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豆类种子是现代保健功能食品开发的重要资源,也是廉价、优质植物蛋白质的主要来源之一。豆类蛋白不仅具有很高的营养价值,同时还具有多种功能特性,如持水性、持油性、起泡性和乳化性等,这些功能特性与豆类蛋白的氨基酸组成、亚基组成和结构等有密切关系;同时,不同功能特性之间相互作用,进而影响豆类蛋白在食品工业中的应用。因此,为了豆类蛋白的高效利用和获得消费者的认可,本文以10种豆类种子为原料,采用碱提酸沉法提取豆类蛋白,分析不同豆类种子中蛋白质的氨基酸组成、结构、功能特性、消化性及消化产物的生物活性。研究内容主要包括:(1)碱提酸沉法提取豆类蛋白,检测其蛋白含量,并对比分析氨基酸组成和蛋白结构;(2)研究不同豆类蛋白的营养及功能特性;(3)建立体外静态模拟胃肠消化模型,对比分析豆类蛋白的消化性及消化产物的生物活性。本论文的主要方法、结果及结论如下:
1.采用凯氏定氮法测量豆粉中蛋白含量,含量在17.97%~46.10%之间,其中,大豆中蛋白含量最高,为46.10%,鹰嘴豆最低,为17.97%;通过碱提酸沉法提取蛋白后,含量在80.24%~87.96%之间,绿豆蛋白含量最高(87.96%),芸豆蛋白含量最低(80.24%)。通过SDS-PAGE电泳、圆二色谱、紫外光谱、ANS荧光探针和Ellman分光光度计法表征不同豆类蛋白组成与结构,结果表明不同豆类蛋白的亚基组成与分子量之间有明显差异;圆二色谱显示豆类蛋白的二级结构主要是β-折叠、β-转角、无规则卷曲及少量α-螺旋;紫外色谱图中:吸收峰最大是刀豆蛋白,最小是鹰嘴豆蛋白;荧光光谱图中:表面疏水性最高的是豌豆蛋白,最低的是刀豆蛋白;表面巯基含量中最高的是鹰嘴豆蛋白6.79μmol/g,最低的是刀豆蛋白1.11μmol/g。
2.针对不同豆类种子的蛋白提取物,研究了不同豆类蛋白的功能性质与营养价值。结果表明,溶解性最高的是芸豆蛋白(49%);持水性最高的是刀豆蛋白4.75g/g;持油性最高的是黑豆蛋白6.69g/g;大豆蛋白具有最好的起泡性(61.67%)及泡沫稳定性(75.96%);而芸豆蛋白具有较好的乳化性和乳化稳定性,凝胶能力最强的是豇豆蛋白与红豆蛋白。豆类蛋白中氨基酸(AA)含量丰富,必需氨基酸(EAA)含量高,在17种氨基酸中,Glu含量最高,Met最低,Met是豆类蛋白的第一限制氨基酸;通过氨基酸评分(AAS)、蛋白质效率比(PER)评价了不同豆类蛋白的营养价值,表明豇豆蛋白营养价值最高。
3.利用Tricine-SDS-PAGE、体外消化率、DPP-IV抑制性试验研究不同豆类蛋白的消化性及消化产物的生物活性。结果表明,不同豆类蛋白经胃与肠消化后的降解情况有明显的差异,豌豆蛋白与扁豆蛋白在胃及肠中降解效果最好,其次是鹰嘴豆蛋白,芸豆蛋白消化降解效果最差。各豆类蛋白的体外消化率中,扁豆蛋白的IVPD最高,为86.66%,芸豆蛋白的IVPD最低,为78.45%。在豆类蛋白消化产物的DPP-IV抑制性中,豆类蛋白消化肽对DPP-IV有明显抑制性,其中,胃消化产物中DPP-IV抑制性最高是刀豆蛋白(89.43%),其次是豌豆蛋白(89.25%),扁豆蛋白(88.05%);与胃消化产物相比,肠消化产物的DPP-IV抑制性有明显降低,其中最高是刀豆蛋白(37.40%)。
1.采用凯氏定氮法测量豆粉中蛋白含量,含量在17.97%~46.10%之间,其中,大豆中蛋白含量最高,为46.10%,鹰嘴豆最低,为17.97%;通过碱提酸沉法提取蛋白后,含量在80.24%~87.96%之间,绿豆蛋白含量最高(87.96%),芸豆蛋白含量最低(80.24%)。通过SDS-PAGE电泳、圆二色谱、紫外光谱、ANS荧光探针和Ellman分光光度计法表征不同豆类蛋白组成与结构,结果表明不同豆类蛋白的亚基组成与分子量之间有明显差异;圆二色谱显示豆类蛋白的二级结构主要是β-折叠、β-转角、无规则卷曲及少量α-螺旋;紫外色谱图中:吸收峰最大是刀豆蛋白,最小是鹰嘴豆蛋白;荧光光谱图中:表面疏水性最高的是豌豆蛋白,最低的是刀豆蛋白;表面巯基含量中最高的是鹰嘴豆蛋白6.79μmol/g,最低的是刀豆蛋白1.11μmol/g。
2.针对不同豆类种子的蛋白提取物,研究了不同豆类蛋白的功能性质与营养价值。结果表明,溶解性最高的是芸豆蛋白(49%);持水性最高的是刀豆蛋白4.75g/g;持油性最高的是黑豆蛋白6.69g/g;大豆蛋白具有最好的起泡性(61.67%)及泡沫稳定性(75.96%);而芸豆蛋白具有较好的乳化性和乳化稳定性,凝胶能力最强的是豇豆蛋白与红豆蛋白。豆类蛋白中氨基酸(AA)含量丰富,必需氨基酸(EAA)含量高,在17种氨基酸中,Glu含量最高,Met最低,Met是豆类蛋白的第一限制氨基酸;通过氨基酸评分(AAS)、蛋白质效率比(PER)评价了不同豆类蛋白的营养价值,表明豇豆蛋白营养价值最高。
3.利用Tricine-SDS-PAGE、体外消化率、DPP-IV抑制性试验研究不同豆类蛋白的消化性及消化产物的生物活性。结果表明,不同豆类蛋白经胃与肠消化后的降解情况有明显的差异,豌豆蛋白与扁豆蛋白在胃及肠中降解效果最好,其次是鹰嘴豆蛋白,芸豆蛋白消化降解效果最差。各豆类蛋白的体外消化率中,扁豆蛋白的IVPD最高,为86.66%,芸豆蛋白的IVPD最低,为78.45%。在豆类蛋白消化产物的DPP-IV抑制性中,豆类蛋白消化肽对DPP-IV有明显抑制性,其中,胃消化产物中DPP-IV抑制性最高是刀豆蛋白(89.43%),其次是豌豆蛋白(89.25%),扁豆蛋白(88.05%);与胃消化产物相比,肠消化产物的DPP-IV抑制性有明显降低,其中最高是刀豆蛋白(37.40%)。