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题目:蚕蛹降糖多肽的制备及活性表征

关键词:酶解,蚕蛹多肽,降糖活性,膜分离,多肽产品

  摘要


以安康脱脂蚕蛹粉为原料,研究酶解蚕蛹多肽的降糖活性。建立降糖活性表征模型——对α-Glucosidase活性的影响和对酿酒酵母糖代谢的影响。以α-Glucosidase活性的抑制率为指标,初次优化酶解工艺,再通过对酿酒酵母糖代谢的影响试验验证所优化的酶解工艺,进而筛选出降糖活性较高的酶解蚕蛹多肽。研究蚕蛹蛋白的组成成分、二级结构、微观结构和氨基酸组成,分离蚕蛹蛋白并比较不同蛋白质组分的降糖效果。超滤膜分离蚕蛹多肽,比较各分子量多肽的降糖效果。制备蚕蛹降糖多肽产品——蚕蛹降糖多肽片和银耳蚕蛹降糖多肽粉。
1、建立了两种体外测定多肽降糖活性的模型——(1):影响α-Glucosidase活性的模型;(2):影响酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)糖代谢的模型。α-Glucosidase能够降解4-硝基酚-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG)产生对硝基酚(PNP),通过测定反应体系400nm处PNP的浓度,反映样品对α-Glucosidase活性的影响大小。酿酒酵母糖代谢的影响模型是通过测定发酵液中残糖量和丙酮酸生成量的变化来表征。比较两种模型的优劣,α-Glucosidase活性的影响模型操作简便,耗时短,且重复性高,适用于初期酶解蚕蛹多肽活性表征。酿酒酵母遗传背景清楚,易培养,耗时长,适用于进一步验证酶解蚕蛹多肽活性。
2、制备蚕蛹降糖多肽并优化酶解工艺:以α-Glucosidase的抑制率为指标,得到的最佳酶解工艺为:脱脂蚕蛹粉粉碎后,过40目筛,经60℃预处理10min,添加0.1%纤维素酶和2%“Alcalase+Protamex”(1:1)双酶组合,水解240min制备的蚕蛹多肽。“Alcalase+Protamex”双酶水解多肽(简称“碱+复”多肽)在浓度为200mg/mL时,对α-Glucosidase的抑制率为98.64%;拜糖苹浓度为60mg/mL时,对α-Glucosidase的抑制率为98.39%,二者相当。酵母菌糖代谢模型试验表明,该工艺制备的蚕蛹多肽,能够更好地促进酿酒酵母对发酵液中葡萄糖的利用和体内丙酮酸的生成,促进糖代谢。
3、研究蚕蛹蛋白组成及特点:以脱脂蚕蛹粉(油脂含量为18.49%,蛋白含量77.33%)为原料分离得到清蛋白(占55%),球蛋白(占6%),醇溶蛋白(占20%),谷蛋白(占19%)。碱溶酸沉法制备蚕蛹总蛋白,在190-260nm处,α-螺旋结构占40.1%,β-折叠占14.2%(反平行占8.4%,平行结构占5.8%),β-转角占16.9%,无规卷曲结构占19.0%。总蛋白与各组分蛋白的微观结构各不相同。蚕蛹各组分蛋白的氨基酸构成元素相同,但各氨基酸组成比例不同,其中谷蛋白必需氨基酸含量最高为39.27%。
4、蚕蛹蛋白的各组分多肽抑制α-Glucosidase活性大小顺序为:总蛋白多肽>清蛋白多肽>球蛋白多肽>谷蛋白多肽>醇溶蛋白多肽。“碱+复”多肽液膜分离后得到不同分子量产物,分别为:>300ku多肽(占32.97%),5 -300 ku多肽(占24.20%),<1 ku多肽(占26.14%),1-5 ku多肽(占16.68%)。各分子量多肽抑制α-Glucosidase活性由大到小顺序依次为:1-5 ku多肽,5-300 ku多肽,未分离的混合多肽,<1 ku多肽,>300 ku多肽。
5、研发蚕蛹降糖多肽产品:(1)蚕蛹降糖多肽片的研制:以“碱+复”多肽为主要原料制得片剂,并测定其理化指标,最优配比为:“碱+复”多肽50%,安赛蜜0.3%,柠檬酸0.6%,羧甲基纤维素钠3%,麦芽糊精30%,甜橙香精0.3%,淀粉14.7%,硬脂酸镁0.8%。多肽片的片重为0.499g/片,多肽含量0.245g/片,水分含量为1.69%,硬度为10.84kg/mm2。(2)银耳蚕蛹多肽降糖粉的研制:脱脂蚕蛹粉经Alcalase和Protamex(1:1)双酶组合水解240min(55℃,pH7),水解度为19.01%。以市售干银耳(银耳多糖含量为64.89%)为原料,制备的银耳液多糖含量为36.53%。最佳调配方案为:柠檬酸0.15%(m/V),安赛蜜0.01%(m/V),银耳汁液和蚕蛹多肽液的含量比1:1(V/V)。冷冻干燥48h,制得银耳蚕蛹多肽粉,其水分含量<0.05%,灰分含量为17.4%,细菌总数N=273CFU/g,大肠杆菌未检出,符合国标规定。蛋白质含量57.98%,其中多肽含量20.34%,必需氨基酸含量占50.57%。银耳蚕蛹多肽降糖粉具有抑制α-Glucosidase的活性,且降糖活性与剂量呈正比。浓度10mg/mL,降糖活性小于相同浓度拜糖苹溶液,大于相同浓度的“碱+复”多肽粉溶液。