酶解豆粕制取谷氨酰胺结合肽及其性质研究

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谷氨酰胺(Glutamine,Gln)是一种条件必需氨基酸,除作为蛋白质和肽的组分外,在维持机体的酸碱平衡、调节机体的免疫机能以及为特定器官、组织和细胞的物质和能量代谢提供原料等方面具有重要作用,但是谷氨酰胺单体在水中的溶解度低,稳定性差限制了它的推广应用,为了克服谷氨酰胺的这些缺点,人们主要采用谷氨酰胺结合肽。目前使用的主要是人工合成Ala-Gln和Gly-Gln,其价格昂贵。从富含谷氨酰胺的植物蛋白通过酶解制备谷氨酰胺结合肽,是一个经济有效的途径。大豆蛋白的谷氨酰胺含量丰富,本实验研究以豆粕为原料,通过酶解制取谷氨酰胺的生物活性肽。采用SAS9.2统计软件Central Composite设计,以水解度为评价指标,对实验数据进行回归方程拟合,对回归方程求一阶偏导,优化出最佳酶解工艺参数。实验结果表明:胰蛋白酶最佳酶解工艺条件为pH7.83、温度50℃、加酶量4920 U/g豆粕、液固比12mL/g、水解时间3.7h,在此条件下水解度12.79%,酶解液Gln含量5.92μmol/mL;Protamex复合酶最佳酶解工艺条件为pH6.74、温度52.5℃、加酶量2859U/g豆粕、液固比12mL/g、水解时间10h,在此条件下水解度15.72%;双酶组合最佳酶解工艺条件为pH7.5、温度50℃、液固比12mL/g、水解时间10h,Protamex复合酶和胰蛋白酶同时加入,Protamex复合酶加酶量2859U/g豆粕、胰蛋白酶加酶量4920U/g豆粕,在此条件下水解度21.80%。谷氨酰胺肽的肽链越短,越易被机体吸收利用。实验结果表明随着水解度由6.76%增加到22.02%,Gln结合肽分子量大于1000的比例由28.64%减少到8.63%;分子量低于1000的比例由71.36%增加到92.37%;采用胰蛋白酶和Protamex复合蛋白酶双酶组合进行水解后,将酶解液冷冻干燥,得到了水解度为22.02%的谷氨酰胺肽粗品,得率70.82%(以有效Gln计),蛋白质含量56.67%,水分含量4.73%。Gln粗品经过交联葡聚糖凝胶柱G-15(1.6×100 cm)柱层析初步分离后得到五个组分,三个主要组分中组分1、组分2、组分3的Gln含量分别为:8.6532 %、5.8114%和5.7377%,分别占Gln肽粗品中Gln含量的百分比为64.60%、12.31%和22.66%;Gln粗品中有效谷氨酰胺主要集中在组分1中,分子量分布主要集中在132~1000之间。经过121℃高温杀菌试验和不同条件下谷氨酰胺肽贮藏稳定性试验,结果表明谷氨酰胺肽具有良好的热稳定性,可以经受高温杀菌,谷氨酰胺肽最有效的贮藏方法是以固体粉末状态在4℃恒温贮藏,贮藏3个月Gln分解率为2.8709%;85℃加速试验6周,Gln水解率为8.1561%<10%,谷氨酰胺肽具有良好的贮藏稳定性。
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