[12]的方法。稱取0.3 g OP-GMPs粉末,用3 mL 0.5 mol/L NaCl溶液(40 mmol/L Tris-HCl,pH=7.5)配制成蛋白質(zhì)懸濁液,然后加入1 mL花生油,攪拌1 min。迅速吸取上清液加入到20 mL 0.1%的SDS溶液中,混勻,立即以0.1% SDS作為空白,在500 nm波長下測定0 min時的吸光度A0,10 min后再取樣同上檢測吸光度A10。按照公式:EA=A0,ESI=10A0/(A0-A10)計算樣品的乳化活性(EA)和乳化穩(wěn)定性指數(shù)(ESI)。式中,A0為0 min時測得的吸光度值,A10為10 min后測得的吸光度值。

1.2.4 OP-GMPs的抗氧化性測定

1.2.4.1 DPPH·清除的測定 參照文獻[16]的方法。分別吸取2 mL OP-GMPs溶液(0.4 mg/mL)和0. 1 mmol/L DPPH無水乙醇溶液置于試管中,混勻,黑暗反應30 min后于517 nm處測定吸光度(Ai);分別吸取2 mL DPPH無水乙醇溶液和無水乙醇于試管中,混勻,黑暗反應30 min后于517 nm測定吸光度(Ac);分別吸取2 mL OP-GMPs溶液和無水乙醇于試管中,混勻,黑暗反應30 min,在517 nm下測定吸光度(Aj)。按照公式:清除率(%)=[1-(Ai-Aj)/Ac]×100 計算樣品對DPPH·的清除率。

1.2.4.2 ·OH清除的測定 采用水楊酸法[17]測定。向試管中依次加入4.5 mmol/L FeSO4、4.5 mmol/L水楊酸-乙醇溶液和0.4 mg/mL OP-GMPs溶液各1 mL,混勻后加入1 mL 4.4 mmol/L H2O2于37 ℃反應30 min;以去離子水調(diào)零,在510 nm測定樣品的吸光度,按照公式:清除率(%)=[1-(Ai-Aj)/A0]×100 計算樣品對·OH的清除率。式中,A0為空白對照液的吸光度(去離子水代替待測液),Ai為加入樣品后的吸光度,Aj為樣品溶液的吸光度(不加顯色劑H2O2)。

1.2.4.3 還原能力的測定 采用鐵氰化鉀還原法[18]測定。向1.5 mL 0.4 mg/mL OP-GMPs溶液中依次加入1.5 mL 0.2 mol/L磷酸緩沖液(pH=7.0)和1.5 mL 1%(w/v)鐵氰化鉀溶液,混勻后于50 ℃水浴20 min,再加入1.5 mL 10%(v/v)的三氯乙酸,振蕩混勻,以4000 r/min離心10 min;取上清液3 mL,加3 mL去離子水和0.25 mL 0.1%(w/v)三氯化鐵,混勻后于700 nm測吸光度(A1);以1.5 mL去離子水代替1%鐵氰化鉀溶液,其它同上,測吸光度(A0);還原力=A1-A0,吸光度越大,表示還原力越強。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 OP-GMPs溶解性的測定

