田 明,涂宗財(cái),2,*,王 輝,楊文華,李 雪,宋啟東(.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330047;2.江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330022)
高壓脈沖電場結(jié)合糖基化對β-乳球蛋白過敏原性與功能性質(zhì)的影響
田 明1,涂宗財(cái)1,2,*,王 輝1,楊文華1,李 雪1,宋啟東1
(1.南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西 南昌 330047;2.江西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330022)
采用高壓脈沖電場(pulsed electric field,PEF)結(jié)合糖基化處理β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg),在β-Lg與半乳糖質(zhì)量比1∶2、反應(yīng)溫度60 ℃、反應(yīng)時(shí)間3 h、pH 7.4和不同PEF強(qiáng)度反應(yīng)條件下,研究改性前后β-Lg的過敏原性和功能性質(zhì)的變化。結(jié)果表明,經(jīng)過PEF結(jié)合糖基化處理后,β-Lg自由氨基含量顯著降低,β-Lg過敏原性有一定程度下降,15 kV/cm PEF處理90 μs后進(jìn)行糖基化,過敏原性降低程度最大;在此條件下,β-Lg的溶解性、乳化性、乳化穩(wěn)定性及抗氧化活性顯著提高(P<0.05)。這為制備低致敏性且功能性質(zhì)好的β-Lg提供了一種新的方法。
脈沖電場;糖基化;β-乳球蛋白;過敏原性;功能性質(zhì)
β-乳球蛋白(β-lactoglobulin,β-Lg)是牛乳清蛋白的主要成分,營養(yǎng)豐富、能與脂肪酸和脂溶性維生素結(jié)合[1]。盡管如此,由于其高度的致敏性,使得β-Lg在食品工業(yè)中的應(yīng)用受到限制。近年來,國內(nèi)外對降低β-Lg的過敏原性進(jìn)行了大量研究[2-4]。其中,利用化學(xué)改性如糖基化[5]、磷酸化[6]等較為普遍。如Li Zheng等[7]利用麥芽糖對α-乳白蛋白和β-乳球蛋白進(jìn)行糖基化修飾,兩種蛋白的過敏原性顯著降低;Zhong Junzhen等[8]采用低聚果糖與β-Lg結(jié)合,β-Lg的過敏原性降低的同時(shí)其溶解性、乳化性和乳化穩(wěn)定性等功能性質(zhì)都得到改善;Taheri-Kafrani等[9]研究發(fā)現(xiàn)糖基化能夠降低β-Lg的過敏原性,且反應(yīng)程度越高對過敏原性影響越大。然而,目前鮮見脈沖電場結(jié)合糖基化對β-Lg的過敏原性進(jìn)行研究。高壓脈沖電場(pulsed electric fields,PEF)是一種新型非熱食品殺菌技術(shù),與傳統(tǒng)的殺菌技術(shù)相比,不僅能夠殺死致病菌、鈍化酶類,還對食品原有的營養(yǎng)、風(fēng)味、色澤等損害較少。當(dāng)前,有關(guān)PEF對食品蛋白質(zhì)的研究主要集中在蛋白質(zhì)的理化性質(zhì),而鮮少見關(guān)于PEF對蛋白過敏原性的報(bào)道。
目前,國內(nèi)外采用復(fù)合改性技術(shù)降低蛋白質(zhì)過敏原性的報(bào)道較少。Zhong Junzhen等[10]通過動(dòng)態(tài)高壓微射流協(xié)同糖基化改性β-Lg,β-Lg的過敏原性得到顯著降低;López-Expósito等[11]研究發(fā)現(xiàn)超高壓結(jié)合酶解法改性卵清蛋白,發(fā)現(xiàn)卵清蛋白的過敏原性明顯降低;Sun Weiwei等[12]利用PEF結(jié)合糖基化處理乳清分離蛋白,發(fā)現(xiàn)乳清分離蛋白的溶解性和乳化性得到改善,而且高強(qiáng)度的PEF處理能夠促進(jìn)糖基化反應(yīng);Guan Yongguang等[13]研究發(fā)現(xiàn)PEF處理可以促進(jìn)牛血清白蛋白-葡聚糖溶液體系的糖基化反應(yīng)。因此,本實(shí)驗(yàn)通過PEF結(jié)合糖基化復(fù)合改性β-Lg,探究其過敏原性的變化,并且測定改性后蛋白的功能性質(zhì)是否得到改善,這對PEF加工控制過敏原蛋白致敏性的關(guān)鍵技術(shù)研究具有理論指導(dǎo)意義。
1.1 材料與試劑
