免费文献传递   相关文献

功能山杏整仁的酶法制备条件优化及功能评价



全 文 :※生物工程 食品科学 2015, Vol.36, No.19 153
功能山杏整仁的酶法制备条件优化及功能评价
崔 洁1,李 琳2,张乔会2,董施斌2,王建中2,*
(1.北京林业大学自然保护区学院,北京 100083;
2.北京林业大学生物科学与技术学院,林业食品加工与安全北京市重点实验室,北京 100083)
摘  要:本研究对完整形态的山杏整仁进行酶解,使之释放出具有功能活性的短肽,以强化或赋予其保健功能,
拟开发出具有降血糖和抗氧化活性的功能山杏仁产品。在单因素试验的基础上,采用响应面试验优化脱苦山杏整
仁的酶解条件,得到的最佳酶解参数为:温度50 ℃、pH 7.0、加酶量6.0%、酶解时间8.0 h;同等条件下进行验证实
验,得到山杏整仁的水解度为26.43%,与理论模型预测值27.85%基本相符。脱苦山杏整仁水解物表现出了良好的体
外抗氧化能力和α-葡萄糖苷酶抑制活性。当质量浓度为10.00 mg/mL时,对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、超氧阴离
子自由基(O2
-·)和羟自由基(·OH)的清除率分别为50.44%、65.22%、22.78%;当质量浓度为160.00 mg/mL时,
其总还原力(吸光度)为1.072;通过超滤分离得到≤5、5~10、10~30、≥30 kD这4 组不同分子质量组分,当质量
浓度为10.00 mg/mL时,对α-葡萄糖苷酶的抑制率分别为3.65%、4.43%、7.94%、10.00%;选取抑制效果最好的≤5 kD
组分经凝胶层析进一步分离得到3 个洗脱峰,质量浓度为10.00 mg/mL时,3 个洗脱峰的α-葡萄糖苷酶抑制率分别为
11.52%、10.65%、9.67%。结果表明:脱苦山杏整仁酶解后产生了具有良好抗氧化活性和抑制α-葡萄糖苷酶活性的多
肽,与未经酶解的山杏整仁相比,其保健活性显著提高。
关键词:山杏整仁;功能食品;木瓜蛋白酶;响应面;抗氧化;α-葡萄糖苷酶抑制活性
Optimization of Enzymatic Hydrolysis Whole Apricot (Armeniaca sibirica) Kernel and Biological Activities of Its Hydrolysate
CUI Jie1, LI Lin 2, ZHANG Qiaohui2, DONG Shibin2, WANG Jianzhong2,*
(1. School of Nature Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2. Beijing Key Laboratory of Forest Food
Processing and Safety, College of Biological Sciences and Technology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)
Abstract: By using single factor and orthogonal array designs, the optimized hydrolysis conditions of whole apricot kernel
employing papain for improved degree of hydrolysis were obtained as hydrolysis temperature of 50 ℃, initial pH of 7.0,
hydrolysis time of 8.0 h, and enzyme concentration of 6.0%. Under these conditions, the maximum experimental value of
hydrolysis degree of 26.43% was achieved, agreeing with the predicted value of 27.85%. This paper also reports on the
antioxidant activity and α-glucosidase inhibitory effect of the enzymatic hydrolysate. The scavenging rates of 1,1-diphenyl-
2-picrylhydrazyl radical (DPPH), superoxide anion radical (O2
-·), and hydroxyl radical (·OH) with the hydrolysate at a
concentration of 10.00 mg/mL were 50.44%, 65.22% and 22.78%, respectively. When the concentration increased to
160.00 mg/mL, the absorbance value for reducing power was 1.072. Four peptides extracted from the hydrolysate were
separated by ultrafiltration as ≤ 5, 5–10, 10–30 and ≥ 30 kD. The inhibitory rates of α-glucosidase by the four peptides
at 10.00 mg/mL were 3.65%, 4.43%, 7.94% and 10.00%, respectively. Then, the peptide fraction with molecular weight
less than 5 kD, the most active against α-glucosidase, was further separated into three components by gel filtration
chromatography, with inhibitory rates on α-glucosidase of 11.52%, 10.65% and 9.67%, respectively. The results showed that
the peptides derived from enzymatic hydrolysate of whole apricot kernel have good antioxidant activity and α-glucosidase
inhibitory effect in vitro, exerting improved health-protective effects than native apricot kernel.
