全 文 ：《食品工业》2013 年第34卷第 3 期 12
干燥方式对瓠瓜胰蛋白酶抑制剂活性的影响
邵悦，张程，张琪，马勇*
渤海大学化学化工与食品安全学院（锦州 121013）
摘 要 应用冷冻干燥、真空干燥、鼓风干燥、自然干燥四种方法，将鲜嫩瓠瓜制成干粉。采用水提法从瓠瓜
干粉中提取胰蛋白酶抑制剂，研究了温度、液料体积比、时间、pH4 个影响因素，最佳提取条件为：恒温水浴
60 ℃、pH 9.0、料液体积比1∶150、1 h。测定并比较了不同干燥方法所得瓠瓜干粉中胰蛋白酶抑制剂的活性，其
中，冷冻干燥的影响最小。
关键词 干燥；瓠瓜干粉；胰蛋白酶抑制剂；活性
The Influence of Drying Strategies on the Bioactivity of
Gourd Trypsin Inhibitor
Shao Yue, Zhang Cheng, Zhang Qi, Ma Yong *
College of Chemistry, Chemical Engineering and Food Safety, Bohai University (Jinzhou 121013)
Abstract The fresh gourd was prepared into dry powders by using four different strategies including freeze
drying, vacuum drying, forced air drying and natural drying. The trypsin inhibitor was collected from the dry
powders though the aqueous extraction process. The experimental parameters such as temperature, time, pH and
volume ratio of solid to liquid were investigated, confi rming the optimal conditions to be extracted for 1 h at 60 ℃
and pH 9.0, with volume ratio of solid to liquid of 1∶150. The bioactivity of gourd trypsin inhibitor obtained from
different drying strategies was determined and compared, indicating that the freeze drying method had the minimal
infl uence on the bioactivity of trypsin inhibitor.
Keywords drying strategy; gourd dry powder; trypsin inhibitor; bioactivity
瓠瓜（Calabash Gourd，Bottle Gourd）又名长瓠、
扁蒲、瓠子、蒲瓜、瓠瓜等，属瓠瓜科一年生草本植
物，在我国各地都有栽培。瓠瓜果实老熟后经一定处
理可作容器如酒壶、水瓢、药罐等。鲜嫩瓠瓜可以食
用，含有碳水化合物、钙、磷、铁、锌、尼克酸、抗
坏血酸等营养成分[1]。此外，瓠瓜中还含有一定量的
胰蛋白酶抑制剂。
胰蛋白酶抑制剂（或称抑肽酶）能抑制胰蛋白酶
及糜蛋白酶，阻止胰脏中其他活性蛋白酶原的激活，
抑制酶的催化作用或阻止酶原转化为有活性的酶，使
体内的蛋白酶抑制剂与蛋白水解酶形成动态平衡，在
一系列的生理代谢中起着调控作用，是免疫系统的重
要组成部分[2]。
瓠瓜来源的胰蛋白酶抑制剂具有环境兼容性好、
安全、开发成本低等优点[3]。但是瓠瓜收获的季节性
很强，长期存放极易使其发生木质化，而且新鲜瓠
瓜的含水量高达90%以上，存放不当则会使其发生变
质。瓠瓜的这些特点也影响其胰蛋白酶抑制剂的
开发、利用。本试验通过冷冻真空干燥、恒温鼓风
干燥、恒温真空干燥、自然干燥等方式将鲜嫩的瓠
瓜果肉干燥，研究干燥方式对瓠瓜胰蛋白酶抑制剂的
影响。
1 材料与方法
1.1 主要仪器、材料、试剂
瓠瓜，市售，鲜嫩，产自锦州闾山。
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工艺技术