β-乳球蛋白、半乳糖、魚皮明膠 美國Sigma公司;患者血清 美國PlasmaLab International公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)等其他所需試劑均為分析純。
1.2 儀器與設(shè)備
PEF設(shè)備由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)與清華大學(xué)自主研發(fā);F-7000熒光光譜儀 日本日立公司;HF2000酶標(biāo)分析儀北京華安麥科公司;TU-1810紫外-可見分光光度計(jì)北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。
1.3 方法
1.3.1 PEF處理
用10 mmol/L pH 7.4的磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer,PBS)將β-Lg配制成1 mg/mL的溶液,處理時(shí)間為90 μs,電場強(qiáng)度為0、5、15、25、35 kV/cm。電場強(qiáng)度(E)和總處理時(shí)間(t)計(jì)算見公式(1)、(2)[5]。
式(1)、(2)中:U為實(shí)際電壓/kV;d為電極板間距/cm,取0.4 cm;n為處理室個(gè)數(shù);V為處理腔體積/mL,0.05 mL;f為頻率/Hz;W為脈寬/μs;v為流速/(mL/s)。
1.3.2 糖基化處理
參照Zhang Qiuting等[6]的方法稍作修改,向PEF處理后的樣品溶液中按糖與蛋白質(zhì)量比2∶1加入半乳糖,混勻,凍干。將凍干后的粉末置于培養(yǎng)箱中在60 ℃、74%相對濕度(飽和氯化鈉溶液)條件下反應(yīng)3 h,糖基化反應(yīng)結(jié)束后,加入預(yù)先冷卻的超純水復(fù)溶到質(zhì)量濃度為2 mg/mL,并置于4 ℃待用。
1.3.3 自由氨基含量的測定
采用鄰苯二甲醛(o-phthalaldehyde,OPA)法[7]測定自由氨基含量:稱200 mg OPA溶于5 mL的甲醇溶液,再分別加入2.5 g十二烷基硫酸鈉(sodium dodecyl sulfate,SDS),4.75 g硼砂及0.5 mL β-巰基乙醇,蒸餾水定容至250 mL。此試劑現(xiàn)配現(xiàn)用,避光保存。取4 mL上述OPA試劑于試管中,加入200 μL樣品溶液,空白為200 μL蒸餾水代替樣品,混勻后于室溫條件下反應(yīng)2 min,340 nm波長處測吸光度。以不同質(zhì)量濃度(0.0~0.4 mg/mL)的賴氨酸作標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中自由氨基的含量。
1.3.4 過敏原性的測定
1.3.4.1 過敏患者血清庫
本實(shí)驗(yàn)所用的血清為4 個(gè)已被確診為牛乳過敏患者的血清。4 個(gè)人(P1、P2、 P3、P4)過敏癥狀如表1所示。
表1 牛乳過敏患者病史Table 1 Clinical history of patients with milk allergy
1.3.4.2 過敏原性的測定
采用間接酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)法檢測β-Lg的過敏原性(用IgE結(jié)合能力表示),以正常人血清作為陰性對照。酶標(biāo)板中每孔加入100 μL 10 μg/mL處理后的β-Lg溶液,37 ℃、1 h;每孔加入250 μL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的魚皮明膠進(jìn)行封閉,37 ℃、1 h ;加入100 μL一定稀釋比的患者血清,37 ℃、1 h;加抗人IgE酶標(biāo)二抗,每孔100 μL,37 ℃、1 h,每步操作之后均用PBST溶液洗滌3 次并拍干;加顯色液四甲基聯(lián)苯胺顯色,37 ℃避光反應(yīng)15 min,最后加100 μL 2 mol/L H2SO4溶液終止反應(yīng),酶標(biāo)儀450 nm波長處測吸光度[17]。
1.3.5 溶解性的測定
采用福林-酚法[18]測定可溶性氮的含量,取100 μL 1 mg/mL的樣品溶液至10 mL離心管中,加900 μL蒸餾水,加入5 mL試劑A,混勻,于20~25 ℃放置 10 min,再分別加0.5 mL試劑B,立即混勻,在室溫反應(yīng)10 min,然后于500 nm波長處測吸光度??瞻滓? mL蒸餾水代替樣品作為對照,以不同牛血清蛋白質(zhì)量濃度(0~250 μg/mL)為橫坐標(biāo),對應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.3.6 乳化活性及乳化穩(wěn)定性的測定