蛋白質(zhì)的溶解性與乳化性、凝膠性、起泡性等特性有密切關系,是其它功能特性的先決條件。3種還原糖與牡蠣蛋白在不同混合比條件下制備OP-GMPs的溶解度變化如圖1所示,OP的溶解度為30.12%,3種還原糖(Glc、Lac、Gal)分別與OP熱反應后,OP-GMPs的溶解度隨質(zhì)量比(糖∶OP)的增大均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,且均大于OP的溶解度。OP-GMPs溶解度升高主要是由于存在的還原糖與OP發(fā)生了反應進而減緩了蛋白質(zhì)熱變性[15],推論與OP-GMPs的熱穩(wěn)定性結(jié)果一致(見圖2)。另外,還原糖含有多個親水羥基,蛋白質(zhì)與還原糖發(fā)生糖基化反應后生成的OP-GMPs中引入了大量的羥基,羥基的親水性使得整個分子的溶解度得到提高[19]。Sanmartin等[20]認為蛋白共價連接了碳水化合物后,其產(chǎn)物凈電荷改變導致結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,促使親水性基團產(chǎn)生,從而提高其溶解度。然而,隨著質(zhì)量比(糖∶OP)的增加,可與蛋白質(zhì)發(fā)生反應的還原糖相對含量增加,使糖基化反應程度增大,進而生成的低溶解度的類黑精增多,導致其溶解度降低[21]。此外,OP相對含量逐漸減少,過量還原糖自身發(fā)生焦糖化反應形成低溶解度物質(zhì),導致反應產(chǎn)物溶解度降低。

圖1 OP與不同還原糖在不同質(zhì)量比(糖∶OP)條件下糖基化反應產(chǎn)物OP-GMPs的溶解性Fig.1 Solubility of OP-GMPs prepared at different sugar to OP ratios

Gal對OP-GMPs溶解性改善效果好于Glc和Lac。在糖∶OP=2∶1時,3種糖與OP形成的OP-GMPs溶解度均達到最大值,且Gal(83%)>Glc(76%)>Lac(72%),這與Nishimura等[15]和Achouri等[22]的研究結(jié)果類似,即在一定條件下糖基化反應可顯著改善蛋白質(zhì)的溶解性。不同還原糖及質(zhì)量比(糖∶OP)影響糖基化反應程度,進而影響蛋白質(zhì)溶解性改善效果[12]。當糖∶Op<2∶1時,OP-GMPs溶解度改善效果:Gal>Glc>Lac,結(jié)果表明單糖對OP-GMPs溶解度改善效果優(yōu)于雙糖。當糖∶OP>2∶1時,OP-GMPs溶解度改善效果:Gal>Lac>Glc,結(jié)果表明Gal與OP 糖基化反應強度高于Glc。同時,Lac是由Gal和Glc組成,因此Lac改善效果優(yōu)于Glc可能與其結(jié)構(gòu)中存在Gal結(jié)構(gòu)有關,且Gal對OP-GMPs的溶解度改善效果好于Glc。Katayama等[23]進一步闡明了Glc改善肌動蛋白和肌球蛋白的溶解性機理,發(fā)現(xiàn)Glc主要阻止蛋白質(zhì)亞片段結(jié)構(gòu)上的結(jié)合位點形成,同時,減少了蛋白質(zhì)-NH2殘基數(shù),進而減弱了單纖維形成能力。由此,可以推測,與Glc相比,Gal與OP發(fā)生糖基化反應,更大程度上抑制OP的亞片段結(jié)構(gòu)上的結(jié)合位點形成,且與蛋白質(zhì)-NH2殘基結(jié)合位點增加,進而改變OP表面疏水性,同時,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中引入了親水性基團(-OH,-COOH)改善了OP-GMPs的溶解性。

