超高压辅助酶解豌豆蛋白工艺优化研究.pdf
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1、90摘要:采用超高压辅助酶解豌豆蛋白制备豌豆多肽。以水解度为指标,在单因素试验的基础上通过响应面法优化制备工艺条件,并分析其抗氧化活性。结果表明:最佳工艺条件为以豌豆蛋白水溶液(豌豆蛋白与水质量比1:8)的质量为基准,底物添加量12.5%、加酶量0.2%、反应温度45、反应时间4.0 h、p H 8.0,在此条件下,豌豆蛋白水解度为9 7.41%。制得的豌豆多肽对DP-PH自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除率分别为35.1%、2 0.8%、13.3%,表明豌豆多肽具有较好的抗氧化活性。关键词:豌豆蛋白;多肽;水解度;抗氧化活性Optimization of enzymatic hydr
2、olysis ofpea protein assisted by ultra-high pressureWU Yu-juan,CHEN Yi-liu,ZHANG Jing-songLIU Ding-kun,SI Hang-jun,GAO Yun(College of Chemical Engineering,University of Science and Technology Liaoning,Anshan 114051,Liaoning,China)Abstract:Pea polypeptides were prepared by ultra-high pressure assiste
3、d enzymatic hydrolysis of peaprotein.Using hydrolysis degree as an indicator,the preparation process conditions were optimized by u-sing response surface methodology based on single factor experiments,and its antioxidant activity was an-alyzed.The results showed that the optimal process conditions w
4、ere based on the mass of pea protein a-queous solution(pea protein to water mass ratio 1:8),substrate addition 12.5%,enzyme addition0.2%,reaction temperature 45 C,reaction time 4.0 h,and pH 8.0.Under these conditions,the hy-drolysis degree of pea protein was 97.41%.The clearance rates of DPPH free r
5、adicals,hydroxyl freeradicals,and superoxide anion free radicals of pea peptides were 35.1%,20.8%,and 13.3%,re-spectively,which indicated that the pea polypeptide had good antioxidant activity.Key words:pea protein;polypeptide;hydrolysis degree;antioxidant activity中图分类号:TS201.2*1豌豆属豆科植物),原产于中亚细亚和地中海
6、地区,目前在世界范围内广泛种植。豌豆蛋白营养丰富,且其氨基酸组成均衡,其中赖氨酸含量最多2 。但豌豆蛋白的持水性和起泡性差,导致资源利用不够充分3。因此,需要改善豌豆蛋白的性质,提高豌豆蛋白的利用率。收稿日期:2 0 2 2-0 8-2 5基金项目:国家自然科学基金项目(U1910215);国家级大学生创新创业训练计划项目(2 0 2 310 146 0 36);辽宁省科技厅项目(2 0 2 3年辽宁省农村科技特派专项);辽宁省大学生创新创业训练计划项目(S202310146066、S2 0 2 310 146 0 36、S202310146003X);辽宁科技大学实验室开放基金大学生创新创业
