羊乳蛋白质组的差异性及其对乳热稳定性的影响机制

Milk protein is an important source of functional components in dairy products, goat milk and its products have become an important source of protein. Goat milk protein contains important component of biological activity, nutritional value and biological potency, and the core of milk thermal stability is controlling milk protein stability, at the same time, comparative proteomics technology provides a new idea and method for the study of milk protein. Therefore, research on the milk protein, differential proteomics and its influence mechanism on the milk thermal stability by comparative proteomics method has become very important and necessary. In this project, the two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry technology are applied to compare on differential expression of goat milk protein in different lactation, different heat treatment conditions, and the milk pH, calcium ion concentration and milk protein ingredients are analyzed on the form of thermal denaturation of milk proteins aggregates and expression abundance of milk proteome. Furthermore discover unknown biological activity of goat milk proteins and reveal the influence mechanism of goat milk proteome differences on the heat stability of milk.

乳蛋白是乳品中功能成分的重要来源，羊乳及其制品已成为一种重要的蛋白质来源。羊乳蛋白包含重要的生物活性组分，具有较高的营养价值和生物学效价，而解决乳热稳定性的核心是控制乳蛋白的稳定性，同时比较蛋白质组学技术为乳蛋白的研究提供了新的思路和手段。因此，采用比较蛋白质组学手段研究羊乳蛋白构成，进行差异蛋白质组及其对乳热稳定性的影响机制研究变得十分重要而且很有必要。本项目运用二维凝胶电泳结合质谱鉴定技术比较羊乳蛋白质组在不同泌乳期、不同热处理条件下的表达差异，同时分析乳pH、钙离子、乳蛋白组成对热变性乳蛋白聚集体的形成和乳蛋白组表达丰度的影响。进而探知羊乳中未知的生物活性蛋白，并揭示羊乳蛋白质组差异对乳热稳定性的影响机制。

羊乳蛋白包含重要的生物活性组分，具有较高的营养价值和生物学效价，而解决乳热稳定性的核心是控制乳蛋白的稳定性，同时比较蛋白质组学技术为乳蛋白的研究提供了新的思路和手段。本课题运用液质联用技术的Lable-free方法比较羊乳蛋白质组在不同泌乳期、不同热处理条件下的乳蛋白表达量差异，进而探知羊乳中未知的生物活性蛋白，并揭示羊乳蛋白质组差异对乳热稳定性的影响机制。在此基础上，分析了乳pH、钙离子、乳蛋白组成对热变性乳蛋白聚集体微观结构的影响，同时对不同泌乳期羊乳乳清蛋白和酪蛋白的功能特性及其影响因素进行研究。结果表明，羊乳初乳中乳铁蛋白及免疫球蛋白的百分含量随着泌乳时间的延长呈明显的的下降趋势；酪蛋白的百分含量在初乳期内随着泌乳期的延长变化比较大。热处理羊乳蛋白质组的Label-free定量分析中，共鉴定到843个蛋白质，其中625个被定量，对照组（生鲜羊乳）、加热组（LTLT、HTST、UP、UHT）共有438个蛋白，五组中发现了29个显著性差异蛋白和114个特征蛋白。HTST对蛋白质的作用与UP相似，但LTLT与其他三组热处理差异较大。基于蛋白质组学分析，热处理有助于山羊乳蛋白的消化与吸收，亦有利于抗动脉粥样硬化的保健功能。本研究进而推测含量较高的蛋白质如β-Lg和κ-CN以及微量蛋白如MDH1、IDH1、EGFR、ndk、trxA和LY96在热处理过程中对羊奶的稳定性或功能性起重要作用。在瞬时加热时，超高温处理（如125℃）会导致乳清蛋白的二级结构产生较大的改变，乳清蛋白在此温度下加热稳定性很差，变性程度很高。羊乳调pH后因温度的变化更加不稳定，而85℃是乳pH发生变化后乳蛋白改变的关键温度。乳pH偏碱性时羊乳乳蛋白的乳化稳定性优于乳pH偏酸性时的乳化稳定性，而羊乳pH的改变使得羊乳乳蛋白的起泡性质得到了明显改善。本研究结果中发现的热敏蛋白，为乳品实际加工生产提供了科学依据，同时弥补了不同热处理羊乳蛋白质组学研究方面的空白，评估了不同泌乳期羊乳乳清蛋白和酪蛋白的加工特性，对生产加工中工艺的改进具有现实意义。