Key words: whole apricot kernel; functional food; papain; response surface methodology; antioxidant activity; α-glucosidase
inhibitory activity
中图分类号:TS201.2 文献标志码:A 文章编号:1002-6630(2015)19-0153-06
doi:10.7506/spkx1002-6630-201519027
收稿日期:2014-12-18
基金项目:国家林业局林业公益性行业科研专项(201004081)
作者简介:崔洁(1986—),女,博士,研究方向为植物资源利用与天然产物开发。E-mail:cuijie@bjfu.edu.cn
*通信作者:王建中(1952—),男,教授,硕士,研究方向为植物资源利用与天然产物开发,农副产品加工与贮藏保鲜,区
域农业规划。E-mail:w62338221@163.com
154 2015, Vol.36, No.19 食品科学 ※生物工程
山杏(Armeniaca sibirica)是蔷薇科杏属植物,又
称西伯利亚杏,其杏仁可食,种皮深黄色或红棕色,略
扁呈心形,种子长1~1.5 cm,宽约1 cm[1]。山杏蛋白的
氨基酸组成丰富,含有8 种人体所必需的氨基酸,含量
为7.92%,占到山杏蛋白氨基酸总量的30%左右,比其他
坚果类食品氨基酸种类多、含量比例好,是良好的蛋白
来源[2]。目前山杏蛋白的应用研究主要是制备功能多肽,
或制成药剂形式的功能性产品或直接作为食品辅料加入
食品中[3-4]。但因深加工水平落后使得我国杏仁主要以原
料形式出口,2009年我国山杏整仁产量约2×104 t,出口
量7 000~8 000 t,占世界贸易量的80%[5]。随着杏仁产量
不断提高,需要探索杏仁油脂特别是杏仁蛋白质的高值
化、功能化开发手段,以杜绝不必要的资源浪费[6]。有研
究发现,山杏整仁蛋白经酶消化后会释放出具有生物学
功能的肽类,具有抗疲劳、调节激素分泌、调节生理代
谢、促进矿质吸收、增进免疫调节、降血压、抗氧化等
特性[7]。
以食品自身为载体,强化或赋予其一定的功能活
性是当今功能食品的研究发展方向之一。本研究以脱苦
山杏整仁为原料,经木瓜蛋白酶酶解山杏整仁(富肽功
能山杏整仁),以期强化或赋予山杏整仁营养功能。首
先以水解度为响应值,采用响应面方法优化山杏整仁酶
解工艺参数,探索富含功能多肽的山杏整仁保健产品的
加工技术;其次,评价山杏整仁酶解物的抗氧化活性和
α-葡萄糖苷酶抑制活性。本研究旨在为富含功能性多肽
的山杏整仁保健产品的研发提供新思路,并为其合理应
用提供一定的理论指导。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
山杏整仁,由承德平泉亚欧杏仁贸易有限公司提供。
α-葡萄糖苷酶、4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷(纯
度>99%)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-
p i c r y l h y d r a z y l,D P P H) 美国 S i g m a公司;
Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O、Na2CO3、无水乙
醇、木瓜蛋白酶(4.342×104 U/g)、中性甲醛、石油
醚、氢氧化钠、盐酸、柠檬酸 北京化工厂;邻苯三
酚、三羟甲基氨基甲烷(Tris)、三氯乙酸、邻二氮菲、
硫酸亚铁、双氧水、铁氰化钾、氯化铁 天津市津科精
细化工研究所。以上试剂除特别说明外均为分析纯。实
验用水为蒸馏水。
1.2 仪器与设备
FW100高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公
司;TH/T16MM台式高速离心机 湖南赫西仪器装备有
限公司;恒温水浴锅、磁力搅拌器、752 紫外分光光度计
