山核桃貯藏過程中類脂褐素形成機理研究.pdf

1、類脂褐素又稱年齡色素，主要來源于氧化應激、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。類脂褐素在生物細胞中的積累會影響細胞功能，促進細胞衰老;黃褐色的類脂褐素在食品原料、加工貯藏過程中的積累會影響食品外觀色澤，并且類脂褐素形成過程往往導致蛋白質側鏈氨基酸的修飾，因此導致食品營養(yǎng)價值降低（如氨基酸生物利用度）。另外食物中積累的類脂褐素經(jīng)人體攝入會誘發(fā)各種慢性疾病的發(fā)生。本研究以類脂褐素為對象，探

2、索了山核桃原料貯藏過程中類脂褐素的積累。采用模擬反應揭示類脂褐素的形成機理和產(chǎn)物特性。研究結果為類脂褐素在真實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依據(jù)和奠定一定的理論基礎。主要結果分述如下:
　　1.不同因素對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

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氧化產(chǎn)物呈現(xiàn)高度正相關;初始含水量高的山核桃(12％-16％)脂質氧化不明顯，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程密切相關，并與糖基化反應中間產(chǎn)物（HMF）呈

4、現(xiàn)高度正相關。另外隨著貯藏時間的延長和類脂褐素的積累，抗氧化物質和抗氧化能力呈現(xiàn)下降趨勢。
　　(2)研究了三種包裝方式（充氮氣、真空和充氧包裝）結合三個貯藏溫度(10℃、25℃和40℃)對山核桃類脂褐素積累及老化劣變影響。結果表明，貯藏溫度、包裝方式也是影響山核桃脂質氧化、類脂褐素積累和老化劣變的主要原因:低溫下充氮氣及真空包裝均能很好地抑制山核桃脂質氧化、抗氧化物質降低和類脂褐素的積累;高溫和高氧環(huán)境能顯著促進山核桃品質劣變和

5、類脂褐素的積累。且方差分析的結果表明，溫度對油脂氧化及類脂褐素積累的影響遠高于包裝方式。細胞超微結構實驗發(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實驗發(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山核

6、桃油脂氧化及類脂褐素積累的影響。結果顯示，活性氧和金屬離子均能促進山核桃油脂氧化和類脂褐素的積累:活性氧能促進脂質氧化初級產(chǎn)物積累，而對次級氧化產(chǎn)物促進作用不是很顯著;而金屬離子能極大程度地促進脂質氧化初級和次級產(chǎn)物的積累。脂質氧化產(chǎn)物是類脂褐素形成的重要前體物質，對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，進一步揭示類脂褐素的形成機理和產(chǎn)物特性。模擬反應得到的反應機理與真實復雜的體系雖有一定的差距，但是可以為真實體系中類脂褐素的形成機理研究提供理論基礎與有用的參考數(shù)據(jù)。
　　(1)通過氧化亞油酸與蛋白質(BSA)反應模擬類脂褐素形成。結果顯示，隨著油脂氧化進程的發(fā)生，蛋白質側鏈被修飾，羰基值增加，并有典型的類脂

8、褐素熒光峰出現(xiàn)，產(chǎn)物褐變程度加深。通過內(nèi)源熒光最大波長的藍移、硫磺素T熒光值增加、剛果紅吸收結合圓二色光譜分析表明，類脂褐素形成過程伴隨蛋白質構象改變。另外，還原性SDS-PAGE分析結果表明，氧化油脂與蛋白質結合形成的類脂褐素分子量增大，并有抗蛋白酶酶解特性，且不同氧化時間的類脂褐素表現(xiàn)出不同的細胞毒性。
　　(2)探討了MDA、庚烯醛、庚二烯醛與蛋白質(BSA)相互作用所形成類脂褐素的產(chǎn)物特性。結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致蛋白側鏈賴氨酸和精氨酸的修飾、蛋白質構象改變和有色、熒光性類脂褐素的出現(xiàn)。其中由MDA所形成的類脂褐素熒光強度較高，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。電泳結果分析表明三種活性羰基均能導致高分子量類脂褐素形成，并以MDA的作用更顯