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双中性蛋白酶水解制备花生活性肽的研究-论文

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●工艺技术 双中性蛋白酶水解制备花生活性肽的研究 张春红,张月秋。李晨,袁亚男,刘晓宇 摘要‘工素 沈阳农业大学食品学院(沈阳110866) 为提高花生蛋白资源的综合利用程度和简化生产工艺,以冷榨花生粕为原料、利用木瓜蛋白酶和复合蛋 白酶水解花生蛋白,研究制备和分离纯化花生活性肽的工艺条件,并对产品的主要活性进行分析。结果表明,优化 的酶解工艺条件为:底物浓度3%,加酶量5 444 U/g,木瓜蛋白酶与复合蛋白酶质量比1:2,pH 6.5;63℃下水解180 min,酶解液的水解度为34.46%±0.12%,分布在1 kDa ̄A下的短肽占85.1%。经超滤和Spehadex G-15分离纯化后得到 三个组分。花生短肽及其组分具有较高的抗氧化活性和一定的降胆固醇活性,其中组分Ⅲ的抗氧化活性最高。 关键词 花生粕;双酶水解;活性肽;分离纯化 Studies on Enzymatic Production of Active Peptide frOm Peanut Protein with Papain and Protamex Zhang Chun-hong,Zhang Yue-qiu,Li Chen,Yuan Ya-nan,Liu Xiao-yu College ofFood,Shenyang Agriculture University(Shenyang 1 10866) Abstract Inordertomakefulluseofpeanutprotein resourceand simplifytheproductionprocess,coldpressedpeanutmealwas used asthelaWmaterial,peanutproteinwas hyarolyz ̄bypapainandcompositeprotease,processconditions ofprelmmtionand puriifcation ofpeanut active peptide were sm ̄e&and main acitvities ofthe products were analyzed.The esrults showedthatthe optimum enzymolysis condiitons were as followings:substrate oncentcration 3%.enzyme-to-substrate ratio 5 444 U/g,the enzyme ratio I:2(papa/n:protamex);pH 6.5;hydrolysistempemture 63℃,reac ̄ontme 1i80 min.Underthese con ̄tiom,the DHwas 34.46%i-0.12%.Distribution under 1 kDa oligopeptides accounted for 85.1%.Three fractions were separated by ullrafiltmtion and SpehadexG-15.Thepeptideanditsfractionshadhigherantioxidantand certain cholesterol-loweringactiviites,andf/action III had hehighetstantioxidantactiitvies. Keywords peanutmeal;doubleenzymatichydrolysis;activepeptide;separationandpuriifcation 花生(Arachis hypogaea L.)为一年生豆科植物 质25%~36%,其营养价值可与动物蛋白相媲美…。 种子,是中国四大油料作物之一。花生中约含蛋白 目前,我国50%以上的花生用于榨油,制油的副产 参考文献: 【1】IBANOGLU E,ERGELEBI E A.Thermal denaturation and functional pmpemm ofegg proteins in the presence ofhydrocolloid emulsifying properties of granule and plasma of egg yolk[J]. Journal ofFood Science,1997,62(3):484—487. [7]DENMAT LE M,ANTON M,BEAUMAL V.Characterisation of emulsion properties and of interface composition in O/W gums[J1.Food Chemistry,2007(101):626—633. 