羅望子(TamarindusindicaL.),又名酸角,屬豆科,是一種高大常綠喬木,多見(jiàn)于我國(guó)西南省份且多呈半野生狀態(tài)。羅望子的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,其種皮富含單寧、色素;果肉富含多糖、有機(jī)酸等營(yíng)養(yǎng)成分;種仁則以蛋白質(zhì)、多糖及脂肪等為主要成分,其中多糖約占種仁的60%,常作為增稠劑和穩(wěn)定劑應(yīng)用在食品、飲料及煙草工業(yè)上,而對(duì)于提取多糖后殘?jiān)木C合利用研究甚少。探究羅望子種仁多糖提取后殘?jiān)臓I(yíng)養(yǎng)成分并對(duì)其進(jìn)行綜合利用,從而實(shí)現(xiàn)種仁產(chǎn)業(yè)鏈的延長(zhǎng)刻不容緩。
Reddy等研究表明提取多糖后的羅望子種仁殘?jiān)腥院胸S富的蛋白質(zhì),在印度、蘇丹等酸角主產(chǎn)國(guó)常被開(kāi)發(fā)成飼料。我國(guó)雖然盛產(chǎn)羅望子,然而對(duì)其科學(xué)研究起步較晚且由于提取種仁多糖后的殘?jiān)糠趾叙こ硇缘牟灰准庸さ臍堄喽嗵?,因而在工業(yè)上常當(dāng)作廢料處理,這不僅污染環(huán)境,而且資源大量浪費(fèi)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能息息相關(guān),其氨基酸構(gòu)成、分子質(zhì)量的大小、形態(tài)和空間結(jié)構(gòu)等因素對(duì)蛋白質(zhì)的功能和理化性質(zhì)均有較大的影響,如蛋白質(zhì)的肽鍵及氨基酸側(cè)鏈能夠顯著影響其溶解性,而其乳化性質(zhì)受到自身分子大小及表面親疏水性等因素的影響。自上世紀(jì)70年代以來(lái),眾多學(xué)者相繼測(cè)定了羅望子種仁的營(yíng)養(yǎng)成分,發(fā)現(xiàn)羅望子種仁中蛋白含量高達(dá)19.4%,且以種仁球蛋白(Tamarindseedglobulin,TSG)和白蛋白為主,TSG中含有18種氨基酸,其中谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、組氨酸、酪氨酸及苯丙氨酸含量較高。此外,TSG的氨基酸種類齊全,評(píng)分較高,必需氨基酸指數(shù)為71.5,除蘇氨酸和酪氨酸外其它6種必需氨基酸俱全,尤以賴氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸最為豐富。上述研究證實(shí)羅望子種仁蛋白是一種優(yōu)質(zhì)植物蛋白資源,具有較強(qiáng)的開(kāi)發(fā)價(jià)值。目前對(duì)于羅望子種仁蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能特性及其構(gòu)效關(guān)系尚未見(jiàn)研究報(bào)道。本文以羅望子種仁提取多糖后的殘?jiān)鼮樵?,提取羅望子種仁球蛋白,通過(guò)電泳、巰基二硫鍵含量及氨基酸組成等分析指標(biāo)對(duì)其蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并測(cè)定其溶解性、乳化性及乳化穩(wěn)定性,研究其構(gòu)效關(guān)系,為日后TSG的功能注釋及開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。
羅望子種仁提取多糖后殘?jiān)瑏?lái)自云南貓哆哩集團(tuán)食品有限責(zé)任公司;大豆分離蛋白,購(gòu)于山松生物制品有限公司;九三非轉(zhuǎn)基因一級(jí)大豆油,購(gòu)于九三糧油工業(yè)集團(tuán)有限公司。檸檬酸、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、鹽酸、氫氧化鈉(均為分析純),購(gòu)于哈爾濱市化工試劑廠;SDS、TEMED、丙烯酰胺、甲醇、冰醋酸、亞甲基雙丙烯酰胺(均為分析純),購(gòu)于天津市志遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;葡聚糖凝膠SephadexG-50,購(gòu)于Summus公司;考馬斯亮藍(lán)R-250(分析純),購(gòu)于天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。