2.2 OP-GMPs熱穩(wěn)定性的測定

與植物蛋白及脊椎動物蛋白相比,水產(chǎn)蛋白的熱穩(wěn)定性較差[5],相關研究表明糖基化反應可以有效改善魚肉蛋白的熱穩(wěn)定性[24-25],但糖基化反應對牡蠣蛋白的影響鮮見報道,因此,有必要探討牡蠣蛋白進行糖基化反應對其熱穩(wěn)定性的影響。3種還原糖分別與OP形成OP-GMPs的熱穩(wěn)定性變化如圖2所示。隨著質(zhì)量比(糖∶OP)的增加,3種還原糖對OP-GMPs的熱穩(wěn)定性影響均呈現(xiàn)先增加后減小趨勢,且均顯著大于OP的熱穩(wěn)定性(p<0.05),結(jié)果表明3種還原糖均能阻止蛋白質(zhì)分子聚集,抑制其熱變性和形成凝聚沉淀物;Nishimura等[15]報道了雞肉肌纖維蛋白與麥芽糖反應后顯著提升了蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性;Seo等[12]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)Gla糖基化修飾,溶菌酶(LZM)的疏水作用力減小、熱穩(wěn)定性顯著提升,表明糖基化反應能改善蛋白穩(wěn)定性、抑制其熱變性,支持了本實驗的結(jié)果。此外,長鏈多糖也能顯著改善蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性,例如,Aminlari等[26]研究發(fā)現(xiàn)LZM與葡聚糖、甘露聚糖糖基化反應后能夠提升蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性,主要是由于較長鏈的多糖能在空間上防止蛋白質(zhì)鏈折疊、聚集。當3種還原糖均在糖∶OP=3∶1時,其產(chǎn)物均達到最大熱穩(wěn)定性,其中經(jīng)Glc糖基化修飾后的產(chǎn)物穩(wěn)定性最高(p<0.05),結(jié)果表明,與Gal和Lac相比,Glc能較好地抑制OP-OP相互作用,改善OP熱穩(wěn)定性。然而,當糖∶OP>3∶1時,3種還原糖形成的OP-GMPs的熱穩(wěn)定性下降,可能是由于高含量的糖引起OP的構(gòu)象變化,減少了蛋白質(zhì)的α螺旋[12],導致OP間的疏水作用、折疊及聚集作用增強,進而熱穩(wěn)定性降低。

圖2 OP與不同還原糖在不同質(zhì)量比(糖∶OP)條件下糖基化反應產(chǎn)物OP-GMPs的熱穩(wěn)定性Fig.2 Thermal stability of OP-GMPs prepared at different sugar to OP ratios

2.3 OP-GMPs乳化性的測定

蛋白質(zhì)乳化性是指蛋白樣品與油水結(jié)合在一起,經(jīng)相轉(zhuǎn)變(從O/W乳狀液轉(zhuǎn)變成W/O乳狀液)形成乳狀液;乳化穩(wěn)定性是指油水乳狀液保持穩(wěn)定的能力[27]。蛋白質(zhì)-糖共聚物的親水親油平衡性對其乳化性起重要作用,在乳化過程中,蛋白質(zhì)上的親油基結(jié)合到油滴上,多糖上的親水基與油滴周圍的水分子結(jié)合,形成一層厚的空間穩(wěn)定層,阻止油滴合并[7]。因此,起始質(zhì)量比影響共聚物親水親油平衡性,進而影響其乳化性[7]。質(zhì)量比(糖∶OP)對OP-GMPs乳化性的影響如圖3所示。隨著質(zhì)量比的增加,除Gal外(先增加后平穩(wěn)),其他2種還原糖與OP形成的OP-GMPs的乳化性與乳化穩(wěn)定性均先增加后減小,這是因為OP與還原糖發(fā)生聚合后,溶解度提高,同時聚合后的蛋白側(cè)鏈殘基具有一定的疏水性,使得OP-GMPs能夠快速較好地吸附在油水界面,當反應體系中還原糖比例過高時,蛋白在乳化液中能夠快速度吸附到O/W界面的可能性開始減少,使乳化性降低[7]。此外,三種還原糖對應形成的OP-GMPs的乳化活性均顯著大于OP(p<0.05),說明糖基化反應可改善蛋白質(zhì)的乳化活性,可能是由于共聚物中的糖基體可以產(chǎn)生較高的屈服值阻礙乳化分層和向上的浮動力[27]。進一步分析,Gal和Lac對OP的乳化活性改善貢獻大于Glc,這可能與Lac結(jié)構(gòu)中包含Gal成分有關,由于Gal可顯著改善OP溶解性,由此推測Gal對OP乳化活性的改性起主要作用。在糖∶OP=3∶1時,3種糖基供體形成的OP-GMPs的乳化活性:Gal(0.85)>Lac(0.76)>Glc(0.43),均大于OP(0.37)。

