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益生菌在食品工业中的应用越来越广泛,但冷藏期间的低温胁迫往往会导致益生菌细胞活力下降。抗冻肽能非依数性降低溶液的冰点、抑制冰重结晶、保护细胞膜,可以作为一种天然安全的益生菌抗冻保护剂。本论文以罗非鱼皮为原料,以保护冷冻鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus ATCC7469)为目的,优化了酶解制备抗冻肽的工艺,并对其抗冻保护效果与机理进行了研究。主要研究结论如下:以L.rhamnosus ATCC7469冷冻后的相对存活率为抗冻活性评价指标,通过试验确定最佳蛋白酶为胰蛋白酶,L.rhamnosus ATCC7469的相对存活率为49.24±9.41%。通过单因素和响应面法确定最佳酶解工艺为加酶量2200 U/g,料液比1:10(w/v),酶解温度49°C,酶解时间6.8 h,在此条件下制备的抗冻肽对L.rhamnosus ATCC7469冷冻保护的相对存活率为98.32±1.79%。分子量分布分析表明最佳条件下制备的罗非鱼皮抗冻肽(Antifreeze Peptides from Tilapia Skin,APT)主要由1 k Da到2 k Da的小肽组成,占63.37%。氨基酸组成分析表明APT中富含甘氨酸(35.45%)、丙氨酸(13.29%)、脯氨酸(12.43%)。多肽序列分析表明APT中存在三肽重复序列(-Gly-X-Y-),符合高抗冻活性多肽的特征。在APT的保护下,冷冻后L.rhamnosus ATCC7469胞内β-半乳糖苷酶(β-GAL)和乳酸脱氢酶(LDH)酶活均显著高于生理盐水组,分别为179.79±11.00 U/m L、11.41±0.99 U/L(p<0.05);胞外蛋白质浓度显著低于生理盐水组,仅为9.02±3.39μg/m L,并且APT的抗冻保护效果优于1 mg/m L蔗糖、1 mg/m L脱脂乳和20%甘油三组阳性对照。扫描电镜结果表明,APT保护下的细胞与生理盐水对照组相比具有正常、光滑、圆润的表面形态。代谢组学结果表明,APT组L.rhamnosus ATCC7469胞内代谢物与Saline组的差异大多与细胞在冷冻应激下维持能量代谢相关;脯氨酸的积累可能与其在植物中起到的作用相同,调节细胞渗透,增强抵抗细胞脱水能力,传导冷应激信号等;棕榈油酸含量显著减少(p<0.05),亚麻酸含量显著增加(p<0.05),可能是L.rhamnosus ATCC7469通过改变脂肪酸不饱和度和碳链长度来适应低温厌氧环境,维持细胞膜的流动性,减少冰晶对细胞的物理伤害,提高存活率。