碱性蛋白酶对蛹虫草蛋白质水解的工艺技术优化研究
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第41卷第5期2023年10月沈阳师范大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g N o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)V o l.41N o.5O c t.2023文章编号:16735862(2023)05041405蛹虫草改善糖尿病的分子机制王泽1,2,3,张美娜1,2,3,廖思晴1,2,3,崔明琦1,2,3(1.沈阳师范大学生命科学学院,沈阳110034;2.辽宁省功能性蛹虫草重点实验室,沈阳110034;3.沈阳市功能性蛹虫草产业技术研究院,沈阳110034)摘要:糖尿病是一种以高血糖为特征的慢性代谢性疾病,其致病因素复杂㊁发病率高㊁并发症多发,已成为我国重大的公共卫生问题㊂天然降糖活性物质的挖掘为突破糖尿病治疗瓶颈提供了新视角㊂蛹虫草是东南亚传统的食药两用真菌,富含虫草素㊁腺苷和多糖等天然降糖活性成分㊂针对糖尿病的发病机制及治疗现状,梳理蛹虫草在改善和治疗糖尿病方面的研究进展,研究显示,蛹虫草具有提高胰腺分泌功能㊁改善胰岛素抵抗㊁促进葡萄糖转运与代谢㊁修复糖尿病肾病等生物学功能,为糖尿病治疗提供了安全而有效的入手点㊂以后将更加系统地明确蛹虫草降糖作用的长效性㊁稳定性及网络调控机制,为其在糖尿病治疗领域的深入应用提供理论支撑㊂关键词:蛹虫草;糖尿病;胰岛素抵抗;分子机制中图分类号:R285.5文献标志码:Ad o i:10.3969/j.i s s n.16735862.2023.05.006M o l e c u l a r m e c h a n i s m o f C o r d y c e p s m i l i t a r i s t o i m p r o v ed i a be t e sWA N GZ e1,2,3,Z HA N GM e i n a1,2,3,L I A OS i q i n g1,2,3,C U IM i n g q i1,2,3(1.C o l l e g eo fL i f eS c i e n c e,S h e n y a n g N o r m a lU n i v e r s i t y,S h e n y a n g110034,C h i n a;2.K e y L a b o r a t o r y o fC o r d y c e p sm i l i t a r i s w i t h F u n c t i o n a l V a l u eo f L i a o n i n g P r o v i n c e,S h e n y a n g110034,C h i n a;3.I n d u s t r i a lT e c h n o l o g y R e s e a r c hA c a d e m y f o r C o r d y c e p sm i l i t a r i s w i t hF u n c t i o n a lV a l u e o f S h e n y a n g,S h e n y a n g110034,C h i n a)A b s t r a c t:D i a b e t e s m e l l i t u s(D M)w a s a c h r o n i c m e t a b o l i c d i s e a s e c h a r a c t e r i z e d b yh y p e r g l y c e m i a.I t h a db e c o m e am a j o r p u b l i c h e a l t h p r o b l e mi nC h i n a d u e t o i t s c o m p l e x p a t h o g e n i cf a c t o r s,h ighi n c i d e n c e a n d f r e q u e n t c o m p l i c a t i o n s.T h e e x p l o r a t i o no f n a t u r a l h y p o g l y c e m i c a c t i v es u b s t a n c e s p r o v i d e da n e w p e r s p e c t i v ef o rb r e a k i n g t h r o u g ht h eb o t t l e n e c k o f D M t r e a t m e n t.C o r d y c e p sm i l i t a r i s w a s a t r a d i t i o n a l e d i b l e a n dm e d i c i n a l f u n g u s i nS o u t h e a s tA s i a.I tw a s r i c h i nc o rd y ce p i n,a d e n o s i n e,p o l y s a c c h a r i d e a n d o t h e r n a t u r a l h y p o g l y c e m i c a c t i v e i n g r e d i e n t s.I n v i e wo ft h e p a t h o g e n e s i sa n dt r e a t m e n ts t a t u so fD M,t h er e s e a r c