玉米芯多肽的制备及其活性研究
1 引言 3
1.1 玉米多肽概述 3
1.1.1 简介 3
1.1.2 玉米醇溶蛋白 4
1.1.3 玉米多肽的生产 4
1.2 玉米肽研究现状及其研究前景 5
1.3 研究的目的和意义 6
2 仪器和试剂 6
2.1 试验材料和药品 6
2.2 仪器和设备 7
3. 试验方法 7
3.1 玉米芯粉预处理 7
3.1.1 碱溶液浸泡 7
3.1.2 除淀粉 7
3.1.3 煮沸灭酶 7
3.2 玉米多肽提取 8
3.2.1 玉米醇溶蛋白的提取 8
3.2.2 玉米多肽的制备 8
3.2.2.1 单因素实验 8
3.2.2.2 正交试验确定最佳条件 9
3.2.3 脱盐 9
3.2.4 Sephadex G-15凝胶过滤层析 9
3.3 玉米多肽性质测定 10
3.3.1 水解度(DH)测定:茚三酮比色法 10
3.3.2 起泡性及泡沫稳定性 10
3.3.3 吸油性 10
3.3.4 还原力测定 11
3.3.5 羟基自由基的抑制作用 11
4.实验结果 12
4.1水解度的测定 12
4.1.1茚三酮标准曲线 12
4.2单因素实验结果 13
4.2.1 pH对水解度的影响 13
4.2.2 温度对水解度的影响 14
4.2.3 酶底比对 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072*
水解度的影响 14
4.2.4底物浓度对水解度的影响 14
4.3 正交试验结果及其分析 15
4.4 Sephadex G-25分离纯化结果 16
4.5玉米多肽的起泡性及泡沫稳定性 16
4.6玉米多肽的吸油性 17
4.7玉米多肽的还原性 18
4.8羟基自由基抑制率 19
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 引言
玉米隶属禾本科,是一年生草本植物。在我国,玉米的种植历史长达470余年,播种面积约3亿亩,是仅次于稻麦的第三粮食作物。世界范围内,我国的玉米种植面积仅次于美国。玉米最适于在热带和温带种植,可适应地区广泛,是世界范围内非常重要的粮食作物之一。玉米含有64-78%的淀粉,在中国,玉米主要被用来生产的淀粉。湿法制备只能利用玉米中总淀粉含量的14%。而湿法制备的主要副产物——玉米蛋白粉(在干燥状态下)含有67-71%(w/w)的蛋白质。玉米蛋白的主要组分是:约65%(w/w)玉米醇溶蛋白和30%(w/w)谷蛋白。玉米醇溶蛋白含有高比例的疏水性氨基酸,如亮氨酸(19.3–21.1%),丙氨酸(8.3–10.5%),脯氨酸(9.0–10.5%)和异亮氨酸(5.7–6.2%)[1],因此它在水溶液体系中具有较低的溶解性和相对稳定的结构。此特性限制了玉米蛋白粉在食品配方中的适用,所以它一般被用作动物饲料。极大地浪费了玉米资源。
玉米多肽是从玉米中提取的蛋白质经过定向酶切及特定小肽分离技术获得的小分子多肽物质[2]。玉米多肽的生物活性非常广泛。玉米多肽能够抗氧化、抗高血压、抗疲劳、增强免疫力和保护肝脏。而且经研究发现,玉米多肽还具有醒酒作用[3]。研究玉米芯中玉米蛋白和玉米多肽的活性,有利于充分开发利用原本被极大浪费的玉米资源,提高玉米资源的整体利用率。
本课题以玉米芯粉末为原料,通过酶解工艺,运用;冷冻干燥技术制成玉米多肽粉,同时拟用单因素和正交试验,逐步优化出最佳配方,能够较好的提取出玉米芯中的多肽。
