黑豆7S球蛋白提取工艺及抑制淀粉酶特性研究.pdf
《黑豆7S球蛋白提取工艺及抑制淀粉酶特性研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《黑豆7S球蛋白提取工艺及抑制淀粉酶特性研究.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2023 年 6 月第 44 卷第 3 期河南工业大学学报(自然科学版)Journal of Henan University of Technology(Natural Science Edition)Jun.2023Vol.44 No.3收稿日期:2022-06-16基金项目:河南省重点研发专项(221111112000)作者简介:孙丽娜(1998),女,河南周口人,硕士研究生,研究方向为食品营养与健康。通信作者:任顺成,博士,教授,E-mail:。黑豆 7S 球蛋白提取工艺及抑制淀粉酶特性研究孙丽娜1,张雅斐2,任顺成11.河南工业大学 河南省天然色素制备重点实验室,河南 郑州 4500
2、012.乐普(北京)医疗器械股份有限公司,北京 102200摘要:为探究黑豆中 7S 球蛋白在抑制-淀粉酶活性方面的作用,采用碱提酸沉法提取黑豆 7S 球蛋白,运用 Box-Behnken 响应面试验优化提取工艺,并探究其在温度及酸碱度等方面的稳定特性。结果表明:在提取液料比 13 1(mL/g)、pH 4.8、氯化钠浓度 0.16 mol/L 条件下,黑豆 7S 球蛋白对-淀粉酶的抑制效果最好。该蛋白为热敏性蛋白,3060 时对-淀粉酶有良好的抑制活性,pH 3 9 时具有较好的酸碱耐受性。7S 球蛋白质量浓度为 020 mg/mL 时,对-淀粉酶的抑制率表现出线性正相关性;淀粉质量浓度对-
3、淀粉酶抑制活性的影响不大,这可能跟黑豆 7S 球蛋白对-淀粉酶的抑制类型有关。黑豆 7S 球蛋白可作为一种天然活性物质用于抑制淀粉酶活性方面的研究。关键词:黑豆;7S 球蛋白;-淀粉酶中图分类号:TS201.2文献标志码:A文章编号:1673-2383(2023)03-0091-07DOI:10.16433/j.1673-2383.2023.03.012Extraction technology of 7S globulin and inhibition of amylase in black beanSUN Lina1,ZHANG Yafei2,REN Shuncheng11.Henan P
4、rovincial Key Laboratory of Natural Pigment Preparation,Henan University of Technology,Zheng-zhou 450001,China2.Lepu Medical Technology(Beijing)Co.,Ltd.,Beijing 102200,ChinaAbstract:When-amylase acts on starch,it cuts the-1,4-glycosidic bond inside the molecule to gen-erate reducing sugar and dextri
5、n.Inhibition of-amylase activity can affect the increase of blood sugar lev-el in human body and reduce the risk of hyperglycemia and obesity.Studies have found that in addition to antioxidant activity,black bean protein can also inhibit-amylase activity,and 7S globulin has better in-hibitory activi
6、ty on-amylase and-amylase.In order to explore the inhibitory activity of 7S globulin on-amylase,the following experiments were designed.The optimal extraction process of 7S globulin was determined by using design-Export 8.0 software,with-amylase inhibition rate as index,solid-liquid rati-o,extractio
7、n pH and sodium chloride addition as influencing factors.The optimal extraction conditions were liquid-solid ratio of 13 1,pH 4.8 and sodium chloride content of 0.16 mol/L,under which the in-hibitory rate of 7S globulin on-amylase could reach 70.51%.It was concluded that the inhibitory rate of 7S gl