【2】陈有亮,杨燕军.蛋黄酱的稳定性研究U】.中国调味品, 2004(1 1):8-10. the quality of mayonnaise:a review叩.Joumal of Food Quahty, 1985,8(1):1—20. emulsions prepared with hen egg yolk,plasma and granules[J]. Food Hydrocolloids,2000(14):539—549. [3】HARRION L J,CUNNINGHAM F E.Factors influencing 【8]WEBB N B,IⅦY F J,CRAIG H B.et 1a.The measurement of emulsifying capacity by electrical resistance[J].Journal of Food Science,1970(35):501~504. [4】HARRISON L J,CUNNINGHAM F E.Influence of rfozen 【9】顾振宇,江美都,付道才,等.大豆分离蛋白乳化性的研究 storage time on properties of salted yolk and its functionality 中国粮油学报,2000,15(3):32-35. 【10]ANTONM,DENMATM GANDEMERG.Thetmostabiliyt of Hen Egg Yolk Granules:Contribution of Native Structure in mayonnaise[J]-Jouma1 ofFood Qualiy,1t986(9):167—174. 【5】SEVERA L,NED0MoVAS,BUCHAR J.Influence of storing time and temperature on the viscosity of an egg ofGranules[J1.Joumal ofFood Science,2000(65):581—584. I11】CHANGC帆POWRIEWD,FTA'qNEMAO.Micmstructure of yolk[J].Journal ofFood Engineering,2010(96):266—269. 【6 ANTON M,GANDEMER G.Compos6Jition,solubility and egg yolk[J].Journal ofFood Science,1977(42):1193—1200. 《食品工业}2014年:g35gg 9期 ,,、, 品工案 物——花生粕主要用作饲料。同大豆相比,花生蛋白 ●工艺技术 6)数据分析:通过的三次重复试验得出数据 的研究和利用相对落后,在很大程度上制约了花生产 平均值,使用SAS.92软件进行显著性分析。 业的快速发展。 2结果与分析 研究发现,利用酶解法制备的短肽比蛋白质和 氨基酸吸收效果好。以某些食物蛋白为原料经酶解 2.1蛋白酶的筛选 制备的短肽具有矿物结合、免疫调节 】、抗菌、抗血 选用木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、风味酶、中性蛋 栓【3l、降血压Hl、降胆固醇㈣等生理活性,选择适宜 白酶、复合蛋白酶和N120P六种蛋白酶对花生蛋白进 的蛋白酶水解可将其中的功能性肽段释放出来。为 行酶解,考虑到大量使用碱性蛋白酶会造成后续产品 提高短肽的得率,现有的研究主要集中在利用碱性 中含盐量过高、脱盐工艺复杂等问题,采用中性蛋白 蛋白酶水解蛋白,在水解过程中需要添加碱液维持 酶进行水解,可节省后续脱盐的工序,简化生产工 体系的pH,造成产品中灰分含量高,后续脱盐工序 艺。通过单一酶和复合酶的筛选,确定采用木瓜蛋白 复杂等的问题 一”。试验以冷榨花生粕为原料,利用 酶与复合蛋白酶同步复合酶解制备花生肽,适宜的木 木瓜蛋白酶和复合蛋白酶同步水解花生蛋白制备活性 瓜蛋白酶与复合蛋白酶质量比为1:2。 肽,为花生肽的进一步研究提供理论依据,促进花生蛋 2.2复合酶解花生蛋白的工艺优化 白资源的有效利用。 