葡萄皮花青素提取物与蛋白质的相互作用及其对色素稳定性的影响

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1、分类号密级硕士学位论文题目：葡萄皮花青素提取物与蛋白质的相互作用及其对色素稳定性的影响英文并列题目：Interactionofproteinwithgrapeskinanthocyaninsextracts(GSAE)anditseffectonthestabilityofGSAE研究生：许铭珠专业：食品科学与工程研究方向：食品加工新技术导师：何志勇副教授指导小组成员：陈洁教授曾茂茂副教授学位授予日期：2015年6月答辩委员会主席：陈永泉教授江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二O一五年六月摘要摘要葡萄皮花青素提取物（GSA

2、E）属于花色苷类天然色素，不仅被用作食品着色剂，还具有抗氧化、预防癌症、抗心血管疾病等生物活性。然而天然花青素的不稳定大大限制了花青素的应用及其产品的货架期，且现已有提高花青素稳定性的方法由于存在易破坏色素天然颜色、色素长期稳定性效果不佳以及处理成本偏高等问题，在保护天然色素方面的应用存在一定限制性。同时，目前利用蛋白与多酚的相互作用将各种蛋白分子作为载运材料对酚类功能性成分进行保护的研究已有报道，但关于利用蛋白质与花青素的相互作用以保护花青素的研究较少，这就为花青素的稳定方法提供了新的可能途径。在上述研究背景下，本实验以乳蛋

3、白（酪蛋白和乳清蛋白）为保护载体，通过荧光光谱、红外光谱（FTIR）及圆二色谱（CD）等光谱学方法研究GSAE与乳蛋白间的相互作用机制；通过色差测定与高效液相色谱法（HPLC）分析研究不同浓度以及不同热处理程度乳蛋白对GSAE稳定性的影响，为提升GSAE色素的稳定性促进其进一步开发利用提供理论依据。首先，采用GSAE中含量最高的花青素锦葵色素-3-葡萄糖苷（MG）作为花青素材料，选取商业酪蛋白、α-酪蛋白、β-酪蛋白、商业乳清蛋白、β-乳球蛋白作为乳蛋白材料。通过荧光猝灭技术和其它光谱学方法详细研究了MG与乳蛋白的分子相互作用

4、及其机理。结果表明，MG对酪蛋白、乳清蛋白有较强的荧光猝灭作用，荧光猝灭机理属于形成基态配合物的静态猝灭，对MG的结合能力由大到小分别为商业乳清蛋白、商业酪蛋白、β-乳球蛋白、α-酪蛋白、β-酪蛋白；这五种蛋白质上都只有一个MG结合位点，即MG与蛋白质反应后生成摩尔比近为1:1的结合物；MG主要通过范德华力或氢键与商业酪蛋白、α-酪蛋白结合，而通过疏水相互作用与β-酪蛋白、商业乳清蛋白、β-乳球蛋白结合。同步荧光、FTIR和CD分析结果表明MG会显著影响五种蛋白质中酪氨酸、色氨酸所处微环境的极性与疏水性，并且会影响乳蛋白二级结

5、构的组成，改变蛋白质构象，进一步验证了MG与乳蛋白间相互作用的存在。然后，通过色差实验与HPLC分析方法测定加入乳蛋白前后GSAE在加热（pH3.2下为80°C/5h；pH6.3下为80°C/2h）、氧化（0.005%H2O2/1h）和光照（pH3.2下为光照10d；pH6.3下为光照5d）过程中总色度和总花色苷含量的变化，推算总花色苷降解率，以详细研究乳蛋白对GSAE热稳定性、氧化稳定性和光照稳定性的影响，并探究了乳蛋白对花青素保护作用的机制。结果表明，乳蛋白对GSAE的热降解、氧化降解、光降解存在显著抑制性作用。在pH3.

6、2体系条件下，未添加乳蛋白的GSAE样品的总花色苷热、氧化、光降解率分别为49%、90%、83%，添加乳蛋白后降解率分别降低至30%、80%、66%左右；在pH6.3体系条件下，未添加乳蛋白的GSAE样品的热、氧化、光降解率分别为74%、96%、92%，添加乳蛋白可使降解率分别降低至63%、85%、80%左右。其中，0.2mg/mL经60°C/15min加热预处理的酪蛋白、0.3mg/mL经50°C/15min加热预处理的乳清蛋白对GSAE降解的抑制作用优于其他同类蛋白，并且乳清蛋白对GSAE稳定性的保护效果要好于酪蛋白，0.

7、3mg/mL经I摘要50°C/15min加热预处理的乳清蛋白可将GSAE样品的热、氧化、光降解率进一步降低至14%/33%、61%/73%、35%/50%（pH3.2/pH6.3）。关键词：葡萄皮花青素提取物；乳蛋白；相互作用；光谱学；稳定性IIAbstractAbstractGrapeskinanthocyaninsextracts(GSAE)belongstoanthocyaninpigments.Ithasseveralbiologicalactivities,suchlikeantioxidation,cancerpr

8、evention,anti-cardiovascularactivity,inadditiontobeingusedasfoodcolorant.However,theinstabilityofanthocyaninssignificantlylimitsitsapplica