带鱼副产物糖蛋白的制备、结构表征及抗疲劳活性研究

带鱼(Trichiurus lepturus)加工过程中Compound 3分子式产生内脏、鱼头、鱼骨等副产物,约占原料的50%左右,这些加工副产物中蛋白质含量丰富、营养价值高。糖蛋白是一种由糖链和多肽链以共价键连接而成的结合蛋白质,具有抗氧化、抗疲劳、降血糖、降胆固醇等功能特性,在开发功能性食品等方面具有广阔的应用前景。本研究通过超声辅助盐提法制备带鱼副产物糖蛋白,采用响应面设计优化糖蛋白提取工艺条件,测定糖蛋白的组成成分及其抗氧化活性,在此基础上采用动物试验和代谢组学评价带鱼加工副产物糖蛋白的体内抗疲劳功效,并采用膜分离技术对糖蛋白组分进行分离纯化并对其理化性质及结构进行研究,以期为带鱼副产物糖蛋白在功能性食品辅料的开发和应用提供理论依据。主要研究内容和结果如下:(1)带鱼副产物糖蛋白的制备工艺优化带鱼副产物的营养成分结果表明,带鱼副产物中水分、灰分、脂肪、总糖及蛋白质含量分别为75.16±0.34%、2.86±0.12%、6.86±0.07%、0.82±0.03%和14.12±0.02%,带鱼副产物中粗蛋白含量较高,是较好的蛋白质来源。采用超声辅助盐提法制备带鱼副产物糖蛋白,考察不同因素(Na Cl浓度、提取时间、提取温度、料液比、超声功率、超声时间)对糖蛋白得率的影响。在单因素试验基础上,进行四因素三水平的响应面设计,通过响应面优化得到带鱼加工副产物糖蛋白的最佳制备条件为:Na Cl浓度0.4 mol/L,提取时间1.5 h,提取温度78℃,料液比1:10(g/m L),超声功率525 W,超声时间21 min。采用上述优化后的制备工艺条件进行验证试验,测得带鱼副产物糖蛋白得率为9.20±0.2 mg/g。(2)带鱼副产物糖蛋白的组成及体外抗氧化活性研究通过优化后的制备工艺提取得到带鱼副产物糖蛋白,并测定其组成成分和体外抗氧化活性。采用考马斯亮蓝法测定带鱼副产物糖蛋白的蛋白含量为64.32±3.05%,苯酚硫酸法测定其糖含量为9.63±0.13%。离子色谱仪检测带鱼副产物糖蛋白中含有半乳糖、葡萄糖、果糖和蔗糖,摩尔比为4.04:6.48:4.22:14.50。氨基酸组成结果显示带鱼副产物糖蛋白主要有17种氨基酸,且必需氨基酸含量占氨基酸总量的55.28%。带鱼副产物糖蛋白体外清除自由基能力的研究结果表明,ABTS自由基清除率、DPPH自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率、羟自由基清除率和总抗氧化能力分别为89.29±1.89%、64.77±0.56%、77.40±0.31%、43.15±0.90%、2.72±0.04 umol/m L。带鱼副产物糖蛋白中含有丰富的氨基酸,且在体外试验中具有良好的抗氧化能力。(3)带鱼副产物糖蛋白的体内抗疲劳活性研究在带鱼副产物糖蛋白的组成成分及其体外抗氧化活性研究基础上,进一步通过体外动物试验来验证带鱼副产物糖蛋白的抗疲劳活性。穿梭箱试验结果表明:糖蛋白干预后,不同剂量组小鼠的主动逃避次数相比空白组显著提高。旷场试验结果表明:灌胃糖蛋白后的不同剂量组Colforsin生产商小鼠在中心区域的比例均高于空白组。负重游泳试验结果表medical controversies明:糖蛋白干预后的小鼠力竭游泳时间均高于空白组小鼠,并且中、高剂量组游泳时间高于阳性对照组。与空白对照组相比,经糖蛋白干预后的小鼠体内SOD、CAT、GSH-Px活性有所提高,MDA水平有所下降。带鱼副产物糖蛋白能提高肝糖原含量,降低乳酸以及血尿素氮的含量。液相色谱-质谱联用(LC-MS)结果表明,经过不同组处理的小鼠血清样本得到有效分离,表明它们的血液代谢物有明显差异。带鱼副产物糖蛋白可以提高小鼠的学习记忆能力、活跃性及运动耐力,并通过减缓代谢和增加糖原储备来发挥抗疲劳作用。(4)带鱼副产物糖蛋白的理化性质及结构表征采用膜分离技术分离出目标糖蛋白组分GHB-1,其电泳结果呈现单一条带,表明其达到了电泳纯。测定GHB-1的蛋白及糖含量,表明GHB-1是以蛋白为主的糖蛋白,蛋白及糖含量占总量的92.75±2.14%。热稳定性分析结果表明,GHB-1的热变性温度为89.4℃,相比于未经糖基化的蛋白质热稳定性较好。红外光谱图和圆二色谱图表明GHB-1存在蛋白和多糖分子的特征吸收峰,且其糖苷类型主要是吡喃型,蛋白质二级结构以无规卷曲和α-螺旋结构为主。β-消除反应和核磁共振氢谱表明GHB-1中存在O-糖肽键,且其糖残基结构主要是β型吡喃糖。带鱼副产物糖蛋白GHB-1具有蛋白和多糖的结构特征,是一种以α-螺旋和无规卷曲为主的β-吡喃型糖蛋白。