杂交鲟蛋白水解物的制备、分离及性质研究

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如今,人们对如何利用酶解手段从鱼蛋白中提取有价值的营养物质越来越感兴趣。鱼蛋白水解物(FPH)是以鱼为原料,经酶解而制备的产物。从FPH中生产的肽具有较小的分子质量,可以被用于各种疾病的治疗,如动脉粥样硬化、癌症、冠心病和心血管疾病。将酶解工艺与超声波、微波辐射、超声/微波集成等现代技术相结合制备FPH,有助于改进酶水解工艺和提高产品性能。首先,杂交鲟(Acipenser ruthenus Linnaeus x Huso dauricus(Georgi))肌肉为原料,研究了不同条件下木瓜蛋白酶对蛋白水解物水解度的影响。在固液比为1:1、酶-底物比为3%、p H为6、温度为70℃、培养时间为6h的最佳工艺条件下,蛋白的水解度为24.89%。蛋白水解物的得率为17.47%,其中蛋白质含量为79.67%,氨基酸含量为96.35g/g蛋白质。多肽的分子量随水解时间的延长而减小。制备的蛋白水解物的溶解度为86.57~98.74%,乳化活性指数为11.0~13.27m2/g,在不同p H水平下乳化稳定性指数高于94%,持水能力为1.93g水/g蛋白质,持油能力为2.59g油/g蛋白质,起泡能力为76.67%。其次,利用Alcalase 2.4L酶制备杂交鲟蛋白水解物。最佳条件下(酶-底物比3.5%、p H为8.5、温度为55°C),水解度在1、3和6h下分别为13.8%、16.7%、19.1%。当水解度为19.1%时,粗蛋白质和氨基酸含量分别增加到86.97%和78.29%。低分子量多肽含量明显增加,其可提高不同p H条件下水解物的溶解度等功能性质90%以上。所得蛋白水解物具有良好的乳化性和较高的吸油率。此外,抗氧化活性如1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)的抑制率、铁还原力和亚铁离子(Fe2+)螯合能力依赖于水解物的浓度。第三部分,研究了不同酶解条件和酶的种类对中华鲟蛋白水解物结构和理化特性的影响。酶解过程中使用了木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶2.4L两种酶。碱性蛋白酶酶解下水解度和Zeta电位分别为15.55%和15.53±0.77 m V,而木瓜蛋白酶显著提高了水解度(20.62%),降低了Zeta电位(12.4±1.31 m V)。碱性蛋白酶2.4L水解物的粒径(822.047±61.26 nm)小于木瓜蛋白酶水解物的粒径(1425.39±44.82nm)。经木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶2.4L酶水解,水解物分子量低于1000Da的含量达到了98.27%和86.84%。酶的种类和蛋白质浓度显著影响水解物的表面疏水性和浊度。X-射线衍射分析表明,木瓜蛋白酶水解物的相对结晶度(30.33%)高于碱性蛋白酶2.4L水解物(29.40%)。傅里叶变换红外光谱显示碱性蛋白酶水解物含有明显的酰胺带峰。热学性质也受酶解的影响,木瓜蛋白酶和碱性蛋白酶水解物的熔融温度分别为159.17℃和149.58℃,质量损失率分别为67.04%和62.8%。第四部分,研究了超声波和微波技术对中华鲟蛋白水解物的生产效率及其抗氧化性的影响。首先,样品经过热处理以达到最佳温度,即55°C。在最佳处理时间(8min)下,利用超声波(US)、微波(MW)超声—微波联合预处理(US+MW)制备的蛋白水解物水解度分别为7.63%、5.55%和6.02%。在US+EN、MW+EN和US+MW+EN的最佳条件下,预处理样品的水解度分别提高到19.41%、14.18%和16.91%。其中,US+EN处理的水解度、得率、分子量(≤1000Da)、氨基酸总量和溶解度最高,分别为19.41%、18.62%、89.24%、80.08%和98.58%。DPPH、ABTS和还原力测定结果表明,US+MW+EN处理的蛋白水解物具有最高的抗氧化活性,DPPH、ABTS的半抑制浓度分别为3.01 mg/m L和1.85 mg/m L,当蛋白水解液浓度为5 mg/m L时,其还原力为0.528。在第五部分,用两种不同的酶对酶解过程中得到的多肽按分子量进行分级,得到4个级分(<1000、1000-2000、2000-3000和>3000Da)。采用DPPH法、ABTS法和还原力测定法对不同分子量蛋白的抗氧化活性进行了评价。两种蛋白水解物中分子量均小于1000Da的多肽组分具有较高的抗氧化活性。而碱性蛋白酶肽段(分子量<1000Da)在所有测定中的活性较高,分别为84.81%(DPPH)、93.96mg trolox/g蛋白(ABTS)和1.51(还原力)。目前的工作结果表明,使用酶解手段可以改善所得多肽的性质,这有益于多肽在食品工业的应用。超声技术的应用提高了蛋白水解物的水解度,而超声波/微波联合使用改善了蛋白水解物的抗氧化性能。
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