2.2.1水解底物浓度的确定 由图14知,随着底物浓度的增加水解度呈下降 1材料与方法 趋势。综合考虑实际生产中的生产效率和生产成本等 1.1材料与试剂 因素。因此,确定适宜的底物浓度为4%。 冷榨花生粕:山东高唐蓝山公司;木瓜蛋白酶: 南宁魇博生物工程有限公司;碱性蛋白酶,风味 酶,中性蛋白酶,复合蛋白酶:丹麦诺维信公司; N120P:爱尔兰凯丽公司;其他试剂:均为分析纯。 1.2仪器与设备 CS501一SP数显恒温震荡水浴锅:重庆四达实验 仪器有限公司;UV一1201紫外分光光度计:北京瑞利 分析仪器公司;PHS一25型数显pH计:上海精密科学 仪器有限公司;微型旋涡混合仪:上海沪西分析仪器 厂;Waters 600高效液相色谱仪:Waters公司;8400 型杯式超滤器:Merck Millipore公司;LGJ一25冷冻干 图1 底物浓度对水解度的影响 燥机:北京四环科学仪器公司;玻璃层析柱(1.6×60 2.2.2蛋白酶用量的确定 由图2可知,随着酶用量增加水解度呈上升趋 em):上海华美实验仪器厂;DHL—A电脑恒流泵: 上海沪西分析仪器厂:DBS一100电脑全自动部分收集 势,在4 500 U/gl3 ̄达到27.21%4-0.05%,之后水解度 器:上海沪西分析仪器厂。 增加变慢,经显著性分析无差异。因此,确定适宜的 1.3试验方法 酶用量为4 500 U/g左右。 1)花生肽的制备:首先将花生粕粉碎过100目 筛,利用碱溶酸沉法制成分离蛋白。将花生蛋白配 制成一定浓度溶液,8O℃下预热10 rain,用1 mol/L NaOH溶液调节到一定pH,加人蛋白酶后在一定温度 下水解。反应过程中不断搅拌,并保证体系pH恒定。 90℃水浴加热15 min,冷却至室温,4 000 r/min离心 15 min,上清液即为花生肽溶液。 2)水解度(DH)的测定:采用pH—Star法【8J。 31肽分子量的测定 】:采用GB/T 22492--2008中 肽相对分子质量分布的测定方法测定产品中的肽分 子量。 图2 复合酶用量对水解度的影响 2.2.3水解温度的确定 4)胆固醇抑制率的测定 。 51抗氧化性(超氧阴离子自由基、羟自由基和 由图3可知,在45℃~70℃范围内,水解度呈现 DPPH自由基)的测定 。 先增高后降低趋势。当酶解温度为60℃时,水解度达 l04・ 《食品工业))2014年第35卷第9期 基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD36B06);辽 宁省自然基金资助项目(2013020067) 到最大值24.12%-I-0.05%。因此,确定复合酶解的适 表1 中心组合试验方案与结果 宜温度为60℃。 图3水解温度对水解度的影响 2.2.4水解反应时间的确定 由图4可知,随反应时间延长,水解度呈先增加 然后趋于平缓的趋势。水解150 mint ̄,水解度达到 27.21%±0.00%,经显著性分析发现随着时间延长水 解度变化不显著。因此,确定适宜的反应时间为150 arin左右 图4 反应时间对水解度的影响 2.2.5复合酶解花生蛋白响应面试验 根据Central Composite Design原理设计4因素3水 平响应面试验,中心组合试验方案与结果如表1所 示。利用Design Expert统计软件对试验结果进行回归 分析,回归方程的方差显著性检验分析结果如表2 所示。 在此基础上,以水解度为响应值y,建立二次 响应面回归模型。回归方程为:Y=32.49+1.40A一 0.94B+1.36C+1.02D+0.40AB一0.45AC+0.36BD一0.28A 一 1.10C ,R =0.968 3。通过对方程求解,得出水解花 生蛋白优化条件为底物浓度3%,加酶量5 444 U/g, 63℃下水解180 min时,水解度的预测值为34.66%。 在此条件下进行验证试验,水解度的实测值为 34.46%-t-O.12%,与理论预测值基本相符。 2.3花生短肽分子量分布的测定 由表3可知,花生蛋白在复合蛋白酶的作用下水 解程度较高,花生蛋白被水解为分子量较小的肽段, 短肽的相对分子量分布在180 Da~15 974 Da之间,其 中分布在lkDa以下的短肽占85.1%。 (食品三业》2014年第35sgg 9期,,、 嚷品工素 表3 花生短肽的分子置分布 ●工艺技术 3 结论 1)适宜水解花生蛋白的蛋白酶为木瓜蛋白酶和复 合蛋白酶。 2)优化的酶解工艺条件为:底物浓度3%,加酶 量5 444 U/g,木瓜蛋白酶与复合蛋白酶质量LL1:2; pH 6.5;63 oC下水解180 min。