CN110547393A - 一种通过超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用提高花色苷稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用提高花色苷稳定性的方法。所述方法为：将蛋白质与花色苷共混，进行超高压条件处理，使花色苷与蛋白质发生相互作用从而提高花色苷的稳定性。本发明采用的超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用是一种新的稳定花色苷的方法，通过超高压处理使得蛋白质构象发生改变，并与花色苷进行相互作用，形成蛋白质‑花色苷复合物，提高了花色苷的稳定性。本发明生产的蛋白质‑花色苷复合物添加在食品中可以提高食品品质。
Description
技术领域
本发明属于食品科学与工程技术领域，具体涉及一种通过超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用提高花色苷稳定性的方法。
背景技术
花色苷是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属黄酮类化合物。花色苷对人体健康十分有利，例如清除体内自由基、抗肿瘤、抗癌、抗炎、预防糖尿病、减肥、保护视力等。但花色苷很不稳定，富含花色苷的食品在加工及贮藏过程中，极易受到加工方法、pH、温度、光照、氧气、酶、二氧化硫、金属离子等因素的影响，造成花色苷的降解，缩短产品货架期，降低产品品质。因此，保持花色苷在加工和贮藏期间的稳定性成为保证产品质量的关键因素之一，也一直是花色苷的研究热点。
维持花色苷在加工及贮藏中稳定性的方法主要有分子内或分子间辅色、化学改性、生物工程、大分子与花色苷相互作用等技术。其中，分子内或分子间辅色反应速率低，化学改性存在有机试剂残留问题，生物工程技术尚未实现产业化，以上方法或多或少的存在局限性。目前，实际应用中最受欢迎的方法是通过大分子与花色苷相互作用形成复合物。
花色苷能与蛋白质表面的氨基酸通过氢键、范德华力和疏水作用等非共价键进行结合，形成花色苷-蛋白质复合物，从而提高花色苷的稳定性、抑制花色苷的降解。其中，氢键主要形成于花色苷羟基与蛋白质羰基、氨基之间，范德华力主要形成于花色苷苯环与蛋白质非极性侧链之间，疏水作用主要存在于花色苷苯环和蛋白质的丙基残基的吡咯烷环之间。
但是，自然状态下花色苷与蛋白质之间的这种相互作用产生的效率较低，表现为结合花色苷的速率较低、结合量较少、复合物中花色苷的稳定性较差，这大大影响了花色苷在实际生产中的应用。
超高压技术是国内外已商业化应用的先进食品非热加工技术，在常温下进行100-1000MPa的加压处理可达到杀菌目的。超高压技术不改变食品组分的共价键，只影响氢键、范德华力、疏水作用等非共价键，目前现有技术中没有利用超高压技术调控蛋白质与花色苷相互作用提高花色苷稳定性的先例。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用从而提高花色苷稳定性的方法，解决了食品体系中花色苷易降解的问题。
本发明所提供的通过超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用从而提高花色苷稳定性的方法，包括如下步骤：
将蛋白质与花色苷共混，进行超高压条件处理，使花色苷与蛋白质发生相互作用从而提高花色苷的稳定性。
具体操作如下：
向蛋白质溶液中加入花色苷溶液，对所得体系进行超高压处理，即可。
上述方法中，所述蛋白质的类型包括但不限于乳清蛋白、酪蛋白、人血清蛋白等，
所述蛋白质溶液的浓度为10-7～10-1mol/L，
所述花色苷的类型可为花色苷单体或糖基化/酰基化花色苷(如天竺葵色素、矢车菊-3-O-葡萄糖苷)，也可为花色苷的小分子量的聚集体，也可为花色苷的混合物或粗提物；
所得体系中花色苷的浓度可为10-6～10-1g/L；
所述超高压处理的压力可为：100MPa～600MPa，具体可为100MPa～400MPa、200MPa～400MPa，更具体可为300MPa；
所述超高压处理的时间可为：1～40min，具体可为5～30min、5～15min，更具体可为10min。
所述超高压处理的条件具体可为在300MPa下处理10min或在400MPa下处理10min；更具体可为在300MPa下处理10min。
上述方法还可进一步包括对超高压处理后的体系离心分离，收集花色苷-蛋白质液态复合物的操作；
所述离心分离的条件具体可为10000g，10min。
上述操作还可进一步包括对所得花色苷-蛋白质液态复合物冷冻干燥得到花色苷-蛋白质复合物固体的操作；
所述冷冻干燥的条件具体可为-18℃冷冻干燥24h。
上述花色苷-蛋白质液态复合物或花色苷-蛋白质复合物固体在食品加工领域的应用也属于本发明的保护范围。
超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用在提高花色苷稳定性中的应用也属于本发明的保护范围。
上述通过超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用从而提高花色苷稳定性的方法在富含花色苷的食品的加工及贮藏中的应用也属于本发明的保护范围。
本发明通过将蛋白质与花色苷共混，在一定超高压条件处理后，使花色苷与蛋白质发生相互作用，形成复合物，从而提高花色苷稳定性，有助于延长产品货架期，提高产品品质。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明采用的通过超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用是一种新的稳定花色苷的方法，通过超高压处理使得蛋白质构象发生改变，并与花色苷进行相互作用，形成蛋白质-花色苷复合物，提高了花色苷的稳定性。
(2)本发明中的花色苷是一种天然色素，对人体有多种有益生理功能；本发明生产的蛋白质-花色苷复合物添加在食品中可以提高食品品质。
附图说明
图1为在不同超高压处理条件下形成的花色苷-蛋白复合物的热稳定性研究。
图2为不同类型的蛋白质在300MPa 10min处理形成的花色苷-蛋白复合物的热稳定性研究。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例主要材料及仪器
