江西农业大学涂勇刚教授团队发表论文：鸭蛋清中卵粘蛋白的分离及其不同pH下“酸紧/碱松”自支撑凝胶特性
江西农业大学涂勇刚教授团队在国际知名学术期刊Food Hydrocolloids ( IF 10.7 )发表了题为“Separation of ovomucin from duck egg white and its “acid-tight /alkali-loose” self-supporting gel properties under different pH”的论文。
卵粘蛋白是维持蛋清粘性的关键成分，在食品工业中具有巨大的应用潜力。本研究的目的是确定不同 pH 值对卵粘蛋白的可提取性和凝胶特性的影响。通过离子交换去除溶菌酶后，将稀释的鸭蛋清酸化至较窄的pH范围（4.50、4.75、5.00、5.25、5.50、5.75和6.00）以沉淀卵粘蛋白。综合考察纯度、产量以及规模化制备的便利性，选择4.75作为提取卵粘蛋白的最佳pH值，最高纯度为85.17±2.31%，最低得率为4.60±0.06 mg/g鸭蛋清。采用冻干卵粘蛋白粉末在室温下采用复水离心法制备了一系列自支撑凝胶，其凝胶性能与pH值密切相关。pH值5左右形成的凝胶是天然球状蛋白质的聚集体，具有最低的疏水性和静电相互作用、相对致密的结构和较高的持水能力(WHC)。较强的酸性条件会破坏二硫键并形成较粗糙的球形聚集体。而在碱性条件下，蛋白质逐渐展开并断裂成线性碱性多肽，从而形成多孔的三维网络。总的来说，这项研究为“酸密/碱松”卵粘蛋白凝胶的形成机制提供了见解，并为开发生物活性物质输送材料提供了潜在的候选材料。
图1 SDS-PAGE 图谱(A) ; 沉淀状态(B) ; 不同 pH 下制备的卵粘蛋白的纯度和产率(C)。
图2 质量比(A)和 pH (B)对卵粘蛋白凝胶形成的影响。
图3 不同 pH 条件下制备的卵粘蛋白凝胶的溶解度(A)和溶解度(B)。
图4 在不同 pH 下制备的卵粘蛋白凝胶的扫描电子显微镜图像。
图5 不同 pH 下制备的卵粘蛋白凝胶的表面疏水性(A)和游离巯基(B)。
图6 不同 pH 下制备的卵粘蛋白凝胶的粘弹性。
图7 PH 对卵粘蛋白凝胶 FTIR 光谱的影响: (A)从 pH2到 pH7的原始光谱; (B)从 pH8到 pH13的原始光谱; (C)从 pH2到 pH7的二阶导数光谱; (D)从 pH8到 pH13的二阶导数光谱。
图8 不同 pH条件下制备的卵粘蛋白凝胶化机理示意图。
本研究对鸭卵粘蛋白的纯度、产量和操作方便性进行了综合分析，确定了鸭卵粘蛋白提取的最佳工艺条件。结果表明，在 pH 为4.75时，卵粘蛋白的纯度最高为85.17 ± 2.31% ，收率最低为4.60.06 mg/g。卵粘蛋白作为一种天然的蛋清凝胶剂，在室温下复水后可形成自支撑凝胶，具有独特的“耐酸/碱性疏松”凝胶特性。提取的方便性和独特的 pH 响应特性使卵粘蛋白成为一个很好的候选材料纳入药物传递系统，特别是那些温度敏感的活性物质，如益生菌。此外，作为一种高度糖基化的蛋白质，这种独特的性质是否与糖苷有关尚不清楚。糖苷类化合物在凝胶形成中的作用及其在生物材料包衣和药物传递中的潜在应用将在我们未来的研究中得到进一步的探索。
责任编辑：唐长波、鲍雅倩