此条件下,酶解液的水 解度为34.46%±0.12%。利用两种蛋白酶对花生蛋白 同步进行酶解,可在一定程度上提高酶解效率,缩短 2.4花生短肽的分离纯化 酶解时间。 3)花生短肽的相对分子量分布在180~15 974 Da 2.4.1超滤 分别采用截留分子量为5 kDa和1 kDa的超滤膜对 之间,其中分布在1 kDa以下的短肽占85.1%。经超滤 花生肽进行超滤。超滤结果如表4所示。 和Spehadex G一15分离纯化后可得N3个组分。 由表4可知,超滤后小于1 kDa短肽含量高达 41花生短肽及其组分具有较高的抗氧化和一定的 80.71% 降胆固醇活性,其中组分Ⅲ的抗氧化活性最高。 参考文献: 表4 超滤后不同分子量花生肽所占比例 [1]张昕蕾,倪德培,江志炜.花生及花生蛋白的制取技术进 展m.中国油脂,1998,23(4):3-5. 【2】GAUTHIER S F,POULIOT Y,SAINT—SAUVEUR D. 2.4.2凝胶柱层析 Imunomodulatory peptides obtained by the enzymatic hydrolysis 采用Spehadex G一15对分子量小于1 kDa的短肽进 ofwhey proteins[J].Int DairyJ,2006(16):197—211. 行初步分离。分离层析条件为:样品质量浓度40 mg/ 【3】SHIMIZU M,SAWASHITA N,M0RIMATsu F,et a1. mL,上样量2 mL,蒸馏水洗脱流速0.2 mL/min;在220 Antithrombotic papain——hydrolyzed peptides isolated from nm处测定吸光度。结果如图5所示。 pork meat[J].Thrombosis Res,2009(123):753—757. 由图5可知,利用Spehadex G一15对分子量小于1 kDa的短肽进行分离后得到组分I、组分Ⅱ和组分Ⅲ 【4]KORHONEN H,PIHLANTO A.Bioactive peptides: 3个组分。分别收集3个组分经真空冷冻干燥后测定其 production and functionality[j].International Dairy Journal, 活性。 2006(16):945—960. [5】SATOSHI NAGAOKA,ATSUSHI NAKAMURA, > g HARUHIKO SHIBATA,et a1.Soystatin(VAWWMY),a Novel Bile Acid—Binding Peptide,Decreased Micellar Solubihty 亩 盈 and Inhibited Cholesterol Absorption in Rats[J1.Bioscience, Biotechnology,and Biochemisty,2010(r74):1738—1741. 30 酏 90 120 l50 180 210 240 27a 300 330 时间/arin [6范远景,孟凡莉,易苗苗,等.酶解花生蛋白制备功能性短 6]肽条件优化研究U】.食品科学,2010,31(18):31-36. [7】刘4)11,刘晔,沈娜娜.花生肽的制备及其功能特 i ̄-O].中 国油脂,2013,38(3):31-33. 图5 凝胶G1 5分离纯化花生短肽图谱 2.5花生短肽的活性分析 由表5可知,花生短肽及其组分具有较高的抗氧 8】ADLER—NISSEN J.Enzymic Hydrolysis of Food Proteins 化和一定的降胆固醇活性,其中组分Ⅲ的抗氧化活性 【最高。 【DJ.Elsevier Appfied Science Pubhshers,1986. 表5 花生短肽及其组分的活性 [9]王春艳.杏仁短肽制备及其降血压活性研究【D].北京:中 国农业科学院,2011. 【10】NAGAOKA S,FUTAMURA Y,MIWA K,et a1. Identiicatfion of novel hy—pocholesterolemic peptidesderived from bovinemilk ~Lactoglobu—lin[J】.Biochimical and Biophysicla Research Communications,2001(281):11—17. ,,、 《食品工业}2014#-g35gg 9期 

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