高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)乳鐵蛋白結(jié)構(gòu)和生物活性功能的影響.pdf

1、高壓脈沖電場(chǎng)(PEF)是一種非熱殺菌技術(shù)，它的主要用途在于對(duì)熱敏性物料的殺菌、酶鈍化等方面。乳鐵蛋白(LF)是一種存在于外分泌液(如乳)中的具有生物活性功能的糖蛋白，具有多種生物活性功能，如增強(qiáng)鐵的傳遞和吸收、廣譜抗菌活性、免疫調(diào)節(jié)作用等，可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域。但目前國內(nèi)外幾乎未見PEF對(duì)生物活性蛋白結(jié)構(gòu)和功能影響方面的研究及報(bào)道。因此本課題從PEF處理對(duì)LF的生物活性作用出發(fā)，研究PEF對(duì)LF結(jié)構(gòu)及生物活性(抑菌活性和鐵

2、結(jié)合性能)的影響，探討結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)聯(lián)性，為PEF對(duì)食品成分的生物化學(xué)方面的作用研究提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。 本論文研究了PEF處理對(duì)LF物化性質(zhì)及結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，不同PEF電場(chǎng)強(qiáng)度和脈沖數(shù)條件下對(duì)LF溶液pH值基本無變化，但電導(dǎo)率有小幅下降。隨著電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增加到35kV/cm，圓二色性(CD)譜圖顯示α-螺旋構(gòu)象比例下降，β-折疊構(gòu)象比例增加，分子結(jié)構(gòu)變得緊密，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)；差示掃描量熱法(DSC)顯示LF變

3、性溫度提高，熱穩(wěn)定增強(qiáng)；Zeta電位帶正電且略下降。但當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度增大到40 kV/cm時(shí)，α-螺旋構(gòu)象比例開始上升，分子結(jié)構(gòu)變得松散，Zeta電位上升，LF蛋白變性溫度略有下降。電場(chǎng)強(qiáng)度30kV/cm，當(dāng)脈沖數(shù)從33個(gè)增加到256個(gè)時(shí)，α-螺旋構(gòu)象比例和無規(guī)卷曲比例增加，分子穩(wěn)定性降低。 分析了不同PEF處理對(duì)LF鐵結(jié)合能力的影響。結(jié)果顯示電場(chǎng)強(qiáng)度30kV/cm，脈沖數(shù)256個(gè)時(shí)，LF的相對(duì)鐵結(jié)合能力迅速上升，提高了3.8倍。當(dāng)

4、電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到35kV/cm時(shí)，LF的相對(duì)鐵結(jié)合能力降低了43％；當(dāng)達(dá)到40 kV/cm后又上升至87％。而隨著處理時(shí)間、脈沖寬度的增大，LF相對(duì)鐵結(jié)合能力呈下降趨勢(shì)。脈沖頻率、流速和剪切效應(yīng)對(duì)LF鐵結(jié)合能力影響不大。當(dāng)處理溫度由35℃升至55℃時(shí)，LF的鐵結(jié)合能力最大，可達(dá)到對(duì)照樣的1.2倍。但當(dāng)繼續(xù)升溫，LF鐵結(jié)合能力又開始下降。PEF對(duì) LF 鐵結(jié)合能力的影響和對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響有很好的吻合性。 分析了不同PEF處理對(duì) LF 抑

5、菌活性的影響。結(jié)果顯示電場(chǎng)強(qiáng)度小于30kV/cm時(shí)，PEF對(duì)LF抑制E.coli和 Staphy.aureus 的活性影響很小。但當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到35 kV/cm時(shí)，LF對(duì)其的相對(duì)抑菌活性分別降為76．6％和82％，當(dāng)達(dá)劍40kV/cm后稍有上升。隨著脈沖數(shù)的增加，LF的抑菌能力上升。當(dāng)脈沖數(shù)達(dá)到256個(gè)時(shí)，LF溶液對(duì)這兩種菌的抑兇能力最強(qiáng)。當(dāng)脈沖數(shù)繼續(xù)增大，LF抑菌性又有下降趨勢(shì)。脈沖時(shí)間、脈沖頻率改變對(duì)LF抑菌活性影響較小。脈沖寬度的