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海参胶原蛋白与植物多酚相互作用体系研究

海参胶原蛋白与植物多酚相互作用体系研究

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作者：张霖雯大连海洋大学

学位级别：硕士

海参是一种重要的海洋资源,具有抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤等多种生理功能。海参含有多种生物活性物质:多糖、多肽、胶原蛋白等,是胶原蛋白潜在的来源。葛根素和槲皮素是主要的植物多酚类物质,葛根素存在于豆科植物葛以及野葛的根部,具有... 详细信息

海参是一种重要的海洋资源,具有抗氧化、抗疲劳、抗肿瘤等多种生理功能。海参含有多种生物活性物质:多糖、多肽、胶原蛋白等,是胶原蛋白潜在的来源。葛根素和槲皮素是主要的植物多酚类物质,葛根素存在于豆科植物葛以及野葛的根部,具有抗心血管疾病、抗炎、降高血压等多种活性,槲皮素来源于葡萄、苹果、洋葱等,具有抗高血压、抗糖尿病、心血管保护等多种活性,对人体健康有重要作用。但是由于其水溶性较差,导致其生物利用率较低,限制其在食品工业中的应用。胶原蛋白与多酚均为食品体系中的主要物质,二者常可以自发发生相互作用而结合形成复合物。所形成的复合物可以更好的发挥胶原蛋白和植物多酚的功能特性。多酚与蛋白的相互作用在提高其营养价值、增加抗氧化性具有重要意义。乳液是很常见的食品形式,也是食品运载体系,应用于包埋和保护活性因子等。因此,本研究以海参、葛根素和槲皮素为主体制备复合物,对其结构表征和性能评价,并探究了胶原蛋白-植物多酚皮克林乳液的性质。主要研究内容和结果如下:（1）以海参为原料,采用胃蛋白酶酸促溶法提取了海参胶原蛋白,通过紫外光谱法、傅立叶变换红外光谱法、差示扫描量热法和氨基酸分析对胶原蛋白的结构和性质进行了研究,紫外光谱表明,胶原蛋白在226 nm处表现出单吸收峰,紫外光谱扫描结果符合胶原蛋白的特征吸收;傅立叶变换红外光谱法表明胶原蛋白具有良好的三螺旋结构;热稳定性分析结果表明,胶原蛋白的最高转变温度为78℃,说明胶原蛋白具有更稳定的三螺旋结构;SDS-PAGE分析得到胶原蛋白分子组成可能为（α）;氨基酸分析结果表明,胶原蛋白中甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸含量较高,羟脯氨酸与脯氨酸的比值为1.09,说明胶原蛋白的结构更接近于I型胶原蛋白。（2）以胶原蛋白、葛根素和槲皮素为原料,制备胶原蛋白-植物多酚非共价复合物和共价复合物,对两种形式复合物进行了结构表征。通过荧光光谱法探究了胶原蛋白与多酚相互作用的猝灭类型、结合常数和结合位点,结果表明多酚可以引起胶原蛋白发生荧光猝灭现象,并且是以剂量依赖的方法产生,其猝灭机制是静态猝灭;紫外光谱表明,随着多酚添加量的增加,胶原蛋白的紫外吸收有规律的增加,说明胶原蛋白和多酚发生了相互作用;红外光谱表明,多酚的加入引起了胶原蛋白二级结构的改变,并且通过酰胺Ⅰ带分析发现,两种复合物的β-折叠增加,无规卷曲减少,α-螺旋减少,β-转角增加;圆二色谱结果表明,多酚的引入会改变胶原蛋白的构象发生改变,通过计算得到α-螺旋减少,β-折叠增加,验证了红外光谱的结果。多光谱法证明了胶原蛋白和葛根素、槲皮素两种多酚发生了相互作用。进一步通过分子对接技术探究了胶原蛋白和两种多酚相互作用产生的机制,结果表明胶原蛋白和两种多酚相互作用方式主要通过疏水作用,另外氢键也起着重要作用。同时测定了胶原蛋白-多酚复合物的DPPH、ABTS、羟基自由基三种抗氧化能力,结果表明,随着多酚的加入,胶原蛋白和多酚的共价和非共价两种结合方式都表现出较高的抗氧化性。（3）通过超声波细胞破碎的方法制备了胶原蛋白稳定的皮克林乳液,研究了胶原蛋白的浓度、pH值对皮克林乳液的粒径分布和Zeta-电位的影响,结果表明,随着胶原蛋白浓度从0.02 wt%增加到1.5 wt%,有利于形成较小的液滴,并且随着浓度的增大,有利于皮克林乳液的稳定性;随着胶原蛋白浓度的增加,皮克林乳液的Zeta-电位增加。随着pH值的增加,乳液平均粒径先增大后减小,Zeta电位不断降低,pH值对皮克林乳状液的物理性质产生了一定的影响。酸溶性胶原蛋白的浓度显著影响皮克林乳剂的稳定性,结果表明,在储存14 d后,当浓度低于0.5 wt%时,皮克林乳液发生相分离。随着酸溶性胶原蛋白浓度的增加（从0.02 wt%到1.5 wt%）,皮克林乳状液的稳定性得到改善。流变学结果表明,随着胶原蛋白浓度的增加,乳液的储能模量（G′）不变,损耗模量（G″）增大,损耗模量（G″）大于储存模量（G′）,表明该皮克林乳液更偏向于黏弹性液体。储存7 d后,葛根素和槲皮素在皮克林乳液中的保留率较好,表明胶原蛋白颗粒稳定的皮克林乳液在包封植物多酚方面具有优势。皮克林乳液抑制脂质氧化结果表明,以胶原蛋白稳定添加葛根素和槲皮素的皮克林乳液能够有效抑制皮克林乳液的脂质氧化。本研究也探究了皮克林乳液对ACE抑制作用,两种皮克林乳液对ACE有一定的抑制作用。

关键词：海参胶原蛋白葛根素槲皮素相互作用皮克林乳液

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