h p r o g r e s so f C o r d y c e p sm i l i t a r i s i ni m p r o v i n g a n d t r e a t i n g D M w a sr e v i e w e d.S t u d i e ss h o w e dt h a t C o r d y c e p sm i l i t a r i s c a ni m p r o v ep a n c r e a t i c s e c r e t i o n f u n c t i o n,i m p r o v e i n s u l i n r e s i s t a n c e,p r o m o t e g l u c o s e t r a n s p o r t a n dm e t a b o l i s m,r e p a i rd i a b e t i cn e p h r o p a t h y a n do t h e rb i o l o g i c a lf u n c t i o n s.I t p r o v i d e das a f ea n de f f e c t i v e s t a r t i n gp o i n t f o rD M t r e a t m e n t.I nt h e f u t u r e,i t i sn e c e s s a r y t oc l a r i f y t h e l o n g-t e r m,s t a b i l i t y a n dn e t w o r kr e g u l a t i o n m e c h a n i s m o ft h eh y p o g l y c e m i ce f f e c to f C o r d y c e p sm i l i t a r i s, w h i c hw i l l p r o v i d e t h e o r e t i c a l s u p p o r t f o r i t s i n-d e p t ha p p l i c a t i o n i n t h e f i e l do fD Mt r e a t m e n t.K e y w o r d s:C o r d y c e p sm i l i t a r i s;d i a b e t e sm e l l i t u s;i n s u l i n r e s i s t a n c e;m o l e c u l a rm e c h a n i s m收稿日期:20230403基金项目:辽宁省教育厅基本科研项目(L J K F Z20220266);辽宁省科技厅自然科学基金资助项目(2023-M S-251)㊂作者简介:王泽(1979 ),女,辽宁丹东人,沈阳师范大学副教授,博士㊂糖尿病(d i a b e t e sm e l l i t u s ,D M )是一类以高血糖为基本特征的慢性进行性疾病,发病原因主要包括遗传㊁环境㊁肥胖㊁年龄㊁妊娠次数㊁不良生活习惯等,目前糖尿病主要分为1型糖尿病㊁2型糖尿病㊁妊娠糖尿病和特殊类型糖尿病㊂多饮㊁多餐㊁多尿及体重逐渐减轻的 三多一少 是糖尿病高血糖阶段的典型症状㊂根据国际最新临床诊断标准,我国糖尿病估测患病率为11.6%,是亚洲糖尿病发病率最高的国家之一[12]㊂同时,由于大约2/3的糖尿病患者没有进行充分的血糖控制,慢性并发症已成为糖尿病患者的主要致死原因,给个人和社会造成极大负担,已成为中国重大的公共卫生问题[3]㊂蛹虫草(C o r d y c e psm i l i t a r i s )亦称北虫草,富含虫草素㊁腺苷㊁多糖等生物活性成分,不仅兼具抗肿瘤[4]㊁免疫调节[5]㊁抗炎[6]等多重药理作用,同时可以多角度地改善糖尿病及其导致的病理损伤㊂研究显示,蛹虫草可以通过激活胆碱能神经,促进机体血糖下降[7],通过抑制小肠绒毛上的α-葡萄糖苷酶活性,避免餐后血糖的迅速升高[8]㊂此外,蛹虫草活性肽[9]㊁多糖[10]和虫草素[11]均具有降血糖的功能㊂根据血清代谢组学研究,蛹虫草可减轻糖尿病小鼠的能量代谢异常㊁氨基酸代谢紊乱和肠道微生物失调[12]㊂因此,本文梳理了蛹虫草在改善糖尿病机制方面的研究进展,以期为糖尿病治疗领域的深入应用提供新的治疗策略㊂1 糖尿病的致病因素及发病机制1.1 1型糖尿病1型糖尿病患者占比约5%~10%[13]㊂机体在异常遗传和环境双重因素影响下,胰岛β细胞氧化应激反应及其介导的胰岛β细胞免疫损伤,是1型糖尿病的典型特征[14]㊂1型糖尿病的发作分为3个阶段:第1阶段是由于T 细胞异常应答导致的胰岛β细胞炎症反应,体内出现一种或多种自身抗体,如谷氨酸脱羧酶抗体㊁蛋白酪氨酸磷酸酶抗体㊁胰岛素自身抗体㊁胰岛细胞抗体等;第2阶段机体出现血糖异常或葡萄糖耐受不良;第3阶段出现 三多一少 的高血糖症状,有时甚至伴有糖尿病酮症酸中毒或糖尿病高渗综合征[15]㊂1.2 2型糖尿病2型糖尿病患者占比高达90%以上,已成为糖尿病医疗研发领域的关注重点㊂2型糖尿病发病早期与遗传有很大关联,当遗传和环境危险因素共同作用时,2型糖尿病的发病风险性会显著提高[16]㊂其中,我国成年人中因超重和肥胖引发的患病率高达70%,已成为2型糖尿病独立的危险因素;此外,吸烟㊁非酒精性脂肪肝[17]㊁特质愤怒和敌意㊁青少年身体质量指数(b o d y m a s s i n d e x ,B M I )的上升也会增加罹患2型糖尿病的风险㊂胰岛素抵抗和β细胞功能障碍是2型糖尿病的显著特点,白色脂肪组织功能障碍产生的异常代谢物使肝脏和肌肉细胞对胰岛素敏感性降低,导致β细胞代偿性分泌胰岛素㊂在营养过剩情况下,肝脏组织葡萄