鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)抗氧化肽的制备及其抗氧化机制研究

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鲢鱼是我国产量较大的淡水鱼种,因其多骨刺,腥味重等原因,市场价值低,利用蛋白酶制各蛋白水解产物是其高值化利用的有效途径。抗氧化肽种类繁多,组成各异,关于肽的抗氧化机理还不清楚。目前,对鲢鱼抗氧化肽研究在国内外较少。因此,本研究以鲢鱼蛋白为原料,采用酶解方法制备抗氧化活性肽,从化学体系、细胞体系、食品体系、动物实验等探索其抗氧化机制,为开发鲢鱼抗氧化肽提供理论基础。 1.研究了脱脂对酶水解效果的影响和水解用酶的筛选。 鲢鱼肉脱脂后,进行酶解,酶解产物脂肪和灰分含量显著下降,蛋白质含量显著升高,腥味下降:色泽较佳,且色泽在保藏过程中稳定;水解产物具有较高的抗氧化活性。不同蛋白酶的筛选实验表明:Flavourzyme、Alealase的酶解产物具有较强的O2-.清除活性,选择这两种酶作为抗氧化研究用酶。 2.研究了酶的种类,水解时间、水解度等因素对鲢鱼蛋白水解产物的抗氧化活性影响,并对不同水解度的鲢鱼肉蛋白水解产物的功能性质进行了研究。 (1)不同酶解时间的Flavourzyme和Alcalase蛋白酶酶解制备的水解产物的分子量分布的主峰都低于5kDa;当水解时间超过1.5h时,<1kDa的分子量组分占60%以上。随水解时间的延长,蛋白酶酶解产物对亚油酸的抑制、HO-的清除效果都是先增加后降低。Alcalase对亚油酸氧化的抑制率、HO-的清除率分别在水解时间为1.5h,2h时达到最大,都高于Flavourzyme不同酶解时间的水解产物的活性。不同水解度的酶解产物的DH与其还原力和金属鳌合活性的分别呈负相关和正相关。除还原力外,Alcalase蛋白酶解产物的抗氧化活性要高于Flavourzyme的。 (2)水解度为5%和15%的Alcalase蛋白水解产物功能性质表明:水解产物的浊度越大,溶解度越小。随水解度的增加,水解产物的乳化活性指数,乳化稳定性,起泡性和泡沫稳定性减小。 3.采用响应面优化酶解工艺,制各出鲢鱼抗氧化肽(SAP)。 以超氧阴离子自由基清除率为响应值,得出Alealase最佳酶解条件为:酶浓度为3.55%,水解时间为63.15min,水解温度在55.17℃。通过对抗氧化指标的测定可以看出响应面预测值与实际值相差甚微,说明应用响应面分析法对酶解条件优化实验准确率高 4.应甩多指标、多体系研究了不同超滤组分的抗氧化特性;并应用凝胶柱、离子交换柱层析对抗氧化肽进一步分离纯化,确定具有抗氧化活性的有效组分。 (1)鲢鱼抗氧化肽(SAP)经过超滤分离获得3个组分:SAP I(>5kDa)、SAPⅡ(1-5kDa)、SAPⅢ(<1kDa)。超滤能够根据膜孔经的大小对SAP进行分离。超滤分离后SAPⅢ的氨基态、灰分含量增加。水解产物及其超滤组分的矿物质元素主要为钙、钠和钾。 (2)SAPIII对HO.、O2-·、ABTS+、过氧自由基的清除效果及抑制亚油酸氧化作用最强。将SAPⅢ的超滤组分与α-生育酚混合后,对抑制亚油酸氧化具有显著的增效作用。然而,SAPⅢ清除DPPH活性及总抗氧化力显著高于SAPⅠ,但与SAP和SAPⅡ之间差异不显著;SAPⅡ与SAP Ⅰ对脂肪氧合酶活性的抑制率较高,并高于SAPⅢ。