1.1 玉米多肽概述
1.1.1 简介
生物学家在深入研究蛋白质的过程中,发现了一类有氨基酸的构成,但是又与蛋白质不同的中间物质。这类物质具有蛋白质的特性,被称为“多肽”[4]。多肽相比蛋白质结构简单,分子量小,是氨基酸通过肽键相连而成的一类化合物。多肽在生物学上被称为“氨基酸链”,具有为机体提供营养和调节机体生理功能的双重功效。几乎影响着人体的一切代谢合成[5]。
玉米多肽是以玉米蛋白粉为底物,用相应的蛋白酶水解后得到的分子量小且具有一定活性的多肽分子。玉米肽有很好的水溶解性,并且有许多很好的理化性质。玉米多肽溶解性极强,持水性高且粘度低,在酸性条件下不易凝聚,在等电点也不易沉淀,有着较强的乳化性和起泡性[6]。玉米肽中富含多种氨基酸,如疏水性的丙氨酸和亮氨酸,脯氨酸及谷氨酸[7]。这些氨基酸的特殊组成和连接方式赋予了玉米多肽多种生物活性。也大大提升了其应用范围和经济价值。
研究发现,蛋白质和脂类的氧化是一个对食品和生物系统有害的自由基介导过程,而防止这种氧化的一种有效方式是使用抗氧化剂。由于合成抗氧化剂制造的控制十分严格,人们对天然抗氧化剂的兴趣越来越大。近年来,从食物中提取 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072*
的蛋白质水解物或者抗氧化性多肽由于其高活性,低分子量,易吸收和无副作用的性质及这些性质能带来的潜在性利益,引起了人们的特别注意。蛋白质的总抗氧化活性可以通过破坏其分子结构,使其活性氨基酸残基序列和自由基以及亲氧化金属序列结构更紧密来得到进一步的增强。现行的主要方式是通过酶解来使蛋白质分解,增强抗氧化活性。通过对食物来源水解产物的抗氧化性能的研究,人们发现,水解多肽的抗氧化性能很大程度上是取决于酶的特异性、水解程度以及水解物和肽类本身的性质。
1.1.2 玉米醇溶蛋白
目前市场上玉米蛋白粉和玉米醇溶蛋白的差价十分巨大,玉米蛋白粉售价约两千,而醇溶蛋白则达到每吨十万元。这是由于其已形成防油防腐膜的特性十分适用于生物可降解材料,因而拥有着巨大的商业意义。
由于玉米醇溶蛋白的特殊氨基酸组成:如疏水性的苯丙氨酸、脯氨酸。丙氨酸和亮氨酸等疏水性氨基酸,以及分子中缺少能带点的酸性、碱性、极性基团的氨基酸,还含有一些含硫氨基酸[8]。这些特殊性质使它不溶于无水乙醇也不溶于纯水,然可溶于60%-95%的乙醇溶液。
玉米醇溶蛋白不仅具有特殊的氨基酸结构,它的分子结构和形状也有别于其他蛋白质。玉米醇溶蛋白的分子呈棒状,含有α-螺旋体。多肽主链上的羟基与亚氨基作用即形成α-螺旋体,它的稳定性很好,这一特性可能是玉米醇溶蛋白能够形成防油防腐膜的重要原因之一[9]。
1.1.3 玉米多肽的生产
多肽生产方式有化学降解法和酶降解两种。化学降解是用酸碱水解蛋白质,优点在于操作简单,成本低廉,然而由于反应条件太过剧烈,氨基酸在生产过程中受损十分严重,甚至会产生Lys-Ala有毒物质[10],而且其水解程度也十分不可控,所以化学讲解法是一种很少使用的生产方法。而酶水解法则有着操作条件温和,可以定位水解生产特定肽,水解进程易于控制的优点,能够较好满足多肽生产需要[10]。与此同时,其产物较玉米醇溶淡白和相同组成的氨基酸,有特殊的生理功能与性质,蛋白质水解为多肽投入应用,已经成为蛋白制品今后的发展方向。
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