麦芽协同复合蛋白酶催化玉米...水解物制备及抗氧化活性研究_周丹丹.pdf
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1、收稿日期:基金项目:国家重点研发计划“十三五”子课题();中央支持地方高校改革发展资金高水平人才项目()作者简介:周丹丹(),女,在读硕士,研究方向为轻工技术与工程。通信作者:刘晓兰(),女,教授,研究方向为植物蛋白源生物活性肽健康功能解析。谷物科学麦芽协同复合蛋白酶催化玉米蛋白水解物制备及抗氧化活性研究周丹丹,刘晓兰,邓永平,郑喜群,(齐齐哈尔大学食品与生物工程学院,黑龙江齐齐哈尔;黑龙江省玉米深加工理论与技术重点实验室,黑龙江齐齐哈尔;黑龙江八一农垦大学食品学院,黑龙江大庆)摘 要:研究了麦芽协同复合蛋白酶水解玉米蛋白粉的条件,并分析了水解物的抗氧化活性。结果表明:最佳条件为先用麦芽水解,
2、在底物质量浓度 、麦芽添加量 、温度 条件下水解 ;然后用复合蛋白酶水解,在加酶量 、温度 条件下水解 。在此条件下,蛋白质回收率为%,相比于不加麦芽,蛋白质回收率提高了%。水解物蛋白质量浓度为 时,亚铁离子螯合率、清除率、清除率和清除率分别为%、%、%和%,相比于不加麦芽,亚铁离子螯合率降低%,清除率、清除率和清除率分别提高了%、%和%。关键词:玉米蛋白粉;麦芽;复合蛋白酶;水解;抗氧化活性 ,(,;,;,):,:,%,%,%,%,%,%,年第 卷第 期 粮食与油脂,%,%:;中图分类号:文献标志码:文章编号:()玉米蛋白粉经过蛋白酶水解,其加工性能和消化利用率得以改善,还可以获得多种具有生
3、物活性的肽片段,如抗氧化肽、抗高血压肽和醒酒护肝肽等。采用蛋白酶对玉米蛋白粉进行水解,可以扩大其在食品、医药等领域的应用。复合蛋白酶 作用位点广,是水解玉米蛋白粉常用蛋白酶之一,但由于复合蛋白酶用量较多,且商业酶制剂价格偏高,大大提高了玉米蛋白水解物生产成本。大麦芽由大麦经浸泡、发芽和热风干燥制成,大麦芽含有丰富的蛋白酶系如内肽酶、羧肽酶、氨肽酶、二肽酶等,且大麦发芽后氨肽酶和羧肽酶的酶活力增长 倍。在啤酒酿造工业,这些蛋白酶可以水解大麦中蛋白质以增加其溶解性;在中医领域,大麦芽可作为助消化的辅助药物。本研究探索了麦芽协同复合蛋白酶水解玉米蛋白粉的最佳条件,分析了水解物的抗氧化活性,以期为降低
4、玉米蛋白水解物的生产成本并扩大玉米蛋白粉的应用范围提供基础数据。材料与方法 材料与试剂玉米蛋白粉(蛋白质含量%),黑龙江龙凤玉米开发有限公司;麦芽,中粮麦芽有限公司;复合蛋白酶(),南宁东恒华道生物科技有限公司;其他试剂为国产分析纯。仪器与设备 型粉碎机,泰斯特仪器有限公司;型集热式磁力加热搅拌器,上海跃进医疗器械厂;型 计,上海精密科学仪器有限公司;型台式离心机,上海安亭科学仪器厂;型真空冷冻干燥机,美国 公司;型紫外分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;型 杜马斯定氮仪,北京盈盛恒泰科技有限责任公司。方法 玉米蛋白粉预处理按照文献,的方法对玉米蛋白粉进行去淀粉和高温蒸煮。麦芽粉的制备按
5、照文献的方法制备麦芽粉。酶解方法以玉米蛋白粉为原料,麦芽作为第一步水解酶,水解结束后不作灭酶处理,加入复合蛋白酶作为第二步水解酶,依次对玉米蛋白粉进行水解。水解结束后沸水浴灭酶 ,再以 离心,取上清液测定可溶性蛋白质含量,并计算蛋白质回收率。将剩余上清液冷冻干燥,测定其在蛋白质量浓度为 时的亚铁离子螯合率和清除率。以不加入麦芽为对照组。每次试验重复 次,结果取平均值。玉米蛋白粉水解单因素试验 麦芽水解玉米蛋白粉在固定玉米蛋白粉悬浮液底物质量浓度 、温度 、麦芽添加量 、反应时间 的基础上,进行单因素试验,考察麦芽添加量和反应时间对麦芽水解玉米蛋白粉水解度、亚铁离子螯合率和 清除率的影响。麦芽协
6、同复合蛋白酶水解玉米蛋白粉在 的基础上,以复合蛋白酶添加量 、反应温度 、反应 、反应时间 为第二步水解固定条件,进行单因素试验,分别考察复合蛋白酶添加量、反应温度、反应 和反应时间对复合蛋白酶水解玉米蛋白粉蛋白质回收率、亚铁离子螯合率和 清除率的影响。复合蛋白酶水解玉米蛋白粉响应面优化试验在单因素试验的基础上,以蛋白质回收率()为指标,复合蛋白酶加酶量()、反应时间()、反应温度()和 ()为因素,设计响应面试验。因素水平见表。表 响应面试验设计因素水平水平因素 加酶量()反应时间 反应温度 水解度的测定采用甲醛滴定法测定麦芽水解玉米蛋白粉时粮食与油脂 年第 卷第 期的水解度(),水解液中游
7、离氨基酸态氮含量测定采用 食品安全国家标准 食品中氨基酸态氮的测定;样品中总氮含量测定采用杜马斯定氮法。按式()计算水解度()。水溶液中游离氨基酸态氮含量样品中总氮含量%()蛋白质回收率的测定采用 法测定上清液中可溶性蛋白质含量;样品中总蛋白质含量测定采用杜马斯定氮法。按式()计算蛋白质回收率()。上清液中蛋白质含量原料中总蛋白质含量%()抗氧化活性的测定按照刘玥等的方法测定水解物亚铁离子螯合率、和 清除率,按照 等方法测定水解物的清除率。结果与讨论 麦芽水解玉米蛋白粉效果不同蛋白酶最适作用条件不同,且麦芽中氨肽酶和羧肽酶的最适 为 ,若将麦芽作为第二步水解酶,反应结束后蛋白质溶液呈酸性会使大
8、部分蛋白质沉淀,降低蛋白质回收率。因此,本试验将麦芽作为第一步水解酶。最适麦芽添加量的确定由图 可知:随着麦芽添加量的增加,亚铁离子螯合率逐渐增加,水解度和 清除率先增加后减小,在麦芽添加量为 时最大,分别为%和%。这可能是因为本试验中选取的是高浓度体系,麦芽添加量过高会导致体系黏度增大,流动性变差,阻碍了酶与底物接触,影响水解效果。因此,选择麦芽最适添加量为 。图 麦芽添加量对麦芽水解玉米蛋白粉水解效果的影响 麦芽最适反应时间的确定由图 可知:随着反应时间的延长,水解度和亚铁离子螯合率逐渐增加,但 清除率无明显变化。在反应 后,水解度增加不明显,这可能是因为随着水解反应的进行,底物与酶特异性
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