取9 mL 1 mg/mL的樣品溶液和3 mL大豆油在50 mL的離心管中,混勻,在T18分散機(jī)中7 200 r/min分散2 min。隨后立即從離心管底部取50 μL乳濁液加入5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的SDS溶液中,混勻,500 nm波長處測吸光度(A0)。10 min時(shí)再從離心管底部取50 μL乳濁液加到5 mL 0.1% SDS溶液中,500 nm波長處測吸光度(A10)[19],乳化活性指數(shù) (emulsifying activity index,EAI)和乳化穩(wěn)定性指數(shù)(emulsifying stability index,ESI)的計(jì)算見公式(3)、(4)。
式中:DF為稀釋倍數(shù);ρ為蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度/(g/mL);θ為乳狀液中油體積分?jǐn)?shù)(0.25);t為10 min。
1.3.7 DPPH自由基清除率的測定
采用Stanic-Vucinic等[20]的方法加以改動(dòng)后測定。取1 mL 2 mg/mL樣品溶液與4 mL DPPH溶液(0.1 mmol/L溶于甲醇)混合后,避光反應(yīng)30 min,517 nm波長處測定其吸光度。對照采用蒸餾水代替樣品溶液,DPPH自由基清除率用公式(5)計(jì)算。
式中:As為樣品的吸光度;Ac為對照品的吸光度。
1.3.8 Trolox當(dāng)量抗氧化能力的測定
采用2,2’氨基-(3-乙基-苯并噻唑啉磺酸-6)二銨鹽(2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate,ABTS)試劑盒檢測樣品的Trolox當(dāng)量抗氧化能力(Trolox equivalent antioxidant capacity,TEAC)。在酶標(biāo)板中,每孔加入200 μL ABTS工作液;樣品孔內(nèi)加入10 μL 2 mg/mL的樣品溶液;空白對照加入10 μL PBS溶液,標(biāo)準(zhǔn)曲線孔內(nèi)加入10 μL一定濃度的Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.15~0.90 mmol/L),混勻;室溫反應(yīng)2~6 min后用酶標(biāo)儀在734 nm波長處測定其吸光度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線算出樣品的TEAC。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Origin 8.6軟件作圖,SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著性分析(P<0.05)。
2.1 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg自由氨基含量的影響糖基化反應(yīng)是單糖、還原糖中的羰基或羰基化合物與蛋白質(zhì)中的氨基共價(jià)結(jié)合的化學(xué)反應(yīng)。因此可以通過蛋白質(zhì)的自由氨基含量來反映糖基化反應(yīng)程度。從圖1可以看出,β-Lg經(jīng)PEF結(jié)合糖基化處理后,自由氨基含量顯著降低,說明糖基化后β-Lg與糖分子發(fā)生了共價(jià)結(jié)合,而且隨著脈沖場強(qiáng)的增大有下降趨勢,可能的原因是經(jīng)高強(qiáng)度脈沖強(qiáng)度處理,β-Lg的空間結(jié)構(gòu)展開程度更大,β-Lg分子中的氨基暴露在蛋白分子表面,糖基更易與氨基發(fā)生共價(jià)結(jié)合,使得β-Lg的自由氨基含量顯著降低[21]。
圖1 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg自由氨基含量的影響Fig. 1 Effect of PEF combined with glycation on the free amino group content of β-Lg
2.2 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg過敏原性的影響
圖2 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg過敏原性的影響Fig. 2 Effect of PEF combined with glycation on the allergenicity of β-Lg