圖3 OP與不同還原糖在不同質(zhì)量比(糖∶OP)條件下糖基化反應產(chǎn)物OP-GMPs的乳化活性Fig.3 Emulsifying activity of OP-GMPs prepared at different sugar to OP ratios

質(zhì)量比(糖∶OP)對OP-GMPs乳化穩(wěn)定性的影響如圖4所示。隨著質(zhì)量比的增加,OP-GMPs的乳化穩(wěn)定性指數(shù)均先增加后減小,且在糖∶OP=3∶1時,3種糖基供體形成的OP-GMPs的乳化穩(wěn)定性指數(shù)均達最大值:Gal(16%)>Glc(13.5%)>Lac(12%),均大于 OP(11%)。相比于Lac和Glc,Gal對OP的乳化穩(wěn)定性改善效果最佳,這與Seo等[12]研究Gal-溶菌酶糖基化反應產(chǎn)物乳化性穩(wěn)定性的結(jié)果一致,這是因為Gal具有高水合作用的長鏈,結(jié)合到乳化液的水分子層,形成較厚的空間位阻穩(wěn)定層,阻止油滴聚集,減緩乳化液分層,進而提高乳化穩(wěn)定性。同樣,Li等[27]研究發(fā)現(xiàn)葡聚糖和麥芽糖糊精經(jīng)糖基化反應能顯著改善大米蛋白水解液的乳化性和乳化穩(wěn)定性。在糖∶OP>3∶1時,OP-GMPs的乳化穩(wěn)定性降低可能是由于高含量的糖基體減緩了共聚物的移動性,并阻礙了其在油滴界面飽和吸附[7]。

圖4 OP與不同還原糖在不同質(zhì)量比(糖∶OP)條件下糖基化反應產(chǎn)物OP-GMPs的乳化穩(wěn)定性指數(shù)Fig.4 Emulsion stability index of OP-GMPs prepared at different sugar to OP ratios

比較Lac和Glc對OP的乳化活性及穩(wěn)定性影響結(jié)果,發(fā)現(xiàn)Lac對OP的乳化活性改善效果好于Glc,但是對OP的乳化穩(wěn)定性貢獻小于Glc,說明Lac-OP的反應產(chǎn)物具有較好的乳化活性,但是其乳化穩(wěn)定性較差,這是因為糖基化產(chǎn)物雖具有較好的乳化性,但是其形成的乳化液顆粒較大,導致其乳化穩(wěn)定性較差[28]。

2.4 OP-GMPs對DPPH·清除的測定

在抗氧化性測定實驗中,OP-GMPs濃度為0.4 mg/mL。OP-GMPs對DPPH·的清除作用如圖5所示。OP-GMPs對DPPH·的清除率隨著質(zhì)量比(糖∶OP)的增加先升高后降低,且均高于OP對DPPH·的清除作用(p<0.05),結(jié)果表明OP經(jīng)糖基化反應后能產(chǎn)生較多的H原子或自由基中間體與DPPH·形成穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu)[29-30]。3種糖與OP形成的OP-GMPs對DPPH·的清除作用表現(xiàn)為:Gal>Glc>Lac。由于還原糖的種類影響糖基化反應速率與強度,其中五碳醛糖>己醛糖>已酮糖>二糖,Gal 和 Glc是己醛糖,Lac是二糖,因此,與Lac相比,Gal或Glc與OP糖基化反應速率較快,產(chǎn)物產(chǎn)生的清除DPPH·的中間產(chǎn)物亦較多[31]。Gal與OP糖基化反應產(chǎn)物的DPPH·的清除率高于Glc,是因為Gal-OP糖基化反應產(chǎn)物的溶解性更好,促進了氫原子或自由基中間體的形成,進而與DPPH·結(jié)合形成穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu)。Benjakul等[32]研究表明Gal與豬血漿蛋白產(chǎn)生的糖基化反應產(chǎn)物較Glc具有更大的DPPH·清除活性,與本實驗研究結(jié)果一致。此外,對于Lac,不同質(zhì)量比(糖∶OP)形成的OP-GMPs對DPPH·的清除作用影響不顯著(p>0.05);然而,糖∶OP>2∶1時,Gal和Glc對應的糖基化產(chǎn)物DPPH·的清除率均呈下降趨勢,與糖基化產(chǎn)物的溶解性減小有關,也可能是因為蛋白質(zhì)相對含量減少導致疏水區(qū)域減少,進而影響DPPH·清除能力。因此,糖∶OP=2∶1時,Gal-OP糖基化產(chǎn)物對DPPH·的清除作用效果最佳。