上海美谱达仪器有限公司;PHS-3D型精密型pH计 上海
三信仪表厂;真空冷冻干燥机LL-1500 赛默飞世尔科
技(中国)有限公司;SENCOR-201旋转蒸发仪 上海
申顺生物科技有限公司;Model -680酶标仪 美国
Bio-Rad公司;高效液相色谱分析仪 上海沪西仪器分
析厂有限公司。
1.3 方法
1.3.1 分析方法
山杏整仁含水量检测参考GB 5009.3—2010《食品
安全国家标准 食品中水分测定》;吸水率检验参考
SN/T 0800.10—1999《进出口粮食、饲料吸水率检验方
法》;水解度的测定方法参考文献[8-9]。
1.3.2 山杏整仁的酶解工艺流程及操作要点
酶解工艺流程:山杏整仁→脱苦→去皮→浸酶→培
养→灭酶→烘干。
操作要点:将脱苦去皮的山杏整仁浸泡到按一定比
例配制好的酶液中,55 ℃、一定酸碱度条件下充分浸渍
4.0 h,将浸足酶液的山杏整仁取出密封,在一定温度条
件下使用木瓜蛋白酶酶解,酶解好的山杏整仁于100 ℃灭
酶10 min,在干燥箱中烘干,封袋保藏。脱苦方法[10]:
脱苦时间20 min,液料比为10∶1(V/m),柠檬酸质量浓
度为0.24 g/L,脱苦温度为82 ℃,真空度为-0.09 MPa。
1.3.3 山杏整仁酶解条件单因素试验
首先,固定酶解pH值为7.0、酶解时间为7.0 h、酶
解温度为50 ℃,分别以加酶量(质量分数,下同)为
4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%进行酶解;其次,固
定酶解pH值和酶解温度同上,加酶量为6.0%,分别酶解
3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0 h;
再次,分别在pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0条件下进行酶
解,固定其他因素同上;最后,分别以45、50、55、
60、65 ℃环境进行酶解,固定其他因素同上。所有试验
重复3 次,以水解度为指标确定最佳因素水平。
1.3.4 山杏整仁酶解条件响应面试验
根据单因素试验结果,选取影响酶解效果显著的
3 个因素进行响应面优化试验,运用Design Expert 7.1软
件,根据Box-Behnken中心组合试验设计原理[11-14],采用
三因素三水平的响应面分析法,以山杏整仁水解度为响
应值,确定最佳制备工艺。
1.3.5 山杏整仁酶解多肽的制备
根据1.3.4节得到的最佳酶解工艺制备山杏整仁,经
粉碎磨粉过筛,取山杏整仁粉在50 ℃去离子水中恒温搅
拌浸提1.0 h,冷却至室温,4 000 r/min离心10 min,取上
清液冷冻干燥,备用。
1.3.6 山杏整仁酶解液的体外抗氧化能力测定
以未酶解的山杏整仁作为参照,测定山杏整仁酶解
后抗氧化能力变化。其中, DPPH自由基清除率测定方法
※生物工程 食品科学 2015, Vol.36, No.19 155
参照文献[15-16];超氧阴离子自由基(O2
-·)清除率测
定方法参照文献[17-18];羟自由基(·OH)清除率测定
方法参照文献[19];还原力测定方法参照文献[20]。
1.3.7 山杏整仁酶解液中具有α-葡萄糖苷酶抑制剂活性
(α-glucosidase inhibitor activity,AGA)组分的筛选分离
将山杏整仁酶解溶液微滤后,分别经截留分子质
量为5、10、30 kD的超滤膜进行超滤,进行体外α-葡萄
糖苷酶抑制活性检测,然后经凝胶层析分离,再测定其
α-葡萄糖苷酶抑制活性。
层析条件:样品质量浓度:50 mg/mL;进样量
2.0 mL;流速1.50 mL/min;洗脱液Tris-HCl缓冲液
(pH 8.0);凝胶柱规格:1.5 cm×60 cm,填料为G-25
葡聚糖凝胶,检测波长为280 nm [21]。
α-葡萄糖苷酶抑制率测定方法参照文献[22],有所调
整。计算公式如下:
α-㪑㨴㌆㤧䞦ᣁࡦ⦷/%=˄1- ˅×100Aṧ૱-A㛼ᲟAオⲭ (1)