FW-135粉碎機(jī),天津市泰斯特儀器有限公司;TDL-4A離心機(jī),上海菲恰爾分析儀器有限公司;722紫外分光光度計(jì),上海光譜儀器有限公司;DYY-7C垂直電泳儀,北京市六一儀器廠;ThermoUltiMate3000高效液相色譜儀,上海硅儀生化科技有限公司;FJ300高速均質(zhì)乳化機(jī),上海滬析實(shí)業(yè)有限公司。
羅望子種仁提取多糖后的殘?jiān)袣埩舳嗵呛繛椋?.86±0.45)%,采用超聲輔助堿溶酸沉法從殘?jiān)刑崛SG,將去除多糖的沉淀與pH7.4的Tris-HCl緩沖液混合配置為質(zhì)量濃度為25g/L的溶液,調(diào)節(jié)溶液pH值為12.5,使用恒溫磁力攪拌器于65℃下攪拌1.5h后放入250W超聲清洗器內(nèi)超聲1h,超聲后的溶液在4000r/min的條件下離心15min,上清液備用,沉淀重復(fù)上述步驟。合并上清液,調(diào)節(jié)pH值為T(mén)SG的等電點(diǎn)4.6靜置30min后,于8000r/min離心10min,所得沉淀即為粗TSG。再通過(guò)Osborn法將提取過(guò)TSG的沉淀與去離子水混合(33.3g/L),使用恒溫磁力攪拌器室溫?cái)嚢?h,于8000r/min離心15min,所得上清液即為清蛋白,保留沉淀繼續(xù)提取鹽溶蛋白,醇溶蛋白和谷蛋白,提取操作同上,但所用溶劑不同,依次為5%的NaCl溶液、70%乙醇和0.25%的NaOH溶液。本試驗(yàn)主要對(duì)含量最高的,具有良好物化性質(zhì)的TSG進(jìn)行研究,因此將提取的粗TSG溶于去離子水調(diào)節(jié)至中性pH7.0再通過(guò)葡聚糖凝膠柱層析法純化,獲得高純度TSG,冷凍干燥用于后續(xù)試驗(yàn)。
根據(jù)Laemmli等的方法,采用SDS-PAGE凝膠電泳測(cè)定制備的TSG分子質(zhì)量。配制12%分離膠,5%濃縮膠,采用垂直電泳裝置電泳,考馬斯亮藍(lán)染色,通過(guò)凝膠呈像系統(tǒng)掃描,QuantityOne軟件分析。
根據(jù)Wen等的方法稍加修改,對(duì)游離巰基含量進(jìn)行測(cè)定,0.5mL1mg/mLTSG溶液加入2.5mLTris-Gly緩沖液(含8mol/L尿素,pH8.0)和0.02mL4mg/mLDTNB快速混合,將其置于25.0℃水浴30min后用分光光度計(jì)測(cè)定在412nm處的吸光度值,使用公式(1)計(jì)算游離SH含量。
式中:A412—412nm處吸光值;D—蛋白樣品稀釋倍數(shù);C—樣品蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度,mg/mL。
參考Wen等的方法并適當(dāng)修改,對(duì)二硫鍵含量進(jìn)行測(cè)定,0.5mL1mg/mLTSG溶液加入5mLTris-Gly緩沖液(含10mol/L尿素,pH8.0)和0.1mLβ-巰基乙醇,于25.0℃混合反應(yīng)1h,加入30mLTCA(質(zhì)量濃度120g/L)沉淀大分子蛋白并于10000r/min離心10min,重復(fù)3次,收集沉淀物溶于15mLTris-Gly緩沖液(含8mol/L尿素,pH8.0)中,加入0.15mLDTNB(4mg/mL)快速混合,將其置于25.0℃水浴30min,使用紫外分光光度計(jì)在412nm處測(cè)定吸光度值,進(jìn)行S-S含量的計(jì)算,公式如(2)所示。
式中:C′SH—總巰基含量,μmol/g;CSH—游離巰基含量,μmol/g。
參照衛(wèi)陽(yáng)飛等的方法取0.50g蛋白樣品加入10mL6mol/L的鹽酸,于110.0℃水解24h,抽濾,經(jīng)60.0℃反復(fù)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)3次,定容至10mL,過(guò)0.45μm的濾膜,樣品備用。
采用PITC柱前衍生氨基酸分析法對(duì)氨基酸含量進(jìn)行分析,精密量取800μL混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品溶液,置于5mL離心管中。加入400μL1mol/L的三乙胺乙腈溶液,混勻,隨后精密加入0.1mol/L異硫氰酸苯酯乙腈溶液400μL,混勻后室溫放置1h,加入2mL正己烷,劇烈振搖,靜置10min,取下層溶液過(guò)0.22μm濾膜注入高效液相色譜儀中進(jìn)行色譜分析并記錄色譜圖;另精密量取樣品測(cè)定溶液400μL,測(cè)定方法同上,參照GB5009124-2016對(duì)氨基酸含量進(jìn)行計(jì)算。
相關(guān)鏈接:谷氨酸,丙烯酰胺,冰醋酸,三羥甲基氨基甲烷
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