评估胰凝乳蛋白酶和铜催化的影响^{2 +}发展UV-Spectroscopic Gelatin-Source分化的方法

文摘

消费者利益在明胶验证高是由于过敏反应和采用清真和犹太饮食文化。这项研究调查了布朗宁发展由于酶水解和铜的存在^{2 +}在美拉德反应的鱼、猪和牛的明胶。褐变指数的样本显示两个phases-rapid和缓慢的明胶样品和褐变指数的变化)(> 100%)增加铜的存在^{2 +}。明胶酶玉米胚芽蛋白酶解物是不同的物种。鱼明胶水解产物显示> 400%的增长相比,布朗宁在第一个6个小时从猪明胶粉(200%)和牛(140%)。的变化胰凝乳蛋白酶消化明胶的铜的存在^{2 +}可能是有价值的发展一个有效的UV-spectroscopic明胶分化的方法。

1。介绍

美拉德反应是许多化合物的非酶的褐变导致形成蛋白质(如明胶)加热时存在的糖。美拉德反应产物(MRP)荧光和褐变能力适合衡量反应进展(1]。布朗宁在米勒德反应的程度取决于类型的糖、温度、pH值、反应时间、反应物浓度、无机化合物的存在,尤其是蛋白质氨基酸概要文件(1- - - - - -3]。MRP的色彩强度基本氨基酸据说比酸性氨基酸,而非极性氨基酸的中间颜色强度。同时,褐变加速了金属离子的存在(Fe^{2 +}和铜^{2 +}),但不影响Na⁺(3]。必需氨基酸和葡萄糖美拉德反应的研究表明,氨基酸是退化不同,表现出不同的褐变程度(2]。

之前的研究表明,氨基酸的概要文件和电影属性不同的明胶来源多样,尤其是蛋氨酸和组氨酸4]。亚氨基的酸含量的脯氨酸和羟脯氨酸的鱼类胶原蛋白通常是低于哺乳动物胶原蛋白(5]。另一份报告显示,明胶薄膜的性质取决于凝胶的来源,这样鱼明胶表现出最低的水蒸气渗透性而猪肉凝胶表现出至少水溶性(6]。因此,有可能在米勒德的褐变程度的变化反应不同的明胶来源可以观察到。褐变的程度可以检测到UV-spectroscopy和读数可以用来区分不同来源的明胶。

我们假定分布芳香族氨基酸的明胶是特定的物种。胰凝乳蛋白酶裂解肽键的芳香残留,与胰蛋白酶,只有裂解肽键赖氨酸和精氨酸。因此,胰凝乳蛋白酶消化明胶可能产生肽和玉米胚芽蛋白酶解物不同明胶物种所特有的。先前的研究已经报道的酶水解明胶产量肽作为gelatin-source分化的生物标志物(7]。大多数这些研究利用昂贵和困难的过程如气、PCR、ELISA和高效液相色谱法。这项研究是基于两个原则:(i)的胰凝乳蛋白酶水解明胶从不同的源可以产生不同属性的肽美拉德反应期间将产生不同程度的褐变和铜(ii)引入^{2 +}将加快反应速率,减少棕色颜色开发的时间。

到目前为止,只有一个研究使用UV-spectroscopy阅读明胶的MRP的褐变程度导致分化的目的。牛和猪明胶被成功分化UV-spectroscopy阅读后ribose-induced美拉德反应(8]。文献检索显示缺乏研究美拉德反应的明胶水解产物和铜的影响^{2 +}明胶的褐变程度。在初步研究中,铜^{2 +}在美拉德反应表明提高褐变指数。改善UV-spectroscopic明胶权力分化的测量可以通过考虑影响胰凝乳蛋白酶和铜^{2 +}美拉德反应后的褐变程度的过程。

因此,本研究的目的是调查的发展棕色颜色在美拉德反应的鱼,猪,牛明胶影响胰凝乳蛋白酶水解和铜的存在^{2 +}。希望详细反应动力学的理解将会是有价值的对开发基于UV-spectroscopy更有效、更可靠的方法,导致gelatin-source分化。

