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鹰嘴豆多肽的制备及其改性研究

周丽卿  
【摘要】:鹰嘴豆蛋白具有来源丰富、低过敏性、高生物效价的优点,是难得的高品质植物蛋白质,蛋白质功效比值、氨基酸含量和消化率等均优于其他豆类。氧化与人类的许多疾病诸如癌症、老化、动脉硬化等发病机理有关。适当摄入具有抗氧化活性的物质可以降低体内自由基水平,防止脂质过氧化,帮助机体抵御疾病,开展鹰嘴豆抗氧化活性肽的制备及改性研究具有重要意义,为鹰嘴豆资源的开发利用提供理论依据。本文以脱脂鹰嘴豆为试验材料,采用碱溶酸沉法提取鹰嘴豆蛋白,对鹰嘴豆蛋白提取工艺条件、鹰嘴豆蛋白酶解工艺参数、类蛋白反应条件以及超声预处理鹰嘴豆蛋白工艺进行优化,建立鹰嘴豆蛋白酶解动力学模型,其结果如下: 碱溶酸沉工艺参数对鹰嘴豆蛋白提取率有显著影响,因素影响主次顺序为pH值>液料比>提取时间。鹰嘴豆蛋白碱溶酸沉提取优化工艺参数为pH11.0、液料比17.7:1(mL/g)、提取时间88.4min、提取温度20℃,蛋白提取率达到82.33%。所得鹰嘴豆蛋白提取回归模型高度显著(R2=0.9630),拟合性好,可用于预测蛋白提取率。 碱性蛋白酶对鹰嘴豆蛋白的酶解作用显著高于木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶和菠萝蛋白酶。利用正交试验对碱性蛋白酶酶解鹰嘴豆蛋白的酶解工艺进行优化,各因素对还原力影响主次顺序为加酶量酶解时间pH底物浓度;各因素对OH清除率影响主次顺序为酶解时间加酶量pH底物浓度;各因素对多肽得率影响主次顺序为加酶量 pH底物浓度酶解时间;各因素对水解度影响主次顺序为pH酶解时间加酶量底物浓度,综合考虑,碱性蛋白酶酶解鹰嘴豆蛋白的优化工艺参数为pH值8.0、酶解时间90min、加酶量5000U/g、底物浓度2%,酶解温度50℃。此条件下的多肽水解度为20.03%, OH清除率76.96%,还原力0.687,多肽得率51.12%。 碱性蛋白酶酶解鹰嘴豆蛋白的动力学研究表明,在pH值9.0、温度50℃、初始底物浓度35g/L时,水解度随着初始酶浓度的增加而增加;初始酶浓度1.75g/L时,水解度随着初始底物浓度的增加而减小,此条件下最大反应速度Vmax=0.6556(g/L min),米氏常数km=63.20g/L;当pH值9.0、温度50℃条件,酶解时间10min水解动力学模型为DH=4.1126Log(E0/S0)+12.44;当pH值9.0、温度50℃条件,水解度DH=6.024ln[1+(0.9886(E0/S0)+0.1632)t],碱性蛋白酶的失活常数kd=1.0428min-1。 对鹰嘴豆蛋白碱性蛋白酶水解产物进行类蛋白反应修饰,优化的类蛋白反应条件是酶加量500U/g,温度30℃,底物质量分数50%,反应5.6h,游离氨基减少量为175.78μmol/g达到最大。影响类蛋白反应的主次因素为pH>加酶量>底物浓度。类蛋白反应修饰产物的还原力和OH清除率显著提高,还原力最大值为2.04, OH清除率IC50最小值为7.57g/L。 超声波预处理对鹰嘴豆蛋白抗氧化肽的还原力、·OH清除率和水解度有影响。各因素对还原能力的影响大小为超声波功率超声温度超声时间,各因素对·OH清除率、水解度的影响大小为超声波功率超声时间超声温度。优化工艺参数为超声波功率750W,超声时间28min,超声温度48℃,其鹰嘴豆蛋白酶解产物的·OH清除率、还原力、水解度分别为95.97%、1.73、25.04%。与未经超声波预处理的比较,·OH的半清除浓度IC50值从10.58g/L降到8.81g/L;还原力在多肽浓度为12g/L时,从1.46增加到2.16;水解度从20.03%增加到25.04%。表明超声波预处理能显著提高鹰嘴豆蛋白的酶解效率和抗氧化活性。


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