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近日,大连民族大学生物技术与生物资源利用重点实验室的李婷婷研究团队发表了一篇关于抗冻肽的文章。旨在探讨从海参肠道蛋白水解物中提取的抗冻LPEFTEEEK在三文鱼肉质中的应用效果及其潜在机制。


该文章发表在《Food Chemistry》期刊上,题为Screening and characterization of an antifreeze peptide from sea cucumber intestinal protein hydrolysates.


1、研究背景与目的


蛋白质因冰晶导致的劣化是影响水产品冷冻贮藏的重要因素。为缓解这些问题,常添加防冻保护剂以增强保水性和防止蛋白质氧化。目前常用的4%蔗糖和山梨醇混合物虽有效,但甜度过高且热量大,因此需开发更有效且可食用的新防冻剂。


抗冻肽(AFPs)由于其抑制冰晶重结晶的能力,保护食品在低温环境下的细胞完整性和结构特性,已成为一种有前景的生物防冻保护剂,适应寒冷水环境的海洋生物是这些肽的主要来源。海参肠是海参加工的副产品,富含生物活性化合物,但关于从海参肠中提取抗冻蛋白的研究仍然有限。


肌纤维蛋白(myofibrillar protein)是鱼肉中重要的蛋白质成分,其性质的变化直接影响到鱼肉的质量,通过评估其在冻融循环过程中的物理性质变化,研究人员可以更好地了解不同处理方法对于保护肌纤维蛋白免受冻融损伤的效果,从而优化食品保存和运输过程中的条件。


本研究通过筛选和表征海参肠蛋白水解物中的抗冻肽,并通过分子动力学模拟探究其抑制冰晶形成的机制,旨在实现海参肠的高值化利用并为开发海洋来源的抗冻肽提供信息。


2、研究内容


研究团队首先筛选并表征了从海参肠道蛋白水解物中提取的具有抑制蛋白质变性作用的防冻肽Leu-Pro-Glu-Phe-Thr-Glu-Glu-Glu-Lys (LPEFTEEEK)。通过检测有无防冻肽保护的三文鱼在三次冻融循环后的质地、水分、颜色、气味等物理性质以及肌纤维蛋白浓度和结构,评估该防冻肽是否有提高三文鱼肉品质的潜力。为了进一步探究肽抑制冰晶形成的机制,研究人员还进行了分子动力学(MD)模拟实验。


不同浸泡液影响肌原纤维蛋白在冻融循环期间构象的扫描电子显微图

表征和分子动力学模拟肽LPEFTEEEK

3、研究结果


研究表明,LPEFTEEEK肽在三轮冻融循环中有效地维持了三文鱼肉的质地,包括硬度、弹性、颜色和保水能力。具体而言,LPEFTEEEK肽不仅保持了鱼片的物理特性,还在冷冻过程中显著提升了肌原纤维蛋白的氧化和构象稳定性。此外,分子动力学模拟结果显示,LPEFTEEEK肽能够与冰晶结合,并抑制其重结晶,从而防止生物体因冻结而受损。

4、应用前景


基于以上研究成果,LPEFTEEEK肽展现出了显著的抗冻潜力,有望成为一种新型的冷冻保护剂。它不仅可以应用于三文鱼等海鲜产品的保鲜,还可以拓展到其他食品领域,减少冷冻过程中常见的质量损失问题。更重要的是,LPEFTEEEK肽作为一种蛋白质基抗冻剂,具有减少甜度和热量的优点,符合现代健康饮食的需求。


总之,这项研究不仅为海参肠道蛋白的综合利用提供了新的思路,也为开发海洋来源的抗冻肽开辟了新途径。未来,研究团队将继续深入探索LPEFTEEEK肽的作用机制,并推动其在实际生产中的应用,为提升冷冻食品的质量和安全性贡献力量。


本文中抗冻肽LPEFTEEEK由强耀生物合成。


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