脈沖電場結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg過敏原性(用IgE結(jié)合能力表示)的影響如圖2所示。當(dāng)處理時(shí)間為90 μs時(shí),隨著PEF場強(qiáng)的增加,β-Lg的IgE結(jié)合能力呈先降低后升高的趨勢。在場強(qiáng)為15 kV/cm時(shí),其IgE結(jié)合能力達(dá)到最小,隨著場強(qiáng)的進(jìn)一步增大,IgE結(jié)合能力增加且此后呈穩(wěn)定趨勢??赡艿脑蚴牵趫鰪?qiáng)小于15 kV/cm時(shí),β-Lg分子發(fā)生去折疊,使糖基化位點(diǎn)暴露,導(dǎo)致更多的過敏位點(diǎn)被修飾,因此IgE結(jié)合能力隨場強(qiáng)的增加而降低,且在15 kV/cm時(shí)降低至最小值。然而,隨著場強(qiáng)的進(jìn)一步增加,β-Lg分子發(fā)生聚集,使糖基化位點(diǎn)被掩蓋,導(dǎo)致過敏位點(diǎn)修飾減少,因此,IgE結(jié)合能力逐漸增加且呈穩(wěn)定趨勢。
蛋白的過敏原性與蛋白的空間構(gòu)象有關(guān)。據(jù)報(bào)道,90%的患者血清的過敏表位為Val41-Trp60、Tyr102-Arg124 和Leu149-Ile162,是β-Lg的主要過敏表位[22]。經(jīng)過糖基化反應(yīng)后,過敏表位與糖基發(fā)生共價(jià)結(jié)合,導(dǎo)致IgE結(jié)合能力下降[9]。而脈沖電場處理會引起β-Lg的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,可能破壞或隱藏了過敏表位,從而導(dǎo)致IgE結(jié)合能力降低。由圖2可知,4 個(gè)患者(P1、P2、P3、P4)對β-Lg的IgE結(jié)合能力是不同的(而陰性血清IgE結(jié)合力低于0.1,未在圖中標(biāo)示),如P2患者血清所得復(fù)合改性對β-Lg的IgE結(jié)合能力影響的結(jié)果不是很明顯,顯然患者之間存在個(gè)體差異。經(jīng)過復(fù)合改性后的β-Lg的IgE結(jié)合能力均有不同程度的降低,而且在電場強(qiáng)度15 kV/cm條件下處理的β-Lg的IgE結(jié)合能力下降程度最大。
2.3 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg溶解性的影響
圖3 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg溶解性的影響Fig. 3 Effect of PEF combined with glycation on the solubility of β-Lg
溶解性是蛋白質(zhì)主要的功能特性之一,是其他功能特性的基礎(chǔ)。從圖3可以看出,熱處理后的β-Lg溶解性有一定程度降低,可能是由于加熱過程導(dǎo)致蛋白發(fā)生聚集,因此溶解性降低[10]。此外,經(jīng)過糖基化處理的樣品溶解性明顯升高(P<0.05),且PEF結(jié)合糖基化復(fù)合改性后的溶解性比單一糖基化處理的樣品溶解性要高(P<0.05)。這是由于糖基化反應(yīng),引入了親水性糖基,使得蛋白質(zhì)的親水基團(tuán)數(shù)量增多,溶解性升高[23]。而PEF處理會促進(jìn)糖基化反應(yīng),使得β-Lg與更多的糖基進(jìn)行結(jié)合,溶解性進(jìn)一步提高[6]。
2.4 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg乳化性能的影響
蛋白質(zhì)是一種天然的兩性物質(zhì),具有良好的乳化性能。由圖4、5可知,加熱后的β-Lg的乳化活性略有降低。原因是加熱會誘導(dǎo)蛋白發(fā)生聚集,分子柔性降低,乳化活性降低,這與Chevalier等[16]研究結(jié)論一致;而經(jīng)過糖基化反應(yīng)處理后,乳化活性略有提高,且經(jīng)過PEF結(jié)合糖基化復(fù)合改性后樣品的乳化活性和乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大(P<0.05)。一方面,因?yàn)樘桥c蛋白發(fā)生共價(jià)交聯(lián),親水性的糖基增加了復(fù)合物的表面活性,從而乳化活性提高;另一方面,PEF處理使蛋白結(jié)構(gòu)展開,分子柔性提高,產(chǎn)生和暴露了更多的疏水性區(qū)域,表面疏水性增大,從而乳化活性進(jìn)一步提高[24]。