8、obulin on-amylase showed a positive linear correlation when the concentration was 0-20 mg/mL.In the range of 30-60,7S globulin had a good inhibitory activity on-amylase.In addition,7S globu-lin is a thermosensitive protein.7S globulin had good acid-base tolerance in the pH range of 3-9,and was 河南工业大
9、学学报(自然科学版)2023 年completely inactivated when pH drops to 2.Starch mass concentration had little effect on the inhibitory ac-tivity of-amylase,which might be related to the inhibitory type of 7S globulin.According to this experi-mental study,it was shown that 7S globulin had a good inhibitory effect o
10、n-amylase,and different treat-ment conditions can affect the activity of this globulin,and the experimental results can provide reference value for improving the utilization of 7S globulin resources in black bean.Key words:black soya bean;7S globulin;-amylase经常食用高碳水化合物的食物会增加各种代谢综 合 征 的 风 险,比 如 肥 胖 症
11、、2 型 糖 尿 病等1。食物中的淀粉和糖原能被-淀粉酶分解为葡萄糖和麦芽糖2,从而导致血液中葡萄糖水平增加。抑制-淀粉酶活性可有效控制血糖升高。有研究表明,植物性食物蛋白,比如大豆分离蛋白能有效抑制-淀粉酶的活性3。通过抑制-淀粉酶活性减缓淀粉消化、控制血糖升高已经成为当前研究的热点。黑豆是我国重要的农作物之一,营养丰富,功效众多,有悠久的药食同源史4-5,其蛋白含量高于 40%,被称为“植物蛋白之王”6。7S 球蛋白是黑豆蛋白的主要组分之一,又被称为-伴大豆球蛋白,在球蛋白中占比 1/3 左右7。研究表明,黑豆蛋白有良好的生物活性8-10(如抗氧化性)和优良的功能特性11-13(如起泡性、
12、乳化性等)。7S 球 蛋 白 对 -淀 粉 酶 的 抑 制 活 性 较好14,可以延缓淀粉的消化。黑豆蛋白肽类具有降低脂肪生成的能力,可作为功能性成分应用到与减肥相关的产品上15。碱提酸沉法具有成本低、操作简单等优点,是目前国内外提取黑豆 7S 球蛋白最主要的方法之一16-17。不同的提取条件会影响 7S 球蛋白的提取量及生物活性。目前,国内外有关碱提酸沉法提取 7S 球蛋白的研究主要集中在提取量和抗氧化性等方面18-19,关于其抑制-淀粉酶活性的作用鲜有报道,极大局限了黑豆资源的开发利用。作者采用碱提酸沉法提取黑豆 7S 球蛋白,以液料比、提取 pH 值和氯化钠浓度为主要影响因素,以-淀粉酶
13、抑制率为指标,运用响应面法进行优化,研究提取条件对-淀粉酶抑制活性的影响,并探究蛋白质量浓度、温度、酸碱度及淀粉质量浓度等因素对黑豆 7S 球蛋白的活性影响,进一步了解不同处理条件下该蛋白的活性变化。旨在提高黑豆的利用价值,为黑豆资源的综合利用提供理论依据。1材料与方法1.1材料与试剂黑豆:赣州康瑞农产品有限公司;3,5-二硝基水杨酸(DNS):国药集团化学试剂有限公司;猪胰腺-淀粉酶、可溶性淀粉:上海源叶生物科技有限公司;石油醚、亚硫酸氢钠、氯化钠:郑州新丰化验器材有限公司。1.2仪器与设备PHS-3C 雷磁酸度计:上海仪电科学仪器股份有限公司;MVS-1 旋涡混合器:北京金北德工贸有限公司
14、;FA1004 电子分析天平:上海上平仪器公司;TDL-5A 台式低速离心机:江苏省金坛市医疗仪器厂;V-1600-B 紫外可见分光光度计:上海美谱达仪器有限公司;SHZ-82 数显水浴恒温振荡器:金坛华峰仪器有限公司。1.3试验方法1.3.1原料预处理黑豆经筛选后进行粉碎,过 60 目标准筛。将黑豆粉与石油醚按体积比 1 3置于烧杯中,并用保鲜膜密封,常温下用磁力搅拌器搅拌 4 h,倒去石油醚和脂肪,将沉淀部分自然风干,得脱脂黑豆粉,并于 4 冰箱中保存备用。1.3.2黑豆 7S 球蛋白的提取参考 Nagano 等20使用的方法并进行优化:称取一定量的脱脂黑豆粉,按一定比例加入蒸馏水,室温下
15、搅拌使其完全溶解。调 pH 值至 7.5,3 500 r/min 离心 20 min,去沉淀,上清液中加入0.98 g/L 的亚硫酸氢钠,搅拌溶解后,用 1 mol/L的 HCl 或 NaOH 调 pH 值至 6.4,4 冷藏过夜。3 500 r/min 离心 20 min,去沉淀,在上清液中添加一定量的氯化钠,调 pH 值至 5.0,3 500 r/min离心 20 min,去沉淀;调节上清液的 pH 值,3 500 r/min 离心 20 min,倒去上清液,得黑豆 7S 球蛋白。冻干后备用。29第 44 卷第 2 期孙丽娜,等:黑豆 7S 球蛋白提取工艺及抑制淀粉酶特性研究1.3.3-淀
