蛋白质氧化对核桃蛋白结构及其乳化特性的影响机理研究

Oxidative modification of protein structure of walnut was contributed to the decline of products quality during processing and storage of walnut protein products, with changes occurring form lipid and protein of walnut during storage and processing. The mechanism of effects on walnut protein products qualities by protein oxidation is not clear at present. And also, the state of controlling methods on products quality of walnut protein milk is not perfect. Therefore, mechanism of effects of oxidation on walnut protein structures and emulsifying properties were investigated in the present work. Firstly, four kinds of oxidation system between lipid oxidation products and walnut protein were established and each simple oxidation system was aimed to simulate oxidative stress environment of walnut protein during storage and processing. With researching of oxidative modification on protein structure of walnut, the mechanism of oxidation on protein structure of walnut was revealed. Based on these studies, with the deep study of surface properties, thermal aggregation properties and emulsifying properties, the mechanism of effects on protein structure and emulsifying properties of walnut by protein oxidation were further understand and the study results help to provide a theoretical basis for the quality control of walnut protein products during storage and processing.

核桃在储藏和加工过程中油脂、蛋白质都发生了变化，其中核桃蛋白质的结构性氧化修饰是导致核桃蛋白产品在加工、储藏过程中产品品质下降的重要原因。针对目前对于蛋白质氧化影响核桃蛋白产品品质的机理并不清楚，以及核桃乳产品质量的调控措施还不太理想的现状，本项目从蛋白质氧化的角度研究氧化对核桃蛋白结构及其乳化特性的影响机理。首先建立以四种脂质氧化产物与核桃蛋白构成的氧化体系。以每个单一的氧化体系来模拟核桃蛋白在储藏及加工过程中所处的真实氧化应激环境。通过氧化修饰对核桃蛋白结构的影响研究，进一步揭示核桃蛋白的结构性氧化修饰的氧化机理。在此研究基础上，通过对氧化核桃蛋白的表面性质、热聚集性质及乳化性的深入研究，进一步明晰蛋白质氧化对核桃蛋白结构及其乳化特性的影响机理，为核桃蛋白产品在加工及储藏过程中品质控制提供理论依据。

核桃在加工及储藏过程中由于油脂及残余脂质的影响，从而导致核桃蛋白产生脂质过氧化反应，最终产生核桃蛋白结构性氧化修饰。目前关于核桃蛋白氧化机理及其对核桃蛋白乳化性质影响的机理尚不明晰，本项目从蛋白质氧化的角度研究核桃蛋白氧化机理及其对蛋白乳化特性的影响。首先以自然贮存条件下核桃蛋白的羰基值为参照，确定了2, 2-盐酸脒基丙烷(AAPH)、亚油酸、丙烯醛和丙二醛的添加量，它们分别代表脂肪氧合酶-亚油酸反应体系中的脂质初级氧化产物和次生氧化产物及脂质自由基氧化产物，以此模拟真实氧化应激环境条件。研究四种氧化类型（脂质自由基氧化、脂质氢过氧化物氧化、丙二醛氧化和丙烯醛氧化）核桃蛋白的氧化程度与结构特征及乳化性的影响，研究结果表明，氧化核桃蛋白的羰基值增加，游离巯基和总巯基含量下降，蛋白二级结构无序性增加，内源荧光强度下降，表面疏水性改变，溶解度下降。对比四种氧化体系，确定了脂质烷过氧自由基和丙烯醛为核桃蛋白主要氧化途径。表面性质研究结果表明，适度脂质烷过氧自由基氧化和脂质氢过氧化物氧化及丙二醛氧化，蛋白表面张力下降，表面吸附性减小，乳化界面蛋白浓度减小，乳化液的乳化稳定性减小，蛋白质的粘度值下降，起泡性和泡沫稳定性增大。然而丙烯醛氧化却降低了核桃蛋白的起泡性和泡沫稳定性。乳化特性研究结果表明，适当的脂质烷过氧自由基氧化（≤1 mmol/L）、脂质氢过氧化物氧化（≤4.5 mL）以及丙二醛氧化（≤0.1 mmol/L）使得核桃蛋白乳化能力和乳化稳定性上升，核桃蛋白乳液粒度减小；乳液Zeta-电位绝对值增加，析乳率改善。丙烯醛氧化对核桃蛋白乳化性质产生劣变作用。热聚集性研究结果表明，四种氧化体系中，热处理使核桃蛋白产生了分子聚集，可使四种氧化体系中的蛋白乳化性大大提高，但由于乳液粒径增大，颗粒聚集，使乳液稳定性下降。这些研究结果进一步认识了核桃蛋白氧化机理及其对核桃蛋白乳化特性的影响，为核桃蛋白产品在加工及储藏过程中品质控制提供理论依据。