圖5 OP與不同還原糖在不同質(zhì)量比(糖∶OP)條件下糖基化反應產(chǎn)物OP-GMPs對DPPH·的清除作用Fig.5 Scavenging effect of DPPH· of OP-GMPs prepared at different sugar to OP ratios

2.5 OP-GMPs對·OH清除的測定

OP-GMPs對·OH清除率的變化如圖6所示。Glc或Gal與OP形成的OP-GMPs可顯著提高對·OH的清除率(p<0.05);而Lac與OP糖基化反應產(chǎn)物對·OH的清除率相對較差,可能與糖的組成和結(jié)構(gòu)有關,該結(jié)果與對DPPH·的清除率結(jié)果一致。隨著質(zhì)量比(糖∶OP)的增加,OP-GMPs對·OH的清除率呈先增加后減小趨勢,原因可能是糖基化反應使糖-OP分子共聚,分子量增加,螯合Fe2+能力增強,從而有效抑制Fe2+與H2O2反應,阻止羥自由基的產(chǎn)生,增大對·OH清除力[33];但是,當糖∶OP>4∶1時,3種糖形成的OP-GMPs 對·OH清除率均減小,可能是因為糖-OP結(jié)合飽和,過量存在的糖分子之間發(fā)生反應,導致其對·OH的清除能力減小。糖∶OP=4∶1時,Gal-OP糖基化產(chǎn)物對·OH的清除率最大(65.76%)高于Glc(63.58%),二者均顯著高于(p<0.05)Lac(45.5%)和OP(33.6%)。

圖6 OP與不同還原糖在不同質(zhì)量比(糖∶OP)條件下糖基化反應產(chǎn)物OP-GMPs對·OH的清除作用Fig.6 Scavenging activities of ·OH of OP-GMPs prepared at different sugar to OP ratios

2.6 OP-GMPs還原能力的測定

3種還原糖對應的OP-GMPs還原能力如圖7所示。OP-GMPs的還原能力隨著質(zhì)量比(糖∶OP)的增加先升高后降低,可能是因為隨著反應體系中還原糖比例的增加,糖基化反應速率增大,形成的還原性物質(zhì)增多,還原能力增強,這與Benjakul等[32]研究結(jié)果一致,即增加糖含量能夠增大反應產(chǎn)物的還原力。但是,當糖的比例過高時,糖基化反應減慢,從而使還原能力趨于平緩、甚至降低[34]。3種糖與OP形成的OP-GMPs還原能力表現(xiàn)為:Glc>Gal>Lac。當糖∶OP=4∶1時,Glc與OP形成的OP-GMPs還原能力最大。

圖7 OP與不同還原糖在不同質(zhì)量比(糖∶OP)條件下糖基化反應產(chǎn)物OP-GMPs的還原能力Fig.7 Reducing ability of OP-GMPs prepared at different sugar to OP ratios