糖基的引入可增加油/水乳化系統(tǒng)中水相的黏度,同時(shí)油/水界面張力也會降低,而且共價(jià)結(jié)合的糖分子鏈在吸附膜的周圍形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增加膜的厚度和機(jī)械強(qiáng)度,從而增加了乳化液的乳化穩(wěn)定性[25-26]。根據(jù)Sun Weiwei等[12]的研究,PEF處理能夠促進(jìn)糖基化反應(yīng)的進(jìn)行,而且能夠改善蛋白質(zhì)的乳化活性和乳化穩(wěn)定性等功能性質(zhì)。
圖4 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg乳化活性的影響Fig. 4 Effect of PEF combined with glycation on the emulsifying activity of β-Lg
圖5 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg乳化穩(wěn)定性的影響Fig. 5 Effect of PEF combined with glycation on the emulsion stability of β-Lg
2.5 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg的DPPH自由基清除能力的影響
圖6 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg DPPH自由基清除能力的影響Fig. 6 Effect of PEF combined with glycation on the DPPH scavenging activity of β-Lg
DPPH自由基的清除是糖基化產(chǎn)物提供氫自由基,形成穩(wěn)定的DPPH-H化合物,其紫色變淺或變黃,形成穩(wěn)定的反磁化分子。由圖6可知,經(jīng)糖基化反應(yīng)處理后的DPPH自由基清除能力顯著提高(P<0.05),而且經(jīng)
PEF結(jié)合糖基化復(fù)合處理后的樣品其DPPH自由基清除能力達(dá)到最大(P<0.05)。原因是糖基化處理后,生成的糖基化產(chǎn)物能夠提供氫鍵,DPPH自由基與氫鍵結(jié)合形成DPPH—H分子,從而DPPH自由基清除能力提高。有研究發(fā)現(xiàn),自由基清除能力與糖基化產(chǎn)物的褐變程度有關(guān),而PEF能夠促進(jìn)糖基化反應(yīng),因此PEF結(jié)合糖基化后樣品的DPPH自由基清除能力進(jìn)一步提高[7,27]。
2.6 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg TEAC的影響
圖7 PEF結(jié)合糖基化反應(yīng)對β-Lg TEAC的影響Fig. 7 Effect of PEF combined with glycation on the Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) of β-Lg
ABTS法廣泛應(yīng)用于評價(jià)食品和酚類等物質(zhì)的抗氧化能力,該方法快速簡便。由圖7可知,經(jīng)糖基化處理后的β-Lg的TEAC要高于原蛋白和加熱后的蛋白質(zhì)(P<0.05),表明糖基化處理可以提高β-Lg的抗氧化能力。原因是ABTS可被氧化生成藍(lán)綠色的ABTS+·,在有供氫能力的抗氧化劑存在下,ABTS+·可與之反應(yīng),變成無色或淺色的ABTS。糖基化產(chǎn)物可以作為供氫體,從而使得糖基化改性后的β-Lg的自由基清除能力提高[28]。分析DPPH自由基清除能力和TEAC的數(shù)據(jù)可以看出,β-Lg在兩種評價(jià)體系中的自由基清除力有所不同,說明同一種物質(zhì)在不同抗氧化評價(jià)體系表現(xiàn)出的自由基清除能力可能不同,這與Maillard等[29]的研究相似。可見,PEF結(jié)合糖基化復(fù)合改性β-Lg能夠改善其抗氧化活性。
綜上所述,β-Lg經(jīng)PEF結(jié)合糖基化改性后,過敏表位被修飾和覆蓋,從而導(dǎo)致過敏原性降低。用不同電場強(qiáng)度(5~35 kV/cm)PEF結(jié)合糖基化處理后,β-Lg過敏原性呈先降低后升高再趨于穩(wěn)定的趨勢,且在15 kV/cm PEF處理后進(jìn)行糖基化,過敏原性降低程度最大,在此條件下過敏原性降低的同時(shí)其溶解性、乳化性、乳化穩(wěn)定性和抗氧化活性均顯著提高。這為制備一種致敏性低且功能性質(zhì)良好的β-Lg提供了一種新的方法。