式中:A样品为样品体系在405 nm波长处的吸光度;
A空白为空白体系在405 nm波长处的吸光度;A背景为不加酶
体系在405 nm波长处的吸光度。
1.4 数据分析
每组实验均重复3 次,取平均值,采用t检验进行的
显著性分析。
2 结果与分析
2.1 山杏整仁的含水量和吸水率
按照GB 5009.3—2010方法测得脱苦山杏整仁的含水
量为3.80%左右。根据基础含水量,测定在50 ℃条件下
山杏整仁的吸水率,结果如图1所示。
1
10
20
30
40
50
60
2 3 ᰦ䰤/h4 5 6 7੨≤⦷/%
图 1 山杏整仁吸水率变化
Fig.1 Effect of hydrolysis time on water-absorbing capacity of apricot kernel
由图1可知,山杏整仁在前2 h内吸水迅速,而后趋
于平缓,在第4小时山杏整仁的吸水率达到53.34%,与
第3小时差异显著(P<0.05),而第5小时后山杏整仁的
吸水率有所减小,可能是山杏整仁中的可溶性物质溶出
所致,故确定山杏整仁酶解液浸渍时间为4.0 h。
2.2 单因素试验结果
10
4 5 6 ࡴ䝊䞣/%7 8 9 10∈㾷ᑺ/% 15202530 a
10
45 50 䝊㾷⏽ᑺ/ć55 60 65∈㾷ᑺ/% 15202530 b
10
5 6 䝊㾷pH7 8 9∈㾷ᑺ/% 15202530 c
10
43 5 6 䝊㾷ᯊ䯈/h7 8 9 10 11 12∈㾷ᑺ/% 15202530 d
图 2 不同单因素对山杏整仁水解度的影响
Fig.2 Effects of different factors on enzymatic hydrolysis of apricot kernel
由图2a可知,在一定条件下,山杏整仁水解度随木瓜蛋
白酶加酶量的增加也平稳增加,当加酶量在8%时,水解度达
到28.03%,说明底物与酶解条件一定的情况下,山杏整仁水解
度随加酶量的递增而增加。酶用量继续增加,水解度变化幅
度不大,可能是酶解液已达到饱和状态。同时酶用量太大会
影响山杏整仁的口感和色泽,导致其感官食用性降低;由图
2b可知,温度在50 ℃时,山杏整仁水解度达到了最大值25.85%
(P<0.05),随后温度升高,水解度反而下降,这可
能是温度超过木瓜蛋白酶的最适温度,导致酶活性下
降,酶解效果降低;由图2c可知,当pH<7.0时,随pH
值升高,山杏整仁水解度提高,在pH 7.0时达到最大值
25.76%(P<0.05),而在pH>7.0后山杏整仁水解度开
始降低,这可能是超出木瓜蛋白酶最适pH值所致;由
图2d可知,当酶解时间<8 h时,山杏整仁水解度随酶
解时间延长而增加,趋势明显;第8小时达到25.53%
156 2015, Vol.36, No.19 食品科学 ※生物工程
(P<0.05),之后随时间延长增加幅度减小,这可能是
底物减少造成的。
2.3 响应面试验结果
2.3.1 响应面数据及模型的建立
在单因素试验结果的基础上进行进一步优化试验,
以酶解温度、酶解pH值、加酶量3 个因素作为变量,以
水解度Y为响应值,设计响应面试验(表1)。
表 1 Box-Behnken试验设计方案与结果
Table 1 Box-Behnken design with experimental values of hydrolysis degree
试验号 A酶解温度/℃ B酶解pH C加酶量/% Y水解度/%
1 -1(45) -1(6) 0(6) 20.18
2 1(55) -1 0 24.06
3 -1 1(8) 0 25.64
4 1 1 0 26.83
5 -1 0(7) -1(5) 20.85
6 1 0 -1 22.79
7 -1 0 1(7) 23.91
8 1 0 1 26.61
9 0(50) -1 -1 20.20
10 0 1 -1 20.05
11 0 -1 1 18.64
12 0 1 1 27.03
13 0 0 0 27.76
14 0 0 0 27.87
15 0 0 0 27.44
16 0 0 0 28.18