乳清蛋白(14kDa)、人血清蛋白(66kDa)、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷来自Sigma试剂公司；电子pH计，超高压设备，离心机、冷冻干燥机等。
实施例1
(1)向25mL乳清蛋白溶液(2×10-6mol/L)中加入100μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)，在300MPa下处理10min。
(2)将复合物离心(10000g，10min)，沉淀物在-18℃冷冻干燥24h，即得花色苷-蛋白质复合物。
实施例2
(1)向25mL乳清蛋白溶液(2×10-6mol/L)中加入200μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)，在300MPa下处理10min。
(2)将复合物离心(10000g，10min)，沉淀物在-18℃冷冻干燥24h，即得花色苷-蛋白质复合物。
实施例3
(1)向25mL人血清蛋白溶液(3×10-6mol/L)中加入100μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)，在300MPa下处理10min。
(2)将复合物离心(10000g，10min)，沉淀物在-18℃冷冻干燥24h，即得花色苷-蛋白质复合物。
实施例4
(1)向25mL乳清蛋白溶液(2×10-6mol/L)中加入100μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)，在400MPa下处理10min。
(2)将复合物离心(10000g，10min)，沉淀物在-18℃冷冻干燥24h，即得花色苷-蛋白质复合物。
向25mL人血清蛋白溶液(3×10-6mol/L)中加入100μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)，分别在400、300、200、100MPa下处理10min。
向25mL水中加入100μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)，作为花色苷对照组。
向25mL人血清蛋白溶液(3×10-6mol/L)中加入100μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)，作为未处理组。
将超高压处理后的样品、花色苷对照组及未处理组在90℃水浴120min。在0、20、40、60、80、100、120min用紫外可见分光光度计，测定溶液在520nm处的吸光值。
保留率＝A1/A0
A0为0min的吸光值，A1为水浴后的吸光值。
图1为在不同超高压处理条件下形成的花色苷-蛋白复合物的热稳定性研究。
由图1可以看出，随着超高压压力的增加，花色苷的稳定性增大，超过300MPa后处理后，复合物的花色苷稳定性下降，300MPa 10min处理后花色苷-蛋白复合物的热稳定性最高。直接将蛋白与花色苷混合，未经超高压处理，一定时间后，花色苷的稳定性低于经超高压处理组的稳定性。
分别向25mL乳清蛋白溶液、人血清蛋白溶液(3×10-6mol/L)中加入100μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)在300MPa下处理10min；
25mL水中直接加入100μL花色苷(1mg/mL矢车菊素-3-O-葡萄糖苷)在300MPa下处理10min作为空白对照组。
将处理后的样品在90℃水浴120min。在0、20、40、60、80、100、120min用紫外可见分光光度计，测定溶液在520nm处的吸光值。
保留率＝A1/A0
A0为0min的吸光值，A1为水浴后的吸光值。
图2为不同类型的蛋白质在300MPa 10min处理形成的花色苷-蛋白复合物的热稳定性研究。
由图2可以看出，不同类型的蛋白质均提高了花色苷的稳定性，在90℃条件下处理120min后花色苷的保留率仍在80％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提高花色苷稳定性的方法，包括如下步骤：
将蛋白质与花色苷共混，进行超高压条件处理，使花色苷与蛋白质发生相互作用从而提高花色苷的稳定性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述提高花色苷稳定性的方法的操作为：
向蛋白质溶液中加入花色苷溶液，对所得体系进行超高压处理，即可。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述蛋白质的类型为乳清蛋白、酪蛋白、人血清蛋白中的至少一种；
所述蛋白溶液的浓度为10-7～10-1mol/L。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述花色苷的类型为花色苷单体或糖基化/酰基化花色苷、花色苷的小分子量的聚集体、花色苷的混合物或粗提物；
所得体系中花色苷的浓度为10-6～10-1g/L。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述超高压处理的压力为：100MPa～600MPa；
所述超高压处理的时间为：1～40min。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述超高压处理的压力为200MPa～400MPa，时间为5～15min。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还进一步包括对超高压处理后的体系离心分离，收集花色苷-蛋白质液态复合物的操作；
或，进一步包括对所得花色苷-蛋白质液态复合物冷冻干燥得到花色苷-蛋白质复合物固体的操作。
8.通过权利要求7所述方法制备得到的花色苷-蛋白质液态复合物或花色苷-蛋白质复合物固体在食品加工领域的应用。
9.权利要求1-7中任一项所述方法在富含花色苷的食品的加工及贮藏中的应用。
10.超高压处理调控蛋白质与花色苷相互作用在提高花色苷稳定性中的应用。
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