2。方法

2.1。明胶的生产等

明胶生产玉米胚芽蛋白酶解物使用胰凝乳蛋白酶消化明胶从鱼,猪,牛。4 h进行消化的25°C的enzyme-gelatin比1:250 (w: w)。反应是停止加热10分钟的混合物在100°C。15分钟的解决方案在3000 rpm离心机和上层的贴现,称为明胶等解决方案。

2.2。非酶的水解明胶,明胶的褐变

同等体积的0.25%木糖溶液和1.0%的明胶/粉充分混合做出最终的解决方案包含0.125和0.5%的木糖和明胶/粉,分别。在另一组实验中,CuCl约2毫米₂被添加到混合物中。非酶的布朗宁是由加热混合物在95°C 6、12、24小时。前被允许混合物冷却至室温褐变指数的测定。

2.3。测定褐变指数

褐变指数()冷却混合物的明胶/水解产物含有木糖有或没有铜^{2 +}使用微型板块分光光度计测量在420海里。褐变指数的变化)是用来确定酶水解的影响,Cu2 +的存在。和确定使用 在哪里是凝胶的吸光度;是xylose-gelatin混合物的吸光度;是xylose-hydrolyzate的吸光度;吸光度的xylose-gelatin铜的存在吗^{2 +},吸光度的xylose-hydrolyzate铜的存在吗^{2 +}。

2.4。数据分析

所有的数据收集在一式三份和他们的平均和标准偏差计算。图解表示被用来呈现结果,便于理解。

3所示。结果与讨论

3.1。非酶的布朗宁的鱼、猪和牛

图1表明,明胶的褐变指数不同样品加热时间增加而增加。有一个初始的褐变指数上升3明胶样品前6小时后跟一个稳定的增长。这类似于先前的报道,在美拉德反应形成颜色通常是快速反应早期阶段(9]。

多项研究表明,明胶的氨基酸成分根据物种不同(5]。可能不同的地区/地区的明胶在非酶的褐变反应不同。反应速率的变化可能是由于不同的肽中氨基酸的反应性。研究美拉德反应的必需氨基酸和葡萄糖显示氨基酸降解不同,表现出不同程度的褐变2]。酸性氨基酸相比,基本氨基酸导致褐变强度,而非极性氨基酸展出中间色彩强度(3]。赖氨酸参与葡萄糖引起的褐变反应相比其他氨基酸和苏氨酸的贡献很少对褐变(2]。

此模式可以解释说,有两个地区在凝胶聚合物包括快速响应区域和缓慢的响应区域。缓慢的响应区域可能需要接受最初的反应作为一个续集褐变反应。这种猜测,明胶的不同来源也有类似的配置,最终反映在他们的美拉德反应动力学相似之处。然而,两者的比例(慢速和快速)地区可能明胶样品之间的差异。

3.2。胰凝乳蛋白酶水解明胶的影响程度的Xylose-Induced非酶的褐变

从结构上看,collagen-the母质的明胶是由近三分之一的甘氨酸和脯氨酸和4-hydroxyprolyl的另一个15 - 30%。3-Hydroxyprolyl和5-hydroxylysyl残留物也存在于一个较小的数目。脯氨酸和羟脯氨酸负责独特的二级结构的胶原蛋白多肽骨架的旋转,从而限制导致三重螺旋的稳定性(10]。稳定胶原蛋白结构包括氢键(N末端的甘氨酸和脯氨酸之间的相邻链),疏水作用,Van der墙相互作用[11]。胶原蛋白intermolar部队很可能继承了明胶,因此,在美拉德反应影响明胶的化学性质。在明胶分子间作用力的存在可能负责减少的可访问性氨基酸在美拉德反应木糖。水解明胶的可能结果成肽,更在美拉德反应活性和可访问。

为了确定明胶的胰凝乳蛋白酶消化的影响对褐变指数的贡献百分比差异与各自的明胶相比,玉米胚芽蛋白酶解物的褐变指数估计,称为褐变指数的变化)。根据图2胰凝乳蛋白酶消化的效果明胶样品之间的不同。鱼明胶水解是最高的在所有的样品在整个供暖期。这表明,消化的鱼明胶生产肽导致相对于其他样本。