17 0 0 0 28.03
根据表1的试验结果,经回归分析后得回归方程:
Y=-300.952 00+4.177 25A+36.087 25B+26.725 50C-
0.134 50AB+0.038 00AC+2.135 00BC-0.032 21A2-
2.865 25B2-3.502 75C2 (2)
表 2 回归方程方差分析
Table 2 Analysis of variance of regression equation
来源 平方和 自由度 均方 F值 P值
模型 181.41 9 20.16 242.16 <0.001
失拟项 0.29 3 0.097 1.32 0.385 3
误差项 0.29 4 0.073
残差 0.61 7 0.087
总和 181.99 16
由表2可知,此回归模型的F值为242.16,P<0.001,
表明该模型高度显著,并由P值可知,只有<0.1%的机率
发生模拟无效,而失拟项不显著,这说明该模型符合实
际实验情况,能够很好地模拟该实验的结果。
表 3 回归方程系数显著性检验
Table 3 Significance test of regression equation
因素 系数估计 标准误差 F值 P值 显著性
常数项 27.85 0.13
A 27.85 0.13 141.59 <0.001 **
B 1.21 0.10 407.37 <0.001 **
C 2.06 0.10 227.20 <0.001 **
A2 -0.81 0.14 32.80 0.007 **
B2 -2.87 0.14 415.29 <0.001 **
C2 -3.50 0.14 620.64 <0.001 **
AB -0.67 0.14 21.73 0.023 *
AC 0.19 0.14 1.73 0.229 3
BC 2.13 0.14 219.05 <0.001 **
注:**. P < 0.01,差异极显著;*. P < 0.05,差异显著。
由表 3可知,各因素对水解度的影响均极显著
(P<0.01)。由F值可知,各因素对山杏整仁水解度的
影响次序是酶解pH值>加酶量>酶解温度。
2.3.2 响应面分析
利用Design Expert软件根据响应面模型的拟合结果,
以山杏整仁水解度为响应值,固定1 个因素于中心水平,
以另外2 个因素为自变量绘制响应面和等高线,见图3。
由图中可以直观看出该响应面模型具有最高点。
45.0
6.0B䞦䀓pH6.57.07.58.0≤䀓ᓖ/% 20.10022.22524.35026.47528.600 47.5 50.052.555.0
A䞦䀓⑙ᓖ/ć
45.0
B 䞦䀓pH
6.0
6.5
7.0
27.143 7
25.761 5
5
24.379 222.997 0
21.614 7
7.5
8.0 ≤䀓ᓖ/%
47.5 50.0 52.5 55.0
A䞦䀓⑙ᓖ/ć
45.0
A䞦䀓⑙ᓖ/ć5.0C࣐䞦䟿/%5.56.06.57.0≤䀓ᓖ/% 20.8024.7026.6528.6022.75 47.550.052.555.0
45.0
C
࣐䞦䟿/%
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0 ≤䀓ᓖ/%
47.5 50.0
A䞦䀓⑙ᓖ/ć52.5 55.024.74322.233 5 23.488 324.74325.997 8 527.252 5
6.05.0
C࣐䞦䟿/%5.56.06.57.0≤䀓ᓖ/% 18.0020.7523.5026.2529.00 6.5B䞦䀓pH7.0 7.5 8.0
※生物工程 食品科学 2015, Vol.36, No.19 157
6.0
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
20.460 7
22.097 6
22.097 6
23.734 6
25.371 5
27.008 4
22.097 6
≤䀓ᓖ/%
6.5 7.0 7.5 8.0
B䞦䀓pHC ࣐䞦䟿/% 20.460 7
