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响应面法酶解藜麦蛋白制备α-淀粉酶抑制肽的工艺研究(一)

来源:郑州天顺食品添加剂有限公司 发布时间:2023-04-21 21:56:50 关注: 0 次
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藜麦,原产于南美洲安第斯山区的一种伪谷物,一年生,叶子较宽,自花授粉。藜麦具有耐寒、耐旱、耐盐碱和生长在贫瘠土壤的能力。藜麦不含麸质,是素食主义者的理想食品。藜麦是一种全蛋白食品,蛋白质含量高达12%~23%,且氨基酸含量丰富,其中赖氨酸含量是普通谷物的2倍,氨基酸组成接近FAO推荐的理想蛋白比例,是一种很好的植物蛋白来源。

藜麦富含淀粉、脂肪、膳食纤维和多种营养元素,有着“营养黄金”之称。藜麦及其种子可用于啤酒酿造,藜麦芽可加入沙拉中食用,此外,藜麦还可用于味噌、酱粉、黄酒、饮料、饼干、面包等调味品和食品的制作。藜麦具有多种化学成分,包括皂素、植物甾醇、植物蜕皮激素、酚类物质和生物活性肽。因此,藜麦是一种功能性食品。

是一种功能性食品。研究表明,藜麦多肽液具有抗氧化、抑制血管紧张素转换酶活性、降血糖等作用。目前,对藜麦的相关研究主要集中在黄酮、多酚、蛋白等提取分离和相关活性研究上,酶解藜麦蛋白制备功能活性肽的报道较少,VilcacundoR等模拟人体胃肠环境消化藜麦蛋白,分离出具有抑制二肽酶IV、α-淀粉酶、α-葡糖苷酶活性肽链。田旭静等以风味蛋白酶和碱性蛋白酶为1:1酶解藜麦糠蛋白制备抗氧化肽,其活性与剂量呈量效关系。

实验利用藜麦为材料,提取蛋白进行酶解,以酶解后的多肽液对α-淀粉酶的抑制率为评价指标,筛选出最佳蛋白酶,通过酶解条件优化实验获得最佳酶解工艺条件,为藜麦的相关研究和保健酒类饮料的开发及应用提供了参考。

一、材料与方法

1、材料与试剂

藜麦:粉碎过60目筛脱脂、烘干,山西稼祺藜麦开发有限公司;牛血清蛋白:武汉华顺试剂耗材有限公司;正己烷、氢氧化钠、盐酸、酒石酸钾钠、三氯乙酸、可溶性淀粉:分析纯,国药集团化学试剂有限公司;中性蛋白酶(100U/mg)、碱性蛋白酶(200U/mg)、风味蛋白酶(20u/mg)、胰蛋白酶(250u/mg)、α-淀粉酶(2×104U/mL,用pH6.9的磷酸盐缓冲溶液配成10u/mL使用):上海源叶生物科技有限公司。

2、仪器与设备

AR313电子天平、FE20pH计,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;HK-04A粉碎机,广州市旭朗机械设备有限公司;Multifugex1R高速冷冻离心机,赛默飞世尔科技(上海)有限公司;UV-1000分光光度计,日本岛津科技有限公司;85-2型磁力搅拌机,上海司乐仪器有限公司。

3、方法

(1)藜麦蛋白酶解工艺

称取一定量粉碎脱脂后的藜麦粉,采用碱溶酸沉法提取藜麦粗蛋白,将提取的粗蛋白样品配制成1%质量浓度的蛋白液,分别用不同的蛋白酶进行酶解,酶解完后沸水浴灭酶10min,冷却,以8000r/min离心10min,收集上清液测其多肽含量,比较不同酶解条件制备的酶解液对α-淀粉酶活性的抑制率,以研究藜麦多肽制备的酶解工艺。

(2)检测方法

①多肽含量及得率测定

采用双缩脲法绘制牛血清蛋白标准曲线。
多肽液样品多肽含量的检测:取3mL样品溶液加入3mL15%(W/V)的三氯乙酸(TCA)水溶液于漩涡混合仪上混合均匀,然后在10000r/min下离心10min,取上清液于540nm下测定OD值,对照标准曲线求得样品溶液中的多肽浓度C(g/L),进而可求得样品中的多肽含量。

②藜麦多肽液对α-淀粉酶活性抑制率的测定

样品管:取0.5mL离心后的多肽液和等量的10U/mLα-淀粉酶溶液于37℃加热10min,然后加入2%可溶性淀粉1mL,反应5min,加入DNS试剂1mL,沸水浴5min冷却,稀释至25mL,于520nm测定吸光度OD。对照管:用蒸馏水代替多肽液,记作OD,以蒸馏水代替淀粉液作空白,记作OD”。

(3)藜麦蛋白酶解工艺优化

①蛋白酶的筛选

选择中性蛋白酶、碱性蛋白酶、风味蛋白酶、胰蛋白酶4种蛋白酶分别进行初步水解。水解条件:藜麦蛋白质量浓度1%,加酶量0.3×104U/g,在不同蛋白酶各自最适pH和温度条件下酶解(见表1),酶解时间为60min,以多肽得率和α-淀粉酶活性抑制率为评价指标,筛选出多肽得率高且活性抑制率高的蛋白酶,进行下一步试验。

②藜麦蛋白酶解单因素试验

酶解时问对α-淀粉酶活性抑制率的影响:称取0.5g藜麦粗蛋白粉5份,分别加入50mL的水配制成1%的蛋白溶液,在pH8.0、温度50℃、加酶量0.3×104U/g的条件下分别酶解1,1.5,2,2.5,3h。

酶解温度对α-淀粉酶活性抑制率的影响:称取0.5g藜麦粗蛋白粉5份,分别加入50mL的水配制成1%的蛋白溶液,在温度30,40,50,60,70℃、pH8.0、加酶量0.3×104U/g的条件下酶解2h。

pH对α-淀粉酶活性抑制率的影响:称取0.5g藜麦粗蛋白粉5份,分别加入50mL的水配制成1%的蛋白溶液,设定酶解温度50℃,加酶量0.3×104U/g,分别在pH6,7,8,9,10的条件下酶解2h。

加酶量对α-淀粉酶活性抑制率的影响:称取0.5g藜麦粗蛋白粉5份,加入50mL的水配制成1%的蛋白溶液,设定pH8,温度50℃,分别在加酶量0.2×104,0.3×104,0.4×104,0.5×104,0.6×104U/g的条件下酶解2h。

(4)响应面试验

依据蛋白酶解工艺的单因素试验结果,以温度、pH、加酶量、酶解时间4个因素为自变量,以旷淀粉酶活性抑制率为响应值,采用响应面法四因素三水平试验进行优化,按照BoX-Behnken原理进行试验设计。

(5)数据处理

采用Orign8.5、DesignExpert8.0.6软件对试验数据进行处理。

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