暨南大学油料生物炼制与营养创新团队硕士研究生李宛珍在Food Chemistry期刊(中科院JCR 1区,影响因子8.8)发表了题为“Stability of tryptophan-containing LOs in flaxseed oil and their response towards γ-tocopherol”的研究论文,由汪勇教授、蔡子哲副教授指导并为通讯作者。
一、研究背景
亚麻籽环肽(LOs)为亚麻籽油中重要的脂质伴随物,其变化与油脂的“嫌忌苦味”和稳定性密切相关。含色氨酸(Trp)的环肽作为亚麻籽环肽中占比较高,且结构独特的一类环肽,其在生育酚存在的条件下,氧化稳定性变化规律尚未被系统研究。研究发现,与只含蛋氨酸(Met)的亚麻籽环肽不同,同时含Met和Trp的环肽尚未发现其蛋氨酸砜(MetO2)的形式。团队前期研究发现,在不同添加剂存在的情况下环肽氧化稳定性及动力学上的变化,发现具有生育酚结构的化合物(如α-生育酚,γ-生育酚(γ-T))对以环肽O单体(CLO)为代表的含有Trp系列环肽具有促氧化作用,但γ-生育酚对含Trp的环肽氧化稳定性的改变,通过什么机制来实现,尚未见系统报道。
二、研究方法
本研究首先利用硅胶对冷榨亚麻籽油进行吸附获得经硅胶处理后的冷榨亚麻籽油(STF),通过建立不同基质下:毛油、STF、STF+LOs、STF+LOs+γ-T过氧化值和茴香胺值这两种氧化稳定性指标在28天的变化,以及含Trp环肽的含量结构变化,探究了Trp环肽在油脂氧化过程中存在的影响因素以及γ-T对环肽氧化的影响;后以含一个Trp和一个Met的纯化后单体CLO为代表,在体外(溶剂体系)进行加速氧化,进一步明确Trp环肽在是否添加γ-T的情况下氧化过程中的变化规律;后对上述两种氧化后的产物结合LC-MS进行分析,明确了CLO的氧化路径,并利用分子对接技术对其相互作用及氧化产物产生规律进行讨论,探究亚麻籽环肽与γ-T的相互作用机制。
三、研究结果
结果发现,与原油相比,单独添加环肽对过氧化值的抑制效果较好,但并不能有效抑制茴香胺值的上升;同时添加环肽及γ-T后,对抑制茴香胺值上升有协同作用;环肽对γ-T的反应因环肽是否有Trp残基的存在而异,对于含Trp的环肽来说,γ-T对含有Met的环肽具有高效的抗氧化活性;但当Met被氧化为MetO后,γ-T对环肽的氧化起促进作用,同时也使氧化动力学级数递增。
通过LC-MS/MS对γ-T是否存在的情况下CLO加速氧化的产物进行分析鉴定,并总结了其环状结构的碎裂规律:Trp残基的氧化可能是造成CLD环状结构破裂的主要原因。分子对接模拟显示,随着CLO上的Met残基和Trp残基被氧化,它们之间的距离逐渐接近,导致了分子内反应的发生,结构应力的变化引起了环状结构的破裂。加入γ-T会进一步攻击Trp残基,促进了环肽结构的破碎,长期氧化后的环肽D仅有痕量的蛋氨酸砜形式,大部分裂解为四肽和五肽的形式。
四、研究结论
LO对γ-T的反应因Trp残基的存在而异。氧化动力学数据显示,γ-T 对含有Met残基的LOs具有高效的抗氧化活性,这超过了亚麻籽油中其他潜在的伴生脂质化合物。当LOs的Met残基被氧化成MetO时,LOs结构中存在的Trp使其更容易被氧化。含有Trp的完全氧化型LOs相对不稳定,容易被氧化裂解成不同的肽片段。据推测,Met(或MetO)-Trp反应会诱导含Trp的LOs断裂并导致其碎片化,生成了多种诸如四肽、五肽碎片,而γ-T会促进这一裂解过程。
广州市科技计划基础与基础研究 202201010535; 国家自然科学基金面上项目 32372356
原文文献:
Li Wan Zhen, Song Zi Liang, Li Jun Le, Yu Jia Hui, Deng Du Jian, Cai Xiao Qing, J T Reaney Martin, Cai Zi Zhe, Wang Yong. (2024). Stability of tryptophan-containing LOs in flaxseed oil and their response towards gamma-tocopherol. Food Chemistry. 448:139026.
李宛珍,女,2021级暨南大学食品科学与工程硕士研究生,研究方向为油料绿色萃取与增值加工,研究方向为亚麻籽环肽的氧化规律及环肽的氧化机制。熟练掌握制备型高效液相、分析液相、核磁共振氢谱分析。
蔡子哲,博士,男,暨南大学生命科学与技术学院食品科学与工程系副教授,《中国油脂》杂志社青年编委,国家自然科学基金评审专家。本科毕业于暨南大学国际学院食品质量与安全专业,博士毕业于中山大学药学院生药学,萨斯喀彻温大学农学院访问学者。目前从事油料作物及其副产物的高值化加工和营养因子的制备分离研究。以第一作者(或通讯作者)在Fundamental Research, Food Chemistry, Industrial Crops and Products等期刊发表SCI文章十余篇,申请发明专利7项,授权2项,落地转化1项。目前主持国家自然科学项目2项,中国博士后基金面上项目,广东省基础与应用基础研究基金项目各1项; 起草(排名第二)团体标准1项。