《食品工业》2013 年第34卷第 3 期 13 *通讯作者；基金项目：辽宁省教育厅重点实验室项目（2009S004）、渤海大学辽宁省高校重大科技平台“食品
贮藏加工及质量安全控制工程技术研究中心”与“辽宁省
食品安全重点实验室”开放课题（LNSAKF2011027）
大豆胰蛋白酶抑制剂标准品，国药集团化学试剂
有限公司；苯甲酰DL-精氨酸对硝基苯胺，BAPNA，
Sigma产品；胰蛋白酶，北京奥博星生物技术责任有
限公司；三羟甲基氨基甲烷，Tris，国药集团化学试
剂有限公司；无水氯化钙，分析纯，天津市大茂化学
试剂有限公司；二甲亚砜，色谱纯，国药集团化学试
剂有限公司；三氯乙酸，分析纯，天津市盛淼精细化
工公司。
胰蛋白酶溶液：称取10 mg胰蛋白酶，转移至
500 mL容量瓶，用0.001 mol·L-1盐酸20 mL溶解，以
去离子水稀释定容并混匀；BAPNA溶液：称取40 mg
BAPNA，溶于1 mL二甲基亚砜中，并将缓冲溶液预
热至37 ℃作为溶剂将上述试剂稀释成100 mL；缓冲
溶液：称取3.025 g三羟甲基氨基甲烷（Tris），1.47 g
CaCl2·H2O，溶于400 mL去离子水中，用1 mol·L-1
盐酸调pH，使溶液在37 ℃时的pH为8.2，以去离子水
溶解并稀释至500 mL；乙酸溶液（30%），盐酸溶液
（1.0 mol·L-1），氢氧化钠溶液（1.0 mol·L-1）。
TU-1900双光束紫外可见分光光度计：京普析通
用仪器有限责任公司；HH-501超级恒温水浴：金坛
市科析仪器有限公司；RE 52-86A旋转蒸发器：上海
亚荣生化仪器厂；LGJ-12冷冻干燥机：北京松源华兴
科技有限公司；DZF-6020型真空干燥箱：上海精宏
实验设备有限公司；DHG-9038A鼓风干燥箱：上海精
宏实验设备有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 冷冻干燥
将瓠瓜洗净，刮去外皮，削成20 mm×5 mm×2 mm
条状，均匀的平铺在平皿上，置于冷冻干燥机内，于
-50 ℃冷冻干燥8 h，取出，置于干燥器中至室温。然
后，用研钵磨成粉末状，测定胰蛋白酶抑制剂活性。
1.2.2 鼓风干燥
将瓠瓜洗净，刮去外皮，削成50 mm×20 mm×3 mm
片状。然后用钢丝将瓠瓜片穿成串，置于鼓风干燥箱
中干燥。通过正交试验选择干燥条件，如表1所示。
待瓠瓜片干燥后，取出，置于干燥器中至室温。然
后，用研钵将其研成粉末状，测定胰蛋白酶抑制剂活
性，确定最佳干燥条件。
1.2.3 真空干燥
将瓠瓜洗净，刮去外皮，削成20 mm×5 mm×2 mm
条状，用铁丝串起，置于真空干燥箱中干燥。然后将
其研成粉末状，测定胰蛋白酶抑制剂活性，确定最佳
干燥条件。
1.2.3.1 加热温度的确定
在0.07 MPa的真空度下，选择四种不同温度
（40 ℃，50 ℃，60 ℃，70 ℃）干燥4 h，待瓠瓜片
干燥后，取出，置于干燥器中至室温。然后，用研
钵将其研成粉末状，测定胰蛋白酶抑制剂活性，确定
最佳干燥温度。
1.2.3.2 真空度的确定
在最佳干燥温度下，选择四种不同真空度
（0.03，0.05，0.07，0.09 MPa）干燥4 h，待瓠瓜片干
燥后，取出，置于干燥器中至室温。然后，用研钵将
其研成粉末状，测定胰蛋白酶抑制剂活性，确定最佳
真空度。
1.2.4 自然干燥
将瓠瓜洗净，刮去外皮，削成20 mm×5 mm×2 mm
条状，均匀的平铺在平皿上，在阳光下自然干燥。待
瓠瓜条干燥后用粉碎机将其粉碎成细粉状。待瓠瓜片
干燥后，用研钵将其研成粉末状，测定胰蛋白酶抑制
剂活性。
1.2.5 胰蛋白酶抑制剂的提取与测定方法
1.2.5.1 提取方法[4]
取瓠瓜干粉1 g，加入蒸馏水，调节pH，水浴
加热提取，抽滤，减压浓缩至20 mL，离心20 min
（1 000 r·min-1），上清液即为样品提取液。
1.2.5.2 胰蛋白酶抑制剂活性及抑制率的测定方法
以BAPNA为底物，建立一个特定的酶反应体系[5-6]。
胰蛋白酶可催化水解BAPNA，引起410 nm波长吸光度
增加；而胰蛋白酶抑制剂加入上述体系后，抑制了胰
蛋白酶的活性，使吸光度增加的幅度有所减少，以它
的减少程度表示抑制剂的抑制能力，从而计算出抑制
活性（每克蛋白质抑制纯胰蛋白酶的毫升数）。
取提取液1 mL于试管中，加入蒸馏水1 mL、胰蛋
白酶溶液2 mL、BAPNA溶液5 mL，在37 ℃恒温水浴
10 min后加入乙酸溶液1 mL，再使用紫外分光光度计
在410 nm波长处测定吸光度，计算其相应的抑制率或