16、粉酶抑制活性的测定食物进入肠胃后,淀粉被胰腺-淀粉酶水解成麦芽糖和葡萄糖,它们均可被 DNS 还原,因此,可采用 DNS 比色法进行活性测定。取 4 支试管(25 mL)为一组,分别标记为样品管、样品对照管、空 白 管 和 空 白 对 照 管。样 品 管 中 加 入250 L、20 mg/mL 的 7S 球蛋白溶液和-淀粉酶溶液;样品对照管中加入 250 L 的 7S 球蛋白溶液和蒸馏水;空白管中加入 250 L 的-淀粉酶溶液和蒸馏水;空白对照管中加入 500 L 的蒸馏水。将试管放入 37 水浴恒温振荡器中振荡10 min,加入糊化后的 1%小麦淀粉溶液 500 L,继续振荡 10 min
17、,再加入 1 mL DNS 试剂,沸水浴5 min,迅速取出在自来水下冲凉冷却,定容后在540 nm 测定吸光度,重复 3 组平行。-淀粉酶抑制率=(1-(A1-A2)/(A3-A4)100%,式中:A1、A2、A3、A4分别代表样品管、样品对照管、空白管、空白对照管的吸光度。1.3.4单因素试验1.3.4.1液料比称取 50 g 脱脂黑豆粉,固定氯化钠浓度为0.25 mol/L,提取 pH 4.8,添加蒸馏水使液料比分别为 8 1、10 1、12 1、14 1、16 1(mL/g),提取黑豆 7S 球蛋白并测定-淀粉酶的抑制率。1.3.4.2pH 值称取 50 g 脱脂黑豆粉,固定液料比为
18、10 1(mL/g),氯化钠浓度为 0.25 mol/L,提取 pH 值设为 4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0(提取 pH 值为 5.0 时前一个步骤的 pH 值设为 5.2 以沉淀杂质),提取黑豆 7S 球蛋白并测定-淀粉酶的抑制率。1.3.4.3氯化钠浓度称取 50 g 脱脂黑豆粉,固定液料比为 10 1(mL/g),提取 pH 为 4.8,分别加入 0、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 mol/L 的氯化钠,提取黑豆 7S 球蛋白并测定-淀粉酶的抑制率。1.3.5响应面优化试验根据单因素试验结果,选取液料比、提取 pH值、氯化钠浓度为影响因素,以-淀粉酶抑制
19、率为响应值,设计响应面优化试验。1.3.6影响-淀粉酶抑制活性的因素研究1.3.6.17S 球蛋白质量浓度对-淀粉酶抑制率的影响用 0.2 mol/L 的磷酸盐缓冲液(pH 6.8)将7S 球蛋白配制成 0.1、0.5、1、5、10、15、20 mg/mL的样品溶液,用 1.3.3 方法探究 7S 球蛋白质量浓度对其抑制-淀粉酶活性的影响。1.3.6.2温度对-淀粉酶抑制率的影响用 0.2 mol/L 的磷酸盐缓冲液(pH 6.8)配制7S 球蛋白溶液,并分别置于 20、30、40、50、60、70、80、90 的恒温水浴锅中,30 min 后取出冷却至室温,用 1.3.3 方法探究温度对 7
20、S 球蛋白抑制-淀粉酶活性的影响。1.3.6.3pH 值对-淀粉酶抑制率的影响配制 pH 值为 2、3、4、5、6、7、8、9 的缓冲液(pH 值为 2、3、4、8、9 用 HCl 和 NaOH 配制,其他用磷酸盐溶液配制),用不同 pH 值的缓冲液配制7S 球蛋白溶液,静置 2 h,用 1.3.3 方法探究 pH值对 7S 球蛋白抑制-淀粉酶活性的影响。1.3.6.4淀粉质量浓度对-淀粉酶抑制率的影响用 0.2 mol/L 的磷酸盐缓冲液(pH 6.8)配制质量浓度分别为 10、20、30、40、50、60 mg/mL 的淀粉溶液,于 90 恒温水浴锅糊化 30 min,用1.3.3 方法探
21、究淀粉质量浓度对 7S 球蛋白抑制-淀粉酶活性的影响。1.4数据处理与分析采用 SPSS 26 对试验数据进行显著性分析,Design-Expert 8.0 进 行 方 差 分 析,使 用 Origin 2021 绘图。2结果与讨论2.1单因素试验2.1.1液料比对-淀粉酶抑制率的影响由图 1 可知,随着液料比的增大,-淀粉酶抑制率呈先增大后减小的趋势。液料比为 12 1时,-淀粉酶抑制率达到峰值,此时与液料比14 1时的抑制率差异不显著,液料比继续增大时,-淀粉酶抑制率急剧降低。这可能是因为随着溶剂比例的增大,提取出的活性物质逐渐增加,在液料比 12 1时基本浸提完全。而当液料比进一步增大时
22、,提取的活性物质在两相中比例减少,进而对-淀粉酶的抑制率降低21。因此,液料比为 12 1(mL/g)提取 7S 球蛋白最为适宜。2.1.2pH 值对-淀粉酶抑制率的影响由图 2 可知,pH 4.05.0 时,-淀粉酶抑制率先增大后减小,在 pH 4.8 时达到峰值,pH 值增大至 5.0 时,-淀粉酶抑制率略微下降,差异不显著。可能是因为 pH 4.8 时最接近该物质的等电点,活性物质析出最多;而当 pH 值过大或过小时,会影响及破坏蛋白的结构,从而降低蛋白活39河南工业大学学报(自然科学版)2023 年注:不同小写字母表示差异显著(P0.05)。图 2图 3 同。图 1液料比对-淀粉酶抑制
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 黑豆 球蛋白 提取 工艺 抑制 淀粉酶 特性 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。