[1] ZIMET P, LIVNEY Y D. Beta-lactoglobulin and its nanocomplexes with pectin as vehicles for ω-3 polyunsaturated fatty acids[J]. Food Hydrocolloids, 2009, 23(4): 1120-1126.DOI:10.1016/ j.foodhyd.2008.10.008.
[2] 漆定坤, 曹勁松, 唐傳核. 食品脫敏技術(shù)研究的新進(jìn)展[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2006, 32(7): 79-82. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ ts.2006.07.020.
[3] 羅曾玲, 陳紅兵. 乳品安全中的牛乳過敏[J]. 食品與機(jī)械, 2006, 22(3): 147-149. DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2006.03.049.
[4] WALKER-SMITH J. Cow’s milk allergy: a new understanding from immunology[J]. Annals of Allergy, Asthma and Immunology, 2003, 90(6): 81-83. DOI:10.1016/S1081-1206(10)61666-3.
[5] LIU F H, TEODOROWICZ M, van BOEKEL M A J S, et al. The decrease in the IgG-binding capacity of intensively dry heated whey proteins is associated with intense Maillard reaction, structural changes of the proteins and formation of RAGE-ligands[J]. Food Funct, 2016, 7(1): 239-249. DOI:10.1039/C5FO00718F.
[6] 鄧國剛, 李燦鵬. 磷酸化卵白蛋白通過其分子伴侶樣特性抑制蛋白質(zhì)熱致聚合[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(5): 66-73. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201705011.
[7] LI Zheng, LUO Yongkang, FENG Ligeng. Effects of Maillard reaction conditions on the antigenicity of α-lactalbumin and β-lactoglobulin in whey protein conjugated with maltose[J]. European Food Research and Technology, 2011, 233(3): 387-394. DOI:10.1007/s00217-011-1532-7.
[8] ZHONG Junzhen, XU Y J, LIU Wei, et al. Antigenicity and functional properties of β-lactoglobulin conjugated with fructo-oligosaccharides in relation to conformational changes[J]. Journal of Dairy Science, 2013, 96(5): 2808-2815. DOI:10.3168/jds.2012-6259.
[9] TAHERI-KAFRANI A, GAUDIN J C, RABESONA H, et al. Effects of heating and glycation of β-lactoglobulin on its recognition by IgE of sera from cow milk allergy patients[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(11): 4974-4982. DOI:10.1021/jf804038t.
