隨著(zhù)人們對自由基生命研究的不斷關(guān)注,氧化應激損傷和抗氧化保護作用的研究成為熱點(diǎn)。因人體中抗氧化的物質(zhì)有限當氧化劑與人體內抗氧化劑失去平衡時(shí),人體會(huì )處于氧化應激狀態(tài)。當體內的氧化劑濃度超過(guò)細胞防御能力時(shí),氧化損傷可引起如癌癥,多發(fā)性硬化癥和心血管疾病等疾病。目前最常見(jiàn)的是化學(xué)抗氧化劑,但因其有一定的毒副作用所以使用受到限制。近年來(lái)研究發(fā)現,由蛋白酶水解制得的生物活性肽具有一定的抗氧化能力,水解出的抗氧化肽與大分子蛋白質(zhì)相比,顯具有更高的生物活性,抗氧化肽在體內積累具有清除自由基和抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的功能,能夠維持機體內自由基的平衡,從而提高機體抗衰老和抗疾病的能力??寡趸囊蚱渚哂邪踩?、高效、易吸收等特點(diǎn),在保健、醫療等領(lǐng)域受到了管飯的重視。
綠豆又名青小豆,屬于醫食兩用作物,是我國主要的糧食作物之一,在全國多地區種植,年均產(chǎn)量在6l萬(wàn)噸且富含高質(zhì)量的植物蛋白,是優(yōu)質(zhì)的食品加工原料。食用綠豆益處繁多,如可以降低血脂、提高機體免疫力、預防衰老以及具有抗氧化等作用。綠豆多肽中的抗氧化活性肽相對分子質(zhì)量小,具有良好的水溶性、低黏度、穩定性強,是天然的抗氧化劑,能夠起到清除體內自由基、抑制生物大分子物質(zhì)過(guò)氧化的作用,具有延緩衰老、預防疾病等優(yōu)點(diǎn),有很高的利用價(jià)值。但就目前而言,綠豆抗氧化多肽的制備工藝研究較少,不能滿(mǎn)足現階段的需求,生產(chǎn)成本較高,制備工藝不太成熟,對于綠豆多肽提取的研究有著(zhù)重要意義。
一、材料與方法
1、材料及試劑
綠豆蛋白:實(shí)驗室自制;鹽酸:中國醫藥上?;瘜W(xué)試劑公司;堿性蛋白酶(6000U/g):Sigma試劑公司;氫氧化鈉、DPPH、無(wú)水乙醇:以上均為分析純,均購自天津市科密歐試劑有限公司。
2、主要儀器設備
紫外可見(jiàn)分光光度儀:上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;電熱恒溫水浴鍋:上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫療設備廠(chǎng);精密pH計:梅特勒托利多儀器(上海)有限公司;恒溫干燥箱:湘儀離心機儀器有限公司;電子天平(RSJ200—4):湘儀離心機儀器有限公司;離心機(TDZ5一WS):湘儀離心機儀器有限公司。
3、實(shí)驗方法
(1)綠豆抗氧化肽的制備
將綠豆蛋白配置成一定濃度的溶液,水浴加熱至100℃進(jìn)行15min均質(zhì)處理。待溶液冷卻至酶解最適溫度,水浴保溫,向溶液中加入0.5mol/L的NaOH調節其pH,酶解一段時(shí)間后100℃水浴滅活10min,室溫下離心(4000r/min,20min),將上清液凍干后保存。
(2)DPPH自由基清除能力的測定
參照于慧等人的方法進(jìn)行DPPH自由基清除率的測定。將2mL一定濃度的綠豆多肽溶液和2mL的0.12mm01·L-1DPPH溶液進(jìn)行混合,避光于25℃條件下反應30min,取出后于517nm波長(cháng)下進(jìn)行吸光值的測定,此時(shí)吸光度值記錄為Ai;將上述過(guò)程中的2mLDPPH溶液用無(wú)水乙醇取代,然后與2mL綠豆多肽溶液進(jìn)行反應,此條件下測定吸光值記錄為Aj,將2mL無(wú)水乙醇與2mLDPPH溶液反應的條件作為空白組,此時(shí)記錄吸光值為Ao。
DPPH清除率計算公式如下:
Ai:樣品組吸光度值;
Aj:對照組吸光度值;
A0:空白組吸光度值。
(3)單因素實(shí)驗
本實(shí)驗在于研究酶法對綠豆蛋白水解的抗氧化肽的工藝優(yōu)化,故以DPPH為指標,選擇酶解時(shí)間、酶解溫度、酶添加量以及pH為因素進(jìn)行單因素實(shí)驗。
①酶解溫度對綠豆多肽抗氧化性的影響
將底物濃度為4%、pH為9、酶解時(shí)間3h作為固定條件,測定當酶解溫度分別為30℃、40℃、50℃、60℃、70℃五個(gè)條件下時(shí)的DPPH清除率。
②酶濃度對綠豆多肽抗氧化性的影響
將pH為9、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間3h作為固定條件,測定當酶濃度分別為2%、4%、6%、8%、10%五個(gè)條件下時(shí)的DPPH清除率。
③pH對綠豆多肽抗氧化性的影響
將底物濃度為4%、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間3h作為固定條件,測定當pH分別為7、8、9、10、11五個(gè)條件下時(shí)的DPPH清除率。
④酶解時(shí)間對綠豆多肽抗氧化性的影響
將底物濃度為4%、pH為9、酶解溫度50℃作為固定條件,測定當酶解時(shí)間分別為0.5h、lh、2h、3h、4h五個(gè)條件下時(shí)的DPPH清除率。
(4)響應面優(yōu)化設計
通過(guò)單因素實(shí)驗的結果,可以篩選出各因素的三個(gè)水平。所以在此基礎之上,應用統計分析軟件建立4因素3水平的Box—Behnken模型,進(jìn)行回應面優(yōu)化設計。因素和水平取值如表1所示。
二、結果與討論
1、單因素實(shí)驗結果
(1)綠豆多肽抗氧化性與酶解溫度的關(guān)系
將綠豆蛋白配置成一定濃度的溶液,水浴加熱至100℃進(jìn)行15min均質(zhì)處理。待溶液冷卻至酶解最適溫度,水浴保溫,向溶液中加入0.5mol/L的NaOH調節其pH,酶解一段時(shí)間后100℃水浴滅活10min,室溫下離心(4000r/min,20min),將上清液凍干后保存。結果如圖1所示。
由圖1可知,當酶解溫度低于50℃,DPPH清除率與溫度成正比,當溫度超過(guò)50℃時(shí),DPPH清除率開(kāi)始下降。這是因為蛋白酶對穩定的要求較高,溫度過(guò)低會(huì )影響酶解的反應速度,使酶解反應不徹底,從而影響抗氧化肽的抗氧化效果。而溫度過(guò)高則會(huì )影響蛋白酶的活性,使蛋白酶的活性降低,無(wú)法使蛋白水解成具有抗氧化性的小分子肽段,從而使DPPH清除率降低。
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