SAPⅢ具有最高的金属离子鳌合活性,其鳌合活性与肌肽(90.25%)接近,SAPⅢ的金属离子鳌合活性具有饱和性。紫外可见扫描图谱发现,在280nm附近出现明显的吸收峰,这表明SAPⅢ能与Fe2+形成稳定的肽-Fe2+鳌合物。SAPⅢ对AAPH及金属离子催化的l卵磷脂氧化生成的TBARS具有较强的抑制活性,并呈剂量依赖性。SAPⅢ对AAPH催化的脂质氧化的抑制效果显著高于肌肽,这表明SAPⅢ可能与肌肽存在不同的抗氧化机制,即SAPⅢ具有较强的清除过氧自由基的活性。另外,SAPⅢ具有较强的抑制Cu2+催化的LDL氧化作用,延长脂质氧化的延迟期,降低最大脂质氧化产物的量。 (3)用Sephadex G-25、SP Sephadex C-25对SAPⅢ进行分离纯化,对所得的各组分进行抗氧化的测定,B2峰的抗氧化活性较高,分子量为226.9-438.2Da之间,推断其为SAPⅢ的抗氧化有效成分。 5.鲢鱼抗氧化肽对鱼脂质氧化的抑制作用,揭示其在食品体系中的抗氧化特性。 (1)SAP对冷藏鱼肉(切碎)贮藏期间的TBARS值,CD值、POV值的生成量都有较强的脂质氧化的抑制效果,并呈现量效关系。SAP具有减少烹调过程中重量损失的作用。SAP能够抑制冷藏鱼肉pH值和TVB-N的升高,具有一定的保鲜效果。 (2)SAP具有较强的抑制冻藏鲅鱼片油脂氧化的作用。主要表现为:SAP能够抑制冻藏鱼片的游离脂肪酸、TBARS、荧光物含量质的增加,其抑制效果与肌肽接近。SAP具有抑制贮藏结束时的鱼片CD值升高的作用;贮藏90-150天时,SAP处理的鱼片的∑SFA低于对照,而∑PUFA和PI高于对照。另外,SAP能够较好的抑制冻藏过程中鱼片的内源性抗氧化剂α-维生素E含量的下降,保持鱼片的弹性、硬度,且与肌肽、PG处理差异不显著。 6.揭示了鲢鱼抗氧化肽及超滤组分SAPⅢ对高血脂大鼠的抗氧化能力的影响。 建立了大鼠Ⅱa型的高血脂模型。SAP、SAPⅢ均可以有效提高高血脂大鼠血清的HDL-C、TG与ApoA水平,降低其LDL-C、TC、ApoB水平与动脉硬化指数,并呈现量效依赖性。SAP、SAPⅢ显著降低大鼠肝脏的TC,TG水平。SAP、SAPⅢ均可以有效降低大鼠体内的MDA含量,保持大鼠血清和肝脏的SOD、GSH-Px活性,抑制高脂大鼠NO含量的下降。其中SAPⅢ降低高脂大鼠血清的TC、MDA水平,提高ApoA、SOD水平的作用要强于SAP;与SAP组相比,SAPm组的大鼠肝脏具有较高的T-AO℃光镜观察表明,SAPⅢ组具有减轻肝脏脂肪肝的作用。高血脂症大鼠的血脂水平,其肝脏的TC、TG水平与氧化一抗氧化水平是密切相关的。 7.鲢鱼抗氧化肽及超滤各组分的的其他生物活性。 SAPⅢ具有较高ACE抑制活性和抑制人肝癌细胞BEL7402、人肺腺癌细胞,A549细胞生长的活性,这与清除自由基和抑制脂质氧化的作用具有一定的相关性。 综上所述:鲢鱼肽的抗氧化活性取决于所用酶的种类,酶解条件、水解度、氨基酸组成和分子量分布等因素。在体外,鲢鱼肽的抗氧化机制与肌肽相类似,主要为表现为:清除自由基;抑制由酶、金属离子、自由基催化的脂质氧化;鳌合金属离子及增效作用;抑制食品中脂质氧化初级和二级氧化产物的生成,同时能够抑制食品中内源性抗氧化剂的降解。在体内,鲢鱼肽能够提高大鼠体内抗氧化酶的活性,降低脂质过氧化对机体的损伤,这是其体内的抗氧化机制。
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