[10] ZHONG Junzhen, TU Yue, LIU Wei, et al. Antigenicity and conformational changes of β-lactoglobulin by dynamic high pressure microfluidization combining with glycation treatment[J]. Journal of Dairy Science, 2014, 97(8): 4695-4702. DOI:10.3168/jds.2013-7829.
[11] LóPEZ-EXPóSITO I, CHICóN R, BELLOQUE J, et al. Changes in the ovalbumin proteolysis profile by high pressure and its effect on IgG and IgE binding[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(24): 11809-11816. DOI:10.1021/jf8023613.
[12] SUN Weiwei, YU Shujuan, ZENG Xinan, et al. Properties of whey protein isolate-dextran conjugate prepared using pulsed electric field[J]. Food Research International, 2011, 44(4): 1052-1058. DOI:10.1016/j.foodres.2011.03.020.
[13] GUAN Yongguang, LIN Hua, HAN Zhong, et al. Effects of pulsed electric field treatment on a bovine serum albumindextran model system, a means of promoting the Maillard reaction[J]. Food Chemistry, 2010, 123(2): 275-280. DOI:10.1016/ j.foodchem.2010.04.029.
[14] 陶曉赟, 王寅, 陳健, 等. 高壓脈沖電場對藍(lán)莓汁殺菌效果及品質(zhì)的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2012, 38(7): 94-97.
[15] ZHANG Qiuting, TU Zongcai, WANG Hui, et al. Improved glycation after ultrasonic pretreatment revealed by high-performance liquid chromatography-linear ion trap/orbitrap high-resolution mass spectrometry[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2014, 62(12): 2522-2530. DOI:10.1021/jf5002765.
[16] CHEVALIER F, CHOBERT J M, POPINEAU Y, et al. Improvement of functional properties of β-lactoglobulin glycated through the Maillard reaction is related to the nature of the sugar[J]. International Dairy Journal, 2001, 11(3): 145-152. DOI:10.1016/S0958-6946(01)00040-1.
[17] 麻小娟. 糖基化對卵白蛋白的構(gòu)象及其抗原性和過敏原性的影響[D].南昌: 南昌大學(xué), 2011: 34-36.
[18] WANG X S, TANG C H, LI B S, et al. Effects of high-pressure treatment on some physicochemical and functional properties of soy protein isolates[J]. Food Hydrocolloids, 2008, 22(4): 560-567. DOI:10.1016/j.foodhyd.2007.01.027.
[19] ZHAO G, LIU Y, REN J, et al. Effect of protease pretreatment on the functional properties of protein concentrate from defatted peanut flour[J]. Journal of Food Process Engineering, 2013, 36(1): 9-17. DOI:10.1111/j.1745-4530.2011.00646.x.
[20] STANIC-VUCINIC D, PRODIC I, APOSTOLOVIC D, et al. Structure and antioxidant activity of β-lactoglobulin-glycoconjugates obtained by high-intensity-ultrasound-induced Maillard reaction in aqueous model systems under neutral conditions[J]. Food Chemistry, 2013, 138(1): 590-599. DOI:10.1016/j.foodchem.2012.10.087.
[21] BU G, ZHANG N, CHEN F. The influence of glycosylation on the antigenicity, allergenicity, and structural properties of 11S-lactose conjugates[J]. Food Research International, 2015, 76: 511-517. DOI:10.1016/j.foodres.2015.08.004.
[22] ZHONG J, LIU C, LIU W, et al. Effect of dynamic high-pressure microfluidization at different temperatures on the antigenic response of bovine β-lactoglobulin[J]. European Food Research and Technology, 2011, 233(1): 95-102. DOI:10.1007/s00217-011-1500-2.