7、训练计划项目(X202310146220)作者简介:吴玉娟(19 9 9 一),女,硕士,研究方向为食品生物技术。通信作者:高云(19 6 9 一),女,硕士,教授,研究方向为食品生物技术。粮食与油脂超高压辅助酶解豌豆蛋白工艺优化研究吴玉娟,陈壹刘,张靖松,刘定坤,斯杭珺,高云(辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山1140 5 1)文献标志码:A2023年第36 卷第11期文章编号:10 0 8-9 5 7 8(2 0 2 3)11-0 0 9 0-0 5植物性蛋白质可以通过物理、化学和酶法进行改性。LIU等4 发现,豌豆蛋白经9 5 热处理后,乳化活性和稳定性均有所提高。吴晓娟等5 发现,在碱
8、性条件下对米糠蛋白进行加热处理,可以使米糠蛋白的持水性、起泡性得到改善。超高压均质处理是近几年新兴的技术,可提高乳状液的氧化稳定2023年第36 卷第11期性。经过超高压均质处理后的豌豆蛋白乳状液粒径明显减小,蛋白质含量增多,氧化稳定性提高。目前关于植物性蛋白质酶解的研究很多。徐忠等7 利用超声波对豌豆蛋白进行预处理,优化豌豆蛋白的酶解工艺。但目前采用超高压辅助豌豆蛋白酶解的研究却不多见。本试验在碱性蛋白酶酶解豌豆蛋白的基础上,采用超高压均质技术辅助酶解,对豌豆蛋白的理化性质和内在结构进行改良,以期提高豌豆蛋白的资源利用率,为其在食品行业中的应用提供参考。1材料与方法1.1材料与试剂豌豆蛋白,
9、安康食品商贸有限公司;碱性蛋白酶,河南万邦化工科技有限公司;DPPH、邻苯三酚,南京都莱生物技术有限公司;水杨酸、硫酸亚铁、双氧水、甲醛等,分析纯。1.2仪器与设备PHS-3C型pH计,上海仪天科学仪器有限公司;CN61M-752紫外可见分光光度计,北京海富达科技有限公司;SCIENTZ-207A超高压均质机,宁波新芝生物科技股份有限公司;R-324离心机,山东恒川环保机械有限公司;HH-WO恒温油水浴锅,郑州杜甫仪器厂;DF-101磁力搅拌器,常州亚旺仪器有限公司;DFA-C电子分析天平,陕西德祥实验设备有限公司;JP-240ST超声波清洗机,深圳市洁盟清洗设备有限公司。1.3试验方法1.3
10、.1豌豆多肽制备将配制好的豌豆蛋白溶液置于超高压均质机中,在2 0 0 MPa压力条件下预处理2 h,结束后加人适量碱性蛋白酶,置于5 0 水浴锅中反应4h,再置于沸水浴中灭酶 15 min,冷却至室温后,以4 0 0 0 r/min 离心15 min,取上清液即为豌豆多肽,待用。1.3.2单因素试验以豌豆蛋白水溶液(豌豆蛋白与水质量比1:8)的质量为基准,在底物添加量12.5%、加酶量0.3%、反应温度45、反应时间4.0 h、p H 8.0的基础上进行单因素试验,研究底物添加量、加酶量、反应温度、反应时间、pH对豌豆蛋白水解度的影响。1.3.3响应面试验在单因素试验结果的基础上,选取pH(
11、A)、加酶量(B)、底物添加量(C)为自变量,以水解度为响粮食与油脂应值进行响应面试验设计,因素水平见表1。表1响应面试验因素水平表因素水平A pH-17.808.018.21.3.4豌豆蛋白水解度测定取豌豆多肽2 mL于锥形瓶中,加入2 0 mL去离子水及甲基红指示剂3滴,用0.0 5 mol/L NaOH 溶液调pH至7.0,加入中性甲醛溶液5 mL、酚酞指示剂3滴,然后用0.0 5 mol/LNaOH溶液调pH至9.2,pH从7.0 调至9.2 所用NaOH溶液体积记为V8;然后再加人5 mL6mol/LHCl溶液,置于100水浴锅中水解2 h,水解后再用0.0 5 mol/LNaOH溶
12、液调pH,记录pH从7.0 调至9.2 所用NaOH溶液体积V2。豌豆蛋白水解度计算见式(1)。水解度=100%1.3.5豌豆多肽的抗氧化活性测定1.3.5.1DPPH 自由基清除率测定取豌豆多肽0.5 mL于5 mLDPPH无水乙醇溶液中(DPPH与无水乙醇体积比1:10),在室温下避光反应2 0 min后,测定在波长5 17 nm处的吸光度Aj;取豌豆多肽0.5 mL于5 mL无水乙醇中,测定波长5 17 nm处的吸光度A9;对照组为5 mL DPPH无水乙醇溶液,测得吸光度为A。D PPH 自由基清除率计算见式(2)。DPPH 自由基清除率=(1-1.3.5.2超氧阴离子自由基清除率测定
13、采用邻苯三酚法测定10-11,将4.5 mLTris-HCl溶液和3.3mL去离子水混匀后,得到Tris-HCl缓冲溶液,加人0.2 mL豌豆多肽和0.3mL邻苯三酚溶液(先2 5 水浴预热处理),混匀,以8 mmol/L HCl为参比,测定5 min内波长32 0 nm处的吸光度,每隔30 s读数1次,5 min内吸光度的平均值记为A3,并测定不加豌豆多肽的对照组吸光度A2。超氧阴离子自由基清除率计算见式(3)。A2-A3超氧阴离子自由基清除率=100%A291B加酶量/%C底物添加量/%0.111.50.212.50.313.5V_ A1-A。100%A(1)(2)(3)921.3.5.3
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