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本研究以酪蛋白和大豆蛋白粉为参照,采用代谢技术,观察了低变性脱脂花生粉的营养生理功能,并进一步选用Alcalase蛋白酶水解花生蛋白制备了高纯度的花生肽,采用多种体外实验方法和动物实验评价了花生肽的抗氧化活性,为科学、合理地开发花生蛋白资源提供理论依据。主要研究结果如下:
1.通过动物实验,对低变性蛋白粉营养生理功能的研究结果表明:
(1)与酪蛋白相比,大豆蛋白粉能够显著性降低大鼠血清胆固醇(TC)水平和肝脏甘油三酯(TG)水平,而花生蛋白粉不仅可以使大鼠血清和肝脏TG含量降低,还显著性降低了大鼠血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平,升高了血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平,表明花生蛋白粉对实验大鼠血脂具有显著的调节作用;
(2)大豆蛋白粉显著性增加大鼠对锌和铁的表观吸收率和表观存留率,花生蛋白粉显著性增加大鼠对铜的表观吸收率和表观存留率以及对铁的表观吸收率,表明大豆蛋白粉可以改善锌和铁缺乏,而花生蛋白粉对改善铜和铁缺乏具有积极意义;研究还发现,花生蛋白粉能促进尿中微量元素锌、铜、铁、锰等的排泄,特别是能够大大提高内源性铜的排泄,这对因铜负荷过度造成的疾病具有临床营养学意义;
(3)花生蛋白组大鼠肠道粪便大肠杆菌和产气荚膜梭菌数量显著性降低,而双歧杆菌大大增殖,B/E值显著性升高,表明花生蛋白对肠道菌群具有调节作用。
2.选择了7种当前已经工业化生产的食品级酶类,包括碱性蛋白酶Alcalase、复合蛋白酶Protamex、木瓜蛋白酶Papain(固态和液态)、中性蛋白酶Nutrase、中性蛋白酶As1.398以及风味蛋白酶Flavorzyme。以单酶水解或双酶顺序水解花生分离蛋白的方式制备花生肽,以硫氰酸铁法和硫代巴比妥酸反应物法测定不同酶解产物的抗氧化能力,结果表明花生蛋白的不同酶解产物均具有一定的抗氧化作用,其中Alcalase作用产物的抗氧化能力最强,因此确定Alcalase作为制备花生抗氧化肽的适宜用酶。
3.对Alcalase酶水解花生分离蛋白的条件优化的研究表明,花生蛋白的最佳预处理条件是90℃加热20min,水解条件为:温度55℃,pH值7.5,底物浓度8%,酶添加量3%(E/S),酶解时间6h,此时其酶解产物抑制亚油酸氧化的能力最强;对用超滤法制备的不同分子量范围的花生肽的抗氧化实验表明,花生肽中具有抗氧化功能的成分主要集中在分子量5kDal以下。
4.花生分离蛋白经蛋白酶Alcalase在最适作用条件下水解后,得到的混合肽的分子量基本分布在300~2600Dal范围内,其中分子量在1000Dal以下的约占98.5%;体外抗氧化实验研究表明,花生肽能够有效抑制亚油酸自氧化、清除DPPH自由基、具有较强的还原能力、能够有效抑制大鼠肝脏匀浆脂质过氧化(自发、H2O2诱导、Fe2+诱导),且其作用在一定浓度范围内随着浓度的增加而增强。花生分离蛋白虽然也有一定的抗氧化能力,但与花生肽相比,其作用要微弱的多。
5.通过对花生肽抗氧化作用的动物实验研究发现,一定剂量的花生肽能够有效抑制半乳糖致衰老大鼠体重的下降,减缓脑指数和胸腺指数的下降,明显减少D-半乳糖致衰老大鼠血清中总胆汁酸的积累,抑制血清丙氨酸氨基转移酶活性的升高,表明花生肽能有效地预防D-半乳糖所致肝细胞损伤,改善肝功能;而且,花生肽能够提高半乳糖致衰老大鼠血清、脑、肝脏的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,以及肝脏的过氧化氢酶(CAT)活性,能够降低大鼠血清丙二醛(MDA)含量和脑、肝脏的脂褐质(LF)含量,表明花生肽具有显著的抗氧化作用,但其作用大小呈剂量依赖关系。