图 3 不同因素交互作用的响应面和等高线
Fig.3 Response surface and contour plots for the effects of different
factors on hydrolysis degree
根据上述模型拟合结果可知,山杏整仁的最优酶解
工艺是酶解温度50 ℃、酶解pH 7.0、加酶量6.0%,在此
条件下模型预测山杏整仁水解度最高为27.85%。为了检
验模型预测结果是否可靠,对上述条件进行了验证,得
到山杏整仁水解度为26.43%,与预测值基本一致,由此
得出该模型可以很好地模拟预测山杏整仁的酶解条件。
2.4 山杏整仁酶解液的体外抗氧化活性
2
D
PP
H
㠚⭡ส␵䲔⦷/%
0
10
20
30
40
50
60 a
4 6 8 10ኡᵿᮤӱ䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/mL˅䞦䀓ਾ 䞦䀓ࡽ
2
O
2-
g␵䲔⦷/%
0
10
20
30
40
50
80
60
70
b
4 6 8 10ኡᵿᮤӱ䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/mL˅䞦䀓ਾ 䞦䀓ࡽ
2
gOH ␵䲔⦷/%
0
5
10
15
20
25
30 c
4 6 8 10ኡᵿᮤӱ䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/mL˅䞦䀓ਾ 䞦䀓ࡽ
80
A 7
00
n
m
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2 d
100 120 140 160ኡᵿᮤӱ䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/mL˅䞦䀓ਾ 䞦䀓ࡽ
图 4 山杏整仁酶解液的抗氧化能力
Fig.4 Antioxidant activity of apricot kernel hydrolysate
由图4a可知,未经酶解的山杏整仁同样具有一定的
DPPH自由基清除能力,经对比可看出,酶解山杏整仁
清除DPPH自由基的能力更强,且清除率与剂量相关,
说明酶解产生了更多清除DPPH自由基的小分子肽类。
当酶解山杏整仁质量浓度为10.00 mg/mL时,DPPH自由
基清除率达到了最大值50.44%(P<0.05);由图4b可
知,酶解后山杏整仁清除O2
-·能力也明显提升,且清除
能力随质量浓度增加而增强。当酶解山杏整仁质量浓度
为10.00 mg/mL时,清除率达到65.22%(P<0.05)。而
后O2
-·清除效果逐渐趋于平稳状态,这说明山杏整仁经
酶解后多肽含量增多,逐步达到其最大清除能力;山杏
整仁经酶解清除·OH能力亦明显提高,且随质量浓度升
高稳定上升,当酶解山杏整仁质量浓度为10.00 mg/mL
时,·OH清除率达到22.78%(P<0.05),说明酶解后
山杏整仁具有更好的清除·OH能力;山杏整仁较酶解前
还原力大幅提升且与样品质量浓度成正相关,当质量浓
度为160.00 mg/mL时,在700 nm波长处的吸光度达到1.072
(P<0.05),这说明酶解使得山杏整仁具有更好的还原
力。这些结果与先磨粉后酶解的山杏整仁多肽抗氧化能力
结果非常接近[2],同时与其他蛋白酶解产物相比较[23],抗
氧化能力更有优势,这也充分印证了酶解山杏整仁富含
多肽的营养价值。
2.5 山杏整仁酶解液AGA测定结果
2.5.1 超滤组分AGA测定结果İ5 kD5~10 kD10~30 kDı30 kD
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
4 6 8 10 12ኡᵿᮤӱཊ㛭䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/mL˅ᣁࡦ⦷/%
图 5 不同分子质量山杏整仁多肽α-葡萄糖苷酶抑制率曲线
Fig.5 Inhibition curves of apricot kernel peptides with different
