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鴨血球短肽的優(yōu)化制備及其特性研究

來(lái)源:北京嘉盛興業(yè)科技有限公司   2024年01月19日 21:07  

摘要本試驗(yàn)旨在篩選水解效率高且脫色效果好的商業(yè)蛋白酶建立血球短肽的優(yōu)化工藝,比較其在酶解前后營(yíng)養(yǎng)特性的變化,研究其功能特性與體外抗氧化能力以研發(fā)功能性血球 短肽產(chǎn)品,為家禽血液資源高值化的轉(zhuǎn)化利用與深度挖掘提供理論依據(jù)與技術(shù)借鑒。比較酶 種類(lèi)酶濃度、溫度、pH、水解時(shí)間等因素對(duì)蛋白酶水解度 (DH)、脫色程度、水解物產(chǎn)量的影響,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化血球短肽的工藝,對(duì)血球短肽進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、功能特性及抗氧化性能評(píng)價(jià)確定酸性蛋白酶為水解酶,其水解鴨血球蛋白制備短肽的工藝參數(shù)為:酶用量6000U/g,溫度50,pH3.5,水解時(shí)間7.0h。在此條件下水解度為(25.10±0.65)%,水解物產(chǎn)量為(60.09±1.77)%。通過(guò)高效液相色譜分析水解產(chǎn)物分子質(zhì)量分布。結(jié)果表明,酶解對(duì)血球蛋白有明顯的降解作用 ,酶解產(chǎn)物主要以3ku以下的短肽為主,其中1ku以下占大部分(62.82)。血球短肽粉呈乳白色,氨基酸種類(lèi)齊全,必需氨基酸含量豐富(53.3l),鴨血球蛋白酶解后的溶解性大大提高(>60),且具有良好的乳化穩(wěn)定性。血球短肽清除自由基能力較強(qiáng),隨血球蛋白濃度的提升,清除1,1-二苯基-2-苦基肼自由基 (DPPH·)與超氧陰離子能力隨之愈強(qiáng),原力也逐漸增加。由此可見(jiàn),酸性蛋白酶可有效水解鴨血球蛋白獲得氨基酸含量豐富、溶解性好且具有抗氧化活性的乳白色血球短肽,可以作為功能性原料應(yīng)用于食品與飼料中。