活性。
T=[A0-（Ai-A空）]/0.01 （1）
η={[A0-（Ai-A空）]/A0}×100% （2）
式中：A0，水解产生PNA的吸光度；Ai：样品的
吸光度；A空：空白的吸光度；T：活性，TIU；η：抑
制率。
2 结果与讨论
2.1 瓠瓜干粉中胰蛋白酶抑制剂的提取
取1 g冷冻干燥所得瓠瓜干粉，以蒸馏水为提取溶
剂提取胰蛋白酶抑制剂，正交因素、水平及结果如表
1所示。
由表1中的极值R可看出：各因素对试验结果的影
响次序为A>C>B>D，对抑制率影响最大的是温度，其
次是pH，然后是料液体积比，影响最小的是提取时
间，最优组合是A1B3C3D1。即最佳提取条件为：60 ℃、
料液体积比1∶150、pH 9.0和1 h。
工艺技术
《食品工业》2013 年第34卷第 3 期 14
表1 正交试验结果
试验号
因素
η/%A加热温
度/℃
B料液
体积比 C pH
D加热
时间/h
1 1(60) 1(1∶50) 1(5) 1 60.00
2 1 2(1∶100) 2(7) 2 63.10
3 1 3(1∶150) 3(9) 3 71.81
4 2(65) 1 2 3 55.34
5 2 2 3 1 53.93
6 2 3 1 2 54.17
7 3(70) 1 3 2 64.80
8 3 2 1 3 55.04
9 3 3 2 1 71.73
K1 194.91 180.14 169.21 185.66
K2 163.44 182.07 190.17 182.07
K3 191.57 197.71 190.54 182.19
k1 64.97 60.05 56.40 61.887
k2 54.48 60.69 63.39 60.69
k3 63.86 65.90 63.513 60.73
R 10.49 5.85 7.113 1.197
2.2 不同干燥方式对瓠瓜胰蛋白酶抑制剂活性的影响
2.2.1 冷冻干燥
按照最佳提取条件提取、测定瓠瓜干粉胰蛋白酶
抑制剂抑制率、活性，结果见表2。
表2 冷冻干燥结果
条件 A0 Ai A空 η/% TIU
数据 0.382 0.414 0.248 74.79 21.60
2.2.2 鼓风干燥
表3 鼓风干燥结果
序号
因素
A0 Ai A空 TIUA加热
温度/℃
B加热
时间/h
C质
量/g
1 1(60) 1(2) 1(50) 0.326 0.387 0.216 15.5
2 1 2(3) 2(100) 0.326 0.379 0.195 14.2
3 1 3(4) 3(150) 0.313 0.396 0.246 16.3
4 2(70) 1 2 0.348 0.382 0.164 13.0
5 2 2 3 0.313 0.351 0.159 12.1
6 2 3 1 - - - -
7 3(80) 1 3 - - - -
8 3 2 1 - - - -
9 3 3 2 - - - -
由表3第6~9组数据可见，由于样品质量小、温度
高、时间长，破坏了胰蛋白酶抑制剂的结构，导致其
活性的丧失。而且，鼓风干燥中瓠瓜片出现局部褐变
现象。因此，恒温鼓风干燥不适宜。
2.2.3 真空干燥
图1 温度对抑制活性的影响
由图1可见，在4种温度干燥条件下，50 ℃时胰蛋
白酶抑制剂的抑制活性最高为15.70。
图2 真空度对抑制活性的影响
由图2可见，在0.09 MPa真空度下干燥，胰蛋白酶
抑制剂的活性最高。即最佳的真空干燥条件为50 ℃、
0.09 MPa、4 h，胰蛋白酶抑制剂的活性TIU=18.00。
2.2.4 自然干燥
在自然干燥条件下，瓠瓜胰蛋白酶抑制剂的活
性为TIU=16.90，在干燥的过程中需要的时间较长。
但方便、简捷，效果较好，对胰蛋白酶抑制剂的活
性影响不大。干燥后的瓠瓜条萎缩，坚硬易碎，颜色
微黄。
表4 自然干燥结果
A0 Ai A空 TIU 状态
0.371 0.402 0.20 16.90 萎缩，易碎，微黄
3 结论
1) 确定了从瓠瓜干粉中提取胰蛋白酶抑制剂的
最优条件，即恒温水浴60℃、pH 9.0、料液体积比
1∶150、提取1 h。
2) 冷冻干燥瓠瓜干粉的胰蛋白酶抑制剂活性为
21.60真空干燥为18.00，自然干燥为16.90，鼓风干燥
为16.30。
3) 不同干燥方式对瓠瓜胰蛋白酶抑制剂活性的影
响大小是：冷冻干燥<真空干燥<自然干燥<鼓风
干燥。
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