molecular weights against α-glucosidase
由图5可知,随质量浓度增加,不同分子质量超滤
组分的α-葡萄糖苷酶抑制率都相应增加;当质量浓度为
10.00 mg/mL时,≤5、5~10、10~30、≥30 kD组分对
α -葡萄糖苷酶的抑制率可分别达10 .00%、7 .94%、
4.43%、3.65%。说明分子质量越小,α-葡萄糖苷酶抑制
效果越好。这与王晟等[24]对山杏整仁先磨粉后酶解的结
果相比,抑制效果接近但是稍弱一些,原因可能是山杏
整仁与酶解液接触不充分,酶解效果较后者弱一些;与
蜂王浆水溶性蛋白多肽的抑制效果趋势一致[25],分子质
量越小,抑制效果越好。
158 2015, Vol.36, No.19 食品科学 ※生物工程
2.5.2 山杏整仁酶解液中≤5 kD组分凝胶层析结果与
AGA分析
1
0
A 2
80
n
m
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
a
1 000 2 000 3 000ᰦ䰤/s 4 000 5 000 6 0002 3⍇㝡ጠ3⍇㝡ጠ2⍇㝡ጠ1
2
ᣁࡦ⦷/%
0
5
10
15
20 b
4 6 8䍘䟿⎃ᓖ/˄mg/mL˅ 10 12
图 6 ≤5 kD活性组分的Sephadex G-25分离谱图(a)及分离组分的
AGA比较结果(b)
Fig.6 Separation of ≤ 5 kD peptides isolated from pepsin hydrolysate
using Sephadex G-25 and their inhibitory effect curves
由图6可知,山杏整仁酶解液中≤5 kD组分经凝胶
层析分离得到3 个洗脱峰,当质量浓度为10.00 mg/mL
时,3 个洗脱峰的α-葡萄糖苷酶抑制率分别为11.52%、
10.65%、9.67%,洗脱峰1中多肽活性较高。与分离前抑制
效果区别不大,这一点与蜂王浆水溶性蛋白多肽不同[25],
后者分子质量变小之后,尤其是<650 D的分子质量片
段,抑制效果可以达到35%。
3 结 论
本实验测得脱苦山杏整仁含水量为3.80%,且第4小
时吸水率基本接近最大值,为53.34%,故后期山杏整仁
在酶液中浸泡时间定为4.0 h。
通过响应面方法优化了山杏整仁最佳酶解条件为:
酶解温度50 ℃、酶解pH 7.0、加酶量6.0%。并在此条件
下进行验证实验,水解度为26.43%,与预测值27.85%相
接近,说明该响应面模型可以很好地模拟预测山杏整仁
酶解条件。而且,本实验制备酶解山杏整仁的方法工艺
简单、技术成熟、易于实现工业化生产。
本实验测得山杏整仁经酶解后具有更好的抗氧化
活性和一定的α-葡萄糖苷酶抑制作用,其中酶解物中
≤5 kD组分在经Sephadex G-25凝胶层析前后α-葡萄糖
苷酶抑制活性变化不大,表明酶解后富含多肽的山杏整
仁的抗氧化应激损伤和抑制餐后血糖上升的能力明显增
强,同时也说明无需进行功能活性部位的分离提纯,这
将大大降低加工成本。因此,通过整仁酶解方法提升山
杏整仁的功能保健性与食用性是可行的。
参考文献:
[1] 李强. 志丹杏杏仁中苦杏仁苷提取、纯化及水解研究[D]. 西安: 陕
西师范大学, 2006: 1-2.
[2] 顾欣, 崔洁, 李迪, 等. 山杏仁肽的体外抗氧化活性研究[J]. 中国油
脂, 2012, 37(9): 40-43.
[3] 张昊, 任发政. 天然抗氧化肽的研究进展[J]. 食品科学, 2008, 29(4):
443-447.
[4] 田金强, 兰彦平, 朱克瑞, 等. 欧李仁综合利用关键技术研究[J]. 中
国油脂, 2012, 37(2): 65-69.
[5] 王静, 李兴文, 张雪峰, 等. 我省山杏仁生产大发展初探[J]. 河北林
业, 2009(2): 9.
[6] 宋曰钦, 王建中, 赵云霞, 等. 苦杏仁蛋白开发利用的前景[J]. 中国
农学通报, 2006, 22(1): 68-70.