[23] 涂越, 劉偉, 鐘俊楨, 等. 低聚木糖修飾對牛乳β-乳球蛋白功能性質(zhì)的影響[J]. 中國乳品工業(yè), 2013, 40(12): 12-15.
[24] 張鐵華, 殷涌光, 劉靜波. 高壓脈沖電場(PEF)對蛋清蛋白功能特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(9): 98-102.
[25] MEISEL H, OLIEMAN C. Estimation of calcium-binding constants of casein phosphopeptides by capillary zone electrophoresis[J]. Analytica Chimica Acta, 1998, 372(1): 291-297. DOI:10.1016/S0003-2670(98)00335-3.
[26] 布冠好, 劉伯業(yè), 陳復(fù)生. 糖基化修飾對大豆蛋白功能特性的影響[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械, 2011(4): 77-80. DOI:10.16167/j.cnki.1000-9868.2011.11.015.
[27] RAO M S, CHAWLA S P, CHANDER R, et al. Antioxidant potential of Maillard reaction products formed by irradiation of chitosanglucose solution[J]. Carbohydrate Polymers, 2011, 83(2): 714-719. DOI:10.1016/j.carbpol.2010.08.045.
[28] 王會, 郭立, 謝文磊. 抗氧化劑抗氧化活性的測定方法(一)[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2006, 32(3): 92-98. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ ts.2006.03.026.
[29] MAILLARD M N, BILLAUD C, CHOW Y N, et al. Free radical scavenging, inhibition of polyphenoloxidase activity and copper chelating properties of model Maillard systems[J]. LWT-Food Science and Technology, 2007, 40(8): 1434-1444. DOI:10.1016/ j.lwt.2006.09.007.
Effect of Glycation Combined with Pulsed Electric Field Pretreatment on Allergenicity and Functional Properties of β-Lactoglobulin
TIAN Ming1, TU Zongcai1,2,*, WANG Hui1, YANG Wenhua1, LI Xue1, SONG Qidong1
(1. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China; 2. College of Life Science, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China)
This research aimed to investigate the effect of pulsed electric field (PEF) pretreatment combined with glycation on the allergenicity and functional properties of β-lactoglobulin (β-Lg). After being subjected to PEF treatment at different electric intensities, β-Lg solution was added with galactose at a ratio of 1:2 and then they were allowed to react at pH 7.4 and 60 ℃ for 3 h. The results showed that glycation after PEF pretreatment significantly reduced the free amino group content of β-Lg and decreased the allergenicity. The lowest allergenicity of β-LG was observed by PEF pretreatment at 15 kV/cm for 90 μs, accompanied by a significant improvement in the solubility, emulsifying property, emulsion stability and antioxidant activity (P < 0.05). Therefore, glycation combined with PEF pretreatment will have potential application for producing β-Lg with low allergenicity and favorable functional properties.
pulsed electric field; glycation; β-lactoglobulin; allergenicity; functional properties
10.7506/spkx1002-6630-201713015
TS252.1
A
1002-6630(2017)13-0090-06
田明, 涂宗財(cái), 王輝, 等. 高壓脈沖電場結(jié)合糖基化對β-乳球蛋白過敏原性與功能性質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(13): 90-95. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201713015. http://www.spkx.net.cn
TIAN Ming, TU Zongcai, WANG Hui, et al. Effect of glycation combined with pulsed electric field pretreatment on allergenicity and functional properties of β-lactoglobulin[J]. Food Science, 2017, 38(13): 90-95. (in Chinese with English abstract)
10.7506/spkx1002-6630-201713015. http://www.spkx.net.cn
2016-05-11
國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2013AA102205)
田明(1993—),男,碩士研究生,研究方向?yàn)槭澄镔Y源的開發(fā)與高效利用。E-mail:13576935021@163.com
*通信作者:涂宗財(cái)(1965—),男,教授,博士,研究方向?yàn)槭澄镔Y源的開發(fā)與高效利用。E-mail:tuzc_mail@aliyun.com