3 結(jié)論

糖基化反應可顯著改善OP的功能特性(溶解性、熱穩(wěn)定、乳化特性)與抗氧化性(還原能力、對DPPH·和·OH清除能力),且與糖的種類和質(zhì)量比(糖∶OP)相關。功能特性方面:在質(zhì)量比(Gal∶OP)=2∶1和3∶1時,可分別提高OP的溶解性與乳化性(p<0.05);Glc∶OP=3∶1時,可改善OP的熱穩(wěn)定性(p<0.05)。抗氧化性方面:Gal∶OP=2∶1和4∶1時,OP-GMPs分別對DPPH·和·OH的清除作用最強;Glc可顯著提升OP的還原力,Glc∶OP=4∶1時,OP-GMPs的還原能力最強。后續(xù)將進一步研究寡糖和多聚糖等不同類型的糖基供體及質(zhì)量比(糖∶OP)對OP功能特性和抗氧化性的影響,為開發(fā)出強功能特性和抗氧化活性的OP-GMPs,并將其應用到功能食品、天然食品添加劑和調(diào)味劑等提供參考。

[1]董曉偉,姜國良,李立德,等. 牡蠣綜合利用的研究進展[J]. 海洋科學,2004,28(4):62-65.

[2]汪何雅,楊瑞金,王璋. 牡蠣的營養(yǎng)成分及蛋白質(zhì)的酶法水解[J]. 水產(chǎn)學報,2003,27(2):163-168.

[3]劉姝,王淑軍,房耀維,等. 發(fā)酵法制備太平洋牡蠣水解液的功能特性及其抗氧化活性[J]. 水產(chǎn)科學,2013(11):641-645.

[4]林海生,曹文紅,章超樺,等. 牡蠣蛋白酶解物的制備及其抗氧化活性研究[J]. 食品工業(yè)科技,2013,34(16):163-168.

[5]陳欣,黃和,李中權. 糖基化反應改善水產(chǎn)蛋白功能特性的研究進展[J]. 中國食物與營養(yǎng),2010(4):35-38.

[6]李軍,杜鑫,Hosseini Moghaddam S H,等. 蛋白質(zhì)糖基化修飾研究進展[J]. 科技通報,2009,25(6):773-778.

[7]Oliver C M,Melton L D,Stanley R A. Creating proteins with novel functionality via the Maillard reaction:A review[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2006,46(4):337-350.

[8]盧家成,孫澤威,李婷琳. 糖基化反應改善大豆抗原蛋白功能特性的研究進展[J]. 大豆科學,2012,31(3):483-486.

[9]Gu F L,Jinmoon K,Abbas S,et al. Structure and antioxidant activity of high molecular weight maillard reaction products from casein-glucose[J]. Food Chemistry,2010,120(2):505-511.

[10]Martins S I F S,Jongen W M F,Boekel M A J S V. A review of Maillard reaction in food and implications to kinetic modelling[J]. Trends in Food Science & Technology,2001,11(9-10):364-373.

[11]Decourcelle N,Sabourin C,Dauer G,et al. Effect of the Maillard reaction with xylose on the emulsifying properties of a shrimp hydrolysate(Pandalus borealis)[J]. Food Research International,2010,43(8):2155-2160.

[12]Seo S,Karboune S,L’Hocine L,et al. Characterization of glycated lysozyme with galactose,galactooligosaccharides and galactan:Effect of glycation on structural and functional properties of conjugates[J]. LWT-Food Science and Technology,2013,53(1):44-53.

[13]趙謀明,劉洋,張佳男,等. 木糖-草魚肽美拉德反應產(chǎn)物的抗氧化性[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2014,30(9):279-286.

[14]楊建雄. 生物化學與分子生物學實驗技術教程[M]. 北京:科學出版社,2002:33-34.

[15]Nishimura K,Murakoshi M,Katayama S,et al. Antioxidative ability of chicken myofibrillar protein developed by glycosylation and changes in the solubility and thermal stability[J]. Bioscience Biotechnology and Biochemistry,2011,75(75):247-254.

