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使用脱嘌呤及无降解酵母全蛋白制造拉丝蛋白可行性分析

已有 704 次阅读 2023-8-13 12:15 |个人分类:新蛋白技术|系统分类:观点评述

使用脱嘌呤及无降解酵母全蛋白制造拉丝蛋白可行性分析

 

高水分拉丝蛋白工业化制造是人造肉产业化发展和体现人造肉科技水平的核心技术。目前使用的原料包括大豆分离蛋白,谷朊粉及豌豆蛋白等。豆类蛋白异味及含有植物雌激素等给人造肉企业带来挑战。例如,在用植物蛋白配制食品时,通常会出现苦味、涩味等。另外,我国目前我国大豆进口依赖严重,进口大豆占超过80%。这些短板限制以豆类蛋白为原料制造高端人造肉进一步发展。

    依据安全性,营养性、工业化生产可持续性等特性,微生物单细胞蛋白已被认为是替代蛋白的终极产品,尤其酿酒酵母单细胞蛋白。

酵母蛋白就是一种纯天然,近乎完美的均衡营养食品,是理想的营养源。酵母具有“三低四优”的特点,既低脂、低糖、低胆固醇,含优质蛋白质(所有必须氨基酸)、完整B族维生素、14种稀有矿物质元素和优质的膳食纤维;酵母蛋白具有高生物利用度的高质量蛋白质,可作为食品级应用的新型替代蛋白质。

利用酵母蛋白作为原料制造拉丝蛋白已具备科学理论及实验基础。

1、高嘌呤(高核酸)的安全短板已被克服。

2、新型酵母全蛋白避免了蛋白降解的技术难题。

新型酵母全蛋白热变性温度在70-75°C,与肉类纤维状蛋白    的变性温度一致,更适合应用于高水分挤压技术进行加工。单从热变性温度来看,酵母全蛋白与牛肉蛋白类似(牛肉蛋白热变性温度为78°C,来源于中国农业科学院张金闯博士谷孚网上报告PPT)。

4、避免豆类蛋白人造肉的高盐难题。在制造蛋白蛋白工艺中采取碱提酸沉淀法,带来蛋白产品高盐的问题。脱嘌呤酵母全蛋白采取加热回收蛋白的物理方法,不使用酸碱,因此避免出现人造肉高盐难题。

综述所述,利用脱嘌呤及无降解酵母全蛋白作为制备高水分拉丝蛋白及人造肉产品,有可能克服人造肉在营养、亲水、持油、口感、风味等短板,实现真正意思上的人造肉产业健康快速发展。

 

附录实验及结果分析:酵母全蛋白脱嘌呤(即脱核酸)实验、酵母全蛋白脱核酸及无降解SDS-PAGE蛋白分析实验、酵母全蛋白热变性蛋白沉淀实验。

 

实验1:酵母全蛋白热变性蛋白沉淀实验

结果:脱嘌呤(脱核酸)酵母全蛋白在70-75°C加热0.5h后,室温(25°C)放置0.5h。可直观看出实验组样品蛋白沉淀更完全。离心回收酵母全蛋白后,离心上清蛋白电泳分析,未看到蛋白条带(结果未列出)。

 

 





实验1方法:酵母全蛋白在70-75°C 保温0.5h,室温(25°C)放置0.5h从左—>右为1>2

酵母全蛋白样品处理方法:100-200g(离心得到湿酵母菌体)悬浮于1L合适缓冲液,物理法破菌,得到破菌液。充分悬浮破菌液,取1-5ml样品进行热变性实验。1:酶法脱嘌呤酵母破菌液。2:酵母破菌液未使用酶法脱嘌呤阴性对照。

 

实验2.1:酵母全蛋白SDS-PAGE分析

结果分析,低温物理破菌法得到酵母全蛋白基本上为可溶解性。

 









电泳样品获得方法:酵母破菌液同实验1,然后进行酶法脱核酸实验。

1:酵母全菌蛋白。2:酵母可溶性全菌蛋白。3:酵母非溶性全菌蛋白。

 

实验2.2:商业化市售酵母蛋白及酵母提取物SDS-PAGE蛋白电泳分析

结果分析:酵母蛋白与酵母提取物确定为酵母蛋白酶解产物,酵母提取物蛋白质降解更彻底。电泳分析未显示出明显的蛋白条带,提示为酵母蛋白出现降解。

 






实验2.2样品处理方法:取20g样品充分溶解于1L 水(25°C)中,

5-10ul 样品(未离心处理,保证所含蛋白的完全性)电泳分析。

从左>右为1231Marker2:酵母蛋白。3:酵母提取物

 

实验3: 脱嘌呤酵母全蛋白所含的核酸被特定酶降解电泳分析结果

 






注释:1、DNA 标准分子量。2、酵母全蛋白未加酶处理。3、酶1处理。4、酶2处理。5、酶3处理。

6、酶4处理。从左—>右为1—>6.

酵母全蛋白样品处理方法:100-200g(离心得到湿酵母菌体)悬浮于1L合适缓冲液,物理法破菌。取1ml 破菌液加1ul相应核酸酶,合适条件下酶降解1h。取5ul 相应酶解液电泳分析。

可以直观看到:6泳道样品DNA去除约2/3,RNA基本上看不到了。RNA酶解成核苷酸或寡核苷酸。后期实验结果:脱嘌呤及无降解回收后酵母蛋白核糖核酸含量由6-8%下降到0.6-0.8%核酸含量已达食品级安全标准。




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