先前的报道表明,生产的明胶酶消化不同的物种间肽分数。肽可能造成不同的对美拉德反应过程中褐变的发展,因此,造成的变化在样本。

布朗宁的趋势发展,遵循2反应阶段,即增加和减少的阶段。增加阶段早期和高水解鱼比猪和牛。牛的增加阶段阶段发生只有6 - 12 h。6 h后反应时间,减少布朗宁在水解鱼水解猪的递减阶段发生在12 h。

减少胰凝乳蛋白酶水解的影响在所有3样品可能解释为缺乏美拉德反应产物的稳定性。这减少褐变发生在第一个6小时的加热在牛水解明胶,而鱼水解前六小时后发生的。同时,上涨的所有样本的观察表明,凝胶结构的初始配置,阻碍了美拉德反应的进展。酶法水解不仅增加明胶和暴露的表面积氨基酸也减少阻碍影响明胶配置在美拉德反应。符合苏等的结果。12],小分子肽从花生蛋白美拉德反应过程中表现出更高的反应程度。

如前所述,非酶的布朗宁的动能明胶的三个样品相似,由快和慢反应区域。然而,酶法水解明胶导致玉米胚芽蛋白酶解物中不同的物种。的上升鱼的玉米胚芽蛋白酶解物可能是因为胰凝乳蛋白酶水解鱼明胶的缓慢反应区域产生更多的活性肽,相比于其他明胶样品。另一个原因可能是胰凝乳蛋白酶水解牛明胶可能产生缩氨酸参与美拉德反应后6 h。

3.3。铜催化效应^{2 +}在Xylose-Induced度非酶的明胶来自不同来源的褐变

铜的存在^{2 +}在凝胶样品的非酶的褐变原因增加的速度超过100%的 。铜的影响^{2 +}在的三个明胶样品相似,这样大幅增加,直到12 h(加热,然后稳定牛和猪,而鱼略下降到100%左右。有可能是铜^{2 +}增强地层损失的MRP和结果慢反应阶段早期观察图1。同时,铜^{2 +}可能催化MRP的形成大多数氨基酸和减少阻碍明胶在反应过程中配置的效果。这个观察同意以前的报告,指出铜^{2 +}导致的颜色强度米勒德反应产物(3]。已报告的过渡金属催化美拉德反应的氧化途径(3]。过渡的存在离子促进发色团的形成和荧光团在美拉德反应的DNA与果糖6-Phosphate [13]。观察到轻微的减少的鱼,也许是因为失去MRP延长加热后的稳定。

3.4。铜催化效应^{2 +}在Xylose-Induced度非酶的褐变明胶来自不同来源的玉米胚芽蛋白酶解物

酶法水解和铜的综合效应^{2 +}布朗宁的美拉德反应的发展明胶样品如图4。水解鱼的最高价值400%其次是猪(200%)和牛(140%)。在第一个6 h,增加大大在所有样本和减少在猪和鱼而牛保持稳步小幅增加。

相比的结果在图3,增加在所有样本。这表明,铜^{2 +}催化布朗宁的发展比凝胶肽。在这最后的阶段,从不同的来源区分明胶可以通过比较来实现在不同的阶段。在早期阶段,鱼明胶表现出最高的其次是猪和牛。的急剧减少观察鱼明胶可以用来区分鱼明胶从哺乳动物明胶。

4所示。结论

来自不同来源的美拉德反应的凝胶表现出相似的阶段——慢速和快速反应阶段。的酶促降解凝胶之前美拉德反应引起褐变产品的生产在不同的物种。鱼明胶水解褐变的多倍的增加显示前6小时明胶相比,玉米胚芽蛋白酶解物从猪和牛。尽管铜的催化效果^{2 +}在所有的美拉德反应相对类似的明胶样品,铜^{2 +}影响明胶玉米胚芽蛋白酶解物不同。的变化胰凝乳蛋白酶消化明胶的铜的存在^{2 +}可能是有价值的发展一个有效的UV-spectroscopy明胶分化的方法。未来的工作将会调查其他反应条件的影响从明胶酶玉米胚芽蛋白酶解物。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

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