[7] 盛小娜, 王璋, 许时婴. 甜杏仁蛋白的功能和结构的研究[J]. 食品工
业科技, 2008, 29(5): 133-136.
[8] 孙立, 毛晓英, 陈计峦, 等. 碱性蛋白酶酶解红花籽蛋白制备抗氧化
肽工艺的研究[J]. 中国油脂, 2014, 39(9): 31-35.
[9] 谈佳玉, 王承明. 响应面法优化酶法制备花生蛋白的工艺研究[J].
中国粮油学报, 2011, 26(8): 100-104.
[10] 张乔会, 李军, 逄锦慧, 等. 响应面法优化山杏仁脱苦工艺的研究[J].
食品工业科技, 2014, 35(21): 248-252.
[11] 曲留柱, 金世超, 崔洁, 等. 响应面优化闪式提取香蕉多酚氧化酶[J].
食品科学, 2013, 34(2): 136-142.
[12] WANG G, DONG Zuomin, AITCHISON P. Adaptive response
surface method: a global optimization scheme for approximation-based
design problems[J]. Engineering Optimization, 2001, 33(6): 707-734.
[13] FAN Sanhong, HU Yanan, LI Chen, et al. Optimization of preparation
of antioxidative peptides from pumpkin seeds using response surface
method[J]. PLoS ONE, 2014, 9(3): e92335. doi: 10.1371/journal.
pone.0092335.
[14] TANG Desong, TIAN Yingjuan, HE Yuanzhe, et al. Optimisation of
ultrasonic-assisted protein extraction from brewer’s spent grain[J].
Czech Journal of Food Science, 2010, 28(1): 9-17.
[15] 杨少辉, 宋英今, 王洁华, 等. 雪莲果体外抗氧化和自由基清除能力[J].
食品科学, 2010, 31(17): 166-169.
[16] MOON J Y. Antioxidant and antiproliferative activities of mango
(Mangifera indica L.) flesh and peel[J]. Food Chemistry, 2010, 121(2):
429-436.
[17] 赵艳红, 李建科, 李国荣. 石榴皮多酚纯化及其抗氧化活性表征[J].
食品科学, 2010, 31(11): 31-37.
[18] LIU Qian, KONG Baohua, XIONG Youling, et al. Antioxidant activity
and functional properties of porcine plasma protein hydrolysate as
influenced by the degree of hydrolysis[J]. Food Chemistry, 2010,
118(2): 403-410.
[19] YOU Lijun, ZHAO Mouming, REGENSTEIN J M, et al. In vitro
antioxidant activity and in vivo anti-fatigue effect of loach (Misgurnus
anguillicaudatus) peptides prepared by papain digestion[J]. Food
Chemistry, 2011, 124(1): 188-194.
[20] 崔洁, 顾欣, 黄昆, 等. 山杏果肉可溶性膳食纤维的抗氧化活性与红
外光谱分析[J]. 食品与发酵工业, 2012, 38(1): 123-127.
[21] GU Xin, HOU Yakun, LI Di, et al. Separation, purification and
identification of angiotensin I: converting enzyme inhibitory peptides
from walnut (Juglans regia L.) hydrolyzate[J]. International Journal of
Food Properties, 2015, 18(2): 266-276.
[22] 周琳娜. 杜仲叶的发酵及其α-葡萄糖苷酶抑制活性[D]. 北京: 北京
林业大学, 2012: 13-14.
[23] 范金波, 王芳, 孙雁, 等. 丝胶蛋白酶解产物抗氧化活性的研究[J].
食品科学, 2008, 29(5): 250-253.
[24] 王晟, 崔洁, 顾欣, 等. 木瓜蛋白酶制备山杏源降糖肽工艺优化研究[J].
食品工业科技, 2014, 35(9): 169-173.
[25] 励建荣, 齐旦旦, 张蕾. 蜂王浆水溶性蛋白质及其水解多肽对自由
基的清除能力和对胰脂肪酶和α-葡萄糖苷酶的抑制活性[J]. 中国食
品学报, 2012, 12(9): 8-15.