[16]Yen G,Hsieh P. Antioxidative activity and scavenging effects on active oxygen of xylose-lysine maillard reaction products[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture,1995,67(3):415-420.

[17]Wang H,Gao X D,Zhou G C,et al.Invitroandinvivo,antioxidant activity of aqueous extract fromChoerospondiasaxillarisfruit[J]. Food Chemistry,2008,106(3):888-895.

[18]Matmaroh K,Benjakul S,Tanaka M. Effect of reactant concentrations on the Maillard reaction in a fructose-glycine model system and the inhibition of black tiger shrimp polyphenoloxidase[J]. Food Chemistry,2006,98(1):1-8.

[19]田其英,華欲飛. 大豆蛋白溶解性研究[J]. 糧食與油脂,2006(6):6-8.

[20]Sanmartín E,Arboleya J C,Villamiel M,et al. Recent advances in the recovery and improvement of functional proteins from fish processing by-products:Use of protein glycation as an alternative method[J]. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety,2009,8(4):332-344.

[21]Yue L,Fang L,Luo C,et al. Functional properties of the Maillard reaction products of rice protein with sugar[J]. Food Chemistry,2009,117(1):69-74.

[22]Achouri A,Boye J I,Yaylayan V A,et al. Functional properties of glycated soy 11S glycinin[J]. Journal of Food Science,2005,70(4):269-274.

[23]Katayama S,Junji Shima A,Saeki H. Solubility improvement of shellfish muscle proteins by reaction with glucose and its soluble state in low-ionic-strength medium[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2002,50(15):4327-4332.

[24]Sato R,Swabe T,Kishimura H,et al. Preparation of neoglycoprotein from carp myofibrillar protein and alginate oligosaccharide:Improved solubility in low ionic strength medium[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2000,48(1):17-21.

[25]Ryo Sato,Shigeru Katayama,Tomoo Sawabe. Stability and emulsion-forming ability of water-soluble fish myofibrillar protein prepared by conjugation with alginate oligosaccharide[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2003,51(15):4376-4381.

[26]Aminlari M,Ramezani R,Jadidi F. Effect of Maillard-based conjugation with dextran on the functional properties of lysozyme and casein[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture,2005,85(15):2617-2624.

[27]Li Y,Zhong F,Ji W,et al. Functional properties of Maillard reaction products of rice protein hydrolysates with mono-,oligo- and polysaccharides[J]. Food Hydrocolloids,2013,30(1):53-60.

[28]Dickinson E,Galazka V B. Emulsion stabilization by ionic and covalent complexes ofβ-lactoglobulin with polysaccharides[J]. Food Hydrocolloids,1991,5(3):281-296.

[29]章銀良,張陸燕,周文權,等. 不同溫度對酪蛋白-木糖模式美拉德反應產(chǎn)物抗氧化性的影響[J]. 現(xiàn)代食品科技,2014(4):211-219.

[30]于彭偉,劉登勇,周光宏. 木糖-甘氨酸美拉德反應體系光譜特性和抗氧化性能的研究[J]. 食品科學,2012,33(1):54-58.

[31]Jalbout A F,Shipar M A H,Navarro J L. Density functional computational studies on ribose and glycine Maillard reaction:Formation of the Amadori rearrangement products in aqueous solution[J]. Food Chemistry,2007,103(3):919-926.

[32]Benjakul S,Lertittikul W,Bauer F. Antioxidant activity of Maillard reaction products from a porcine plasma protein-sugar model[J]. Food Chemistry,2005,93(2):189-196.

[33]Chen X M,Kitts D D. Antioxidant and anti-inflammatory activities of Maillard reaction products isolated from sugar-amino acid model systems[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(20):11294-11303.

[34]Sun Y,Hayakawa S,Chuamanochan M,et al. Antioxidant effects of Maillard reaction products obtained from ovalbumin and different D-aldohexoses[J]. Bioscience Biotechnology and Biochemistry,2006,70(3):598-605.