山核桃貯藏過程中類脂褐素形成機(jī)理研究.pdf

1、類脂褐素又稱年齡色素，主要來源于氧化應(yīng)激、活性羰基或者還原糖（及非酶糖基化過程中產(chǎn)生的化合物）與含氮生物大分子交聯(lián)聚集的終末產(chǎn)物。類脂褐素在生物細(xì)胞中的積累會(huì)影響細(xì)胞功能，促進(jìn)細(xì)胞衰老;黃褐色的類脂褐素在食品原料、加工貯藏過程中的積累會(huì)影響食品外觀色澤，并且類脂褐素形成過程往往導(dǎo)致蛋白質(zhì)側(cè)鏈氨基酸的修飾，因此導(dǎo)致食品營養(yǎng)價(jià)值降低（如氨基酸生物利用度）。另外食物中積累的類脂褐素經(jīng)人體攝入會(huì)誘發(fā)各種慢性疾病的發(fā)生。本研究以類脂褐素為對(duì)象，探

2、索了山核桃原料貯藏過程中類脂褐素的積累。采用模擬反應(yīng)揭示類脂褐素的形成機(jī)理和產(chǎn)物特性。研究結(jié)果為類脂褐素在真實(shí)體系中的積累提供一定的借鑒和參考，并為類脂褐素更深入的研究提供科學(xué)依據(jù)和奠定一定的理論基礎(chǔ)。主要結(jié)果分述如下:
　　1.不同因素對(duì)富含油脂和蛋白的山核桃貯藏過程中類脂褐素積累的影響
　　(1)探討了不同初始含水量(4％，6％，12％，16％)對(duì)采后山核桃貯藏過程中生理生化變化及類脂褐素積累的影響，發(fā)現(xiàn)水分含量是影響細(xì)

3、胞生理生化代謝和類脂褐素積累途徑的重要因素:高含水量（12％和16％）的山核桃貯藏過程中類脂褐素的積累主要通過糖基化途徑，而低含水量（4％和6％）的山核桃貯藏過程中類脂褐素的積累主要通過脂質(zhì)氧化途徑;初始含水量低的山核桃(4％-6％)類脂褐素的積累與脂質(zhì)氧化產(chǎn)物呈現(xiàn)高度正相關(guān);初始含水量高的山核桃(12％-16％)脂質(zhì)氧化不明顯，而發(fā)生可溶性糖含量降低，還原糖含量增加，類脂褐素積累與糖基化進(jìn)程密切相關(guān)，并與糖基化反應(yīng)中間產(chǎn)物（HMF）呈

4、現(xiàn)高度正相關(guān)。另外隨著貯藏時(shí)間的延長和類脂褐素的積累，抗氧化物質(zhì)和抗氧化能力呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
　　(2)研究了三種包裝方式（充氮?dú)?、真空和充氧包裝）結(jié)合三個(gè)貯藏溫度(10℃、25℃和40℃)對(duì)山核桃類脂褐素積累及老化劣變影響。結(jié)果表明，貯藏溫度、包裝方式也是影響山核桃脂質(zhì)氧化、類脂褐素積累和老化劣變的主要原因:低溫下充氮?dú)饧罢婵瞻b均能很好地抑制山核桃脂質(zhì)氧化、抗氧化物質(zhì)降低和類脂褐素的積累;高溫和高氧環(huán)境能顯著促進(jìn)山核桃品質(zhì)劣變和

5、類脂褐素的積累。且方差分析的結(jié)果表明，溫度對(duì)油脂氧化及類脂褐素積累的影響遠(yuǎn)高于包裝方式。細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著山核桃氧化程度的增加，出現(xiàn)明顯的蛋白體融合的現(xiàn)象。瓊脂糖電泳發(fā)現(xiàn)高度氧化的山核桃果肉基因組DNA完整性喪失，并通過AFLP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)高度氧化的山核桃果肉DNA多態(tài)性條帶大量丟失。
　　(3)通過多種活性氧（O2·-、H2O2、·OH）和金屬離子(Fe2+、Cu2+)處理山核桃油脂及山核桃勻漿液，探討金屬離子和活性氧對(duì)山核

6、桃油脂氧化及類脂褐素積累的影響。結(jié)果顯示，活性氧和金屬離子均能促進(jìn)山核桃油脂氧化和類脂褐素的積累:活性氧能促進(jìn)脂質(zhì)氧化初級(jí)產(chǎn)物積累，而對(duì)次級(jí)氧化產(chǎn)物促進(jìn)作用不是很顯著;而金屬離子能極大程度地促進(jìn)脂質(zhì)氧化初級(jí)和次級(jí)產(chǎn)物的積累。脂質(zhì)氧化產(chǎn)物是類脂褐素形成的重要前體物質(zhì)，對(duì)山核桃油脂氧化揮發(fā)性產(chǎn)物的GC-MS分析發(fā)現(xiàn)主要是一些直鏈醛類化合物，有飽和醛、單不飽和醛和二烯醛等。另外，三種活性氧和兩種金屬離子也能加速山核桃粉末類脂褐素的積累。

7、>　　2.分別采用山核桃中富含的多不飽和脂肪酸—亞油酸和山核桃油脂氧化產(chǎn)生的活性羰基與模式蛋白相互作用模擬類脂褐素形成過程，進(jìn)一步揭示類脂褐素的形成機(jī)理和產(chǎn)物特性。模擬反應(yīng)得到的反應(yīng)機(jī)理與真實(shí)復(fù)雜的體系雖有一定的差距，但是可以為真實(shí)體系中類脂褐素的形成機(jī)理研究提供理論基礎(chǔ)與有用的參考數(shù)據(jù)。
　　(1)通過氧化亞油酸與蛋白質(zhì)(BSA)反應(yīng)模擬類脂褐素形成。結(jié)果顯示，隨著油脂氧化進(jìn)程的發(fā)生，蛋白質(zhì)側(cè)鏈被修飾，羰基值增加，并有典型的類脂

8、褐素?zé)晒夥宄霈F(xiàn)，產(chǎn)物褐變程度加深。通過內(nèi)源熒光最大波長的藍(lán)移、硫磺素T熒光值增加、剛果紅吸收結(jié)合圓二色光譜分析表明，類脂褐素形成過程伴隨蛋白質(zhì)構(gòu)象改變。另外，還原性SDS-PAGE分析結(jié)果表明，氧化油脂與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的類脂褐素分子量增大，并有抗蛋白酶酶解特性，且不同氧化時(shí)間的類脂褐素表現(xiàn)出不同的細(xì)胞毒性。
　　(2)探討了MDA、庚烯醛、庚二烯醛與蛋白質(zhì)(BSA)相互作用所形成類脂褐素的產(chǎn)物特性。結(jié)果顯示三種活性羰基也在類脂褐素

9、形成中扮演著重要的角色:三種活性羰基化合物均能導(dǎo)致蛋白側(cè)鏈賴氨酸和精氨酸的修飾、蛋白質(zhì)構(gòu)象改變和有色、熒光性類脂褐素的出現(xiàn)。其中由MDA所形成的類脂褐素?zé)晒鈴?qiáng)度較高，其他兩種活性羰基化合物所形成的類脂褐素的熒光強(qiáng)度則低很多。MDA所形成的類脂褐素在290、400nm紫外-可見吸光值增加，而庚烯醛和庚二烯醛所形成的類脂褐素在280和300-350nm吸光值增加。電泳結(jié)果分析表明三種活性羰基均能導(dǎo)致高分子量類脂褐素形成，并以MDA的作用更顯