關(guān)鍵詞血球短肽;酸性蛋白酶;功能特性;抗氧化活性

血液是家禽肉類(lèi)加工的副產(chǎn)物,占體重的6%~8%,其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,蛋白質(zhì)含量高 (17~22),脂肪含量低 (0.15%~0.20),素有液態(tài)肉的美譽(yù)[ 1-2]。中國(guó)是畜禽養(yǎng)殖大國(guó)2013年家禽出欄數(shù)為119億羽血液產(chǎn)量高達(dá)119萬(wàn)t,除部分被加工成血豆腐、血粉等低附加值的產(chǎn)品及用于生化制藥生產(chǎn)血紅素、超氧化物歧化酶、蛋白胨外,開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品較單調(diào),深加工程度低,浪費(fèi)了寶貴的蛋白質(zhì)資源血球蛋白是血液中最主要的蛋白質(zhì),約占總蛋白質(zhì)的2/3,由于其色澤猩紅、金屬味重、難貯藏以及消化利用率低,而難以開(kāi)發(fā)利用。利用酶工程水解蛋白質(zhì)目前已成為血球蛋白高效利用的重要方向,它可以將難以消化利用的大分子蛋白質(zhì)水解成肽及L-氨基酸,水解后獲得的血球短肽還具有血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制3-4、阿片樣活性5-6、刺激細(xì)菌生長(zhǎng)7、止痛9、抗菌9-10加及抗氧化11-12等生理活性,大大提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能特性。綜上可見(jiàn),優(yōu)化建立血球酶解工藝,研發(fā)高功能性短肽產(chǎn)品,探討其營(yíng)養(yǎng)特性、功能性質(zhì)與抗氧化性能,對(duì)家禽血液的高值化利用與推廣具有重要的理論與實(shí)際意義。由于酶法具有反應(yīng)條件溫和、水解過(guò)程易于控制、產(chǎn)物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等特點(diǎn)大量研究學(xué)者采用蛋白酶水解不同蛋白質(zhì)以制備高附加值產(chǎn)物。鄧佳等副采用中性蛋白酶和木瓜蛋白酶對(duì)豬血紅蛋白進(jìn)行復(fù)合水解以及條件優(yōu)化,水解10h后得到水解度19.1%的酶解液;Guo[14]證實(shí),胰酶 (pancreatin)和復(fù)合風(fēng)味蛋白酶 (flavourzyme)組合酶水解豬血紅蛋白,總氮得率高達(dá)97.69%,水解液的分子質(zhì)量 散亂分布在> 15ku與 <1ku,短肽含量有待進(jìn)一步提高;Sun15采用不同蛋白酶水解豬血紅蛋白,堿性蛋白酶(alcalase)水解效果,胃蛋白酶 (pepsin)次之,說(shuō)明酸堿條件有助于提高蛋白質(zhì)水解效果,且水解液中含有抗氧化活性的肽段;于美娟等1研究了中性蛋白酶與木瓜蛋白酶復(fù)合水解豬血紅蛋白,水解度 (DH)達(dá)24.5%,總氮得率為74.64%;In[16] 刮研究表明,98%左右的亞鐵血紅素存在于低pH(35)、高水解度 (>20)的蛋白質(zhì)沉淀物中,說(shuō)明酸性條件下高度水解有助于去除血紅素鐵以改善水解液色澤。目前的研究目標(biāo)大多集中于血球蛋白潛在的生理活性探討,而因其含有亞鐵血紅素而導(dǎo)致的色澤差、適口性差、消化性差等問(wèn)題仍未得到妥善解決。如何利用酶解反應(yīng)獲得更多顏色淺、無(wú)異味、高水解度的短肽,已成為生產(chǎn)工藝中亟待解決的技術(shù)難題。此外,關(guān)于酶解鴨血球蛋白制備短肽并探討其功能性質(zhì)與抗氧化能力的研究還是有限的。本研究以鴨血球蛋白為原料,通過(guò)考察酶種類(lèi)、酶用量、pH、酶解溫度、時(shí)間對(duì)水解度和水解物產(chǎn)量的影響,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化鴨血球蛋白酶解的工藝,以期獲得色澤佳、無(wú)異味、易吸收、氨基酸平衡性好的血球短肽,并考察該產(chǎn)品的功能特性與抗氧化活性,為血球短肽的產(chǎn)業(yè)化提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。


 結(jié) 

采用水解度和水解物產(chǎn)量雙指標(biāo)衡量正交試驗(yàn)結(jié)果,優(yōu)化確定了酸性蛋白酶水解鴨血球 蛋白制備短肽的工藝條件為:酶用量 6000U/g,溫度50℃,pH3.5,水解時(shí)間7h。在此條件下,蛋白水解度為 (25.10±0.65)%,水解物產(chǎn)量為(60.09~1.77)

與血球蛋白粉相比,鴨血球短肽粉呈乳白色且無(wú)異味,L*值與WI值較高,且其小分子肽含量高,3 ku以下的占81.89%,1ku以下的占62.82%,有利于動(dòng)物的消化吸收。

血球短肽氨基酸種類(lèi)齊全,必需氨基酸含量豐富,約占總氨基酸的53.31%,異亮氨酸、蛋氨酸等血球限制性氨基酸含量均有不同幅度的增加,且賴(lài)氨酸含量高,可作為一種很好的谷 物蛋白質(zhì)互補(bǔ)物。

經(jīng)酸性蛋白酶改性的鴨血球蛋白具有良好的溶解性(>60)、乳化穩(wěn)定性及清除自由基、還原力等抗氧化活性,功能特性良好,可作為功能性原料應(yīng)用于飼料與食品行業(yè)中。 


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