小麦面筋蛋白酶解产物中苦味肽的释放机制与调控

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901640
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2002.食品生物化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The research and development of bioactive peptides from wheat gluten (WG) hydrolysates contribute to the wheat industry chain to exploit high value-added products. However, the enzyme-hydrolyzed protein had strong bitterness, which became a technological problem for the producers. At present, the research on enzymatic debittering mainly focus on the screening or combination of proteases at home and abroad, but very little work has been done on the mechanisms of the change in the bitterness intensity of peptide powder. Based on the previous research, the key scientific problems in the release process of bitter peptides are systematically studied. The aim of this project is to collect bitter peptides from enzymatic hydrolysates by organic solvent extraction method, and analyze the main characteristics (the weight, amino acid composition, molecular weight distribution, surface hydrophobicity, bitterness intensity) of bitter peptides through the use of the advanced equipments (automatic kieldahl apparatus, high performance liquid chromatograph, fluorescence spectrometer, electronic tongue). The release characteristics of bitter peptides from WG hydrolysates using single-enzyme treatment are investigated at the different degrees of hydrolysis. Effect of the enzyme cleavage sites of endopeptidase on the release characteristics of bitter peptides is revealed by partial least squares regression analysis. Furthermore, bitter peptides are separated, purified and identified by mass spectrum. The amino acid sequence, chain length and average hydrophobicity of bitter peptides are determined. The regulating mechanisms of the release characteristics of bitter peptides are elucidated during the composite enzymatic hydrolysis or the step-by-step enzymatic hydrolysis. These knowledge will provide the experimental basis and theoretical guidance for the regulation of peptide powders from WG.
小麦面筋蛋白生物活性肽的研究与开发,有助于小麦产业链向高附加值产品延伸,但酶解产物苦味较重成为困扰生产者的一个技术难题。目前,国内外关于酶法脱苦的研究多集中于蛋白酶的筛选与复配,对肽粉苦味变化的内在机制缺乏深入研究。本项目在前期研究的基础上,针对苦味肽释放过程中的关键科学问题开展系统研究。采用有机试剂萃取技术,收集酶解产物中苦味肽,借助凯氏定氮仪、高效液相色谱仪、荧光光谱仪、电子舌等先进设备分析苦味肽的含量、氨基酸组成、分子量分布、表面疏水值、苦味强度等主要特征,探讨单酶酶解产物中苦味肽在不同水解度下的释放特征,运用偏最小二乘回归分析揭示内切蛋白酶专一性酶切位点对苦味肽释放特征的影响;通过进一步分离纯化、质谱鉴定,明确苦味肽的氨基酸序列、肽段长度和平均疏水性,阐明复合酶解和分步酶解调控小麦面筋蛋白酶解产物中苦味肽释放特征的具体机制,为小麦面筋蛋白肽粉的品质调控提供试验依据和理论指导。

结项摘要

酶解产物苦味较重是小麦面筋蛋白活性肽工业化生产需要首先解决的关键性问题,也是困扰食品企业的一个技术难题。目前,国内外关于酶法脱苦的研究多集中于蛋白酶的筛选与复配、脱苦效果以及对产品食用品质的影响,有关不同蛋白酶调控酶解产物中苦味肽释放特征的研究几乎空白,酶解产物苦味强度变化的内在机制缺乏深入研究。本项目在前期研究的基础上,针对苦味肽释放过程中的关键科学问题开展系统研究。采用乙醇分级萃取技术,收集酶解产物中苦味肽,借助凯氏定氮仪、高效液相色谱仪、荧光光谱仪、质谱仪等先进设备分析苦味肽的含量、阈值、氨基酸组成、分子量分布、表面疏水值、苦味强度等主要特征,探讨单酶酶解产物中苦味肽在不同水解度下的释放特征;通过进一步分离纯化、质谱鉴定,明确苦味肽的氨基酸序列、肽段长度和平均疏水性,确定复合酶解和分步酶解调控小麦面筋蛋白酶解产物中苦味肽释放特征的具体机制。研究结果表明:采用乙醇分级沉淀法、大孔吸附树脂色谱、SephadexG-25凝胶层析等技术可以高效萃取酶解产物中的苦味肽,新的萃取技术有利于更加准确的研究苦味肽的释放特征。与酶切位点的差异相比,水解度的不同对苦味肽的释放含量有更强的影响。伴随水解度的增大,苦味肽的释放含量会显著提高。当蛋白酶酶切位点的作用效果更有利于疏水基团的暴露,将会在一定程度上促进苦味肽释放含量的提高。在内切酶和端解酶复合酶解过程中,酶解产物中苦味肽的含量和苦味强度均明显下降。苦味肽的总疏水性氨基酸比例、总苦味氨基酸的比例、分子量在500-1000Da范围内的多肽含量及表面疏水性的显著降低导致苦味阈值增大,且苦味肽阈值的变化对酶解产物感官强度的变化有较大影响。对比聚集体酶解产物中苦味肽,分步酶解酶解产物中苦味肽的含量更低,在氨基酸组成中疏水性氨基酸的比例更低,表面疏水性更低,苦味阈值更大。通过上述研究,阐明了复合酶解和分步酶解技术的脱苦原理,为小麦面筋蛋白肽粉的品质调控提供试验依据和理论指导。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Characteristics of the enzyme-induced release of bitter peptides from wheat gluten hydrolysates.
酶诱导小麦面筋水解物苦味肽释放的特性
  • DOI:
    10.3389/fnut.2022.1022257
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    FRONTIERS IN NUTRITION
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Sun, Xiaorui;Zheng, Jiayi;Liu, Boye;Huang, Zehua;Chen, Fusheng
  • 通讯作者:
    Chen, Fusheng
小麦面筋蛋白改性技术的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    粮食与油脂
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李振源;刘伯业;张静思;武丽娜
  • 通讯作者:
    武丽娜
Review on the release mechanism and debittering technology of bitter peptides from protein hydrolysates
蛋白质水解物苦味肽释放机理及脱苦技术研究进展
  • DOI:
    10.1111/1541-4337.13050
  • 发表时间:
    2022-10-26
  • 期刊:
    COMPREHENSIVE REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND FOOD SAFETY
  • 影响因子:
    14.8
  • 作者:
    Liu, Boye;Li, Nana;Fang, Fang
  • 通讯作者:
    Fang, Fang
不同体积分数乙醇对谷朊粉酶解产物中苦味肽的富集研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    粮食与油脂
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李娜娜;刘伯业;陈复生;胡丁丁
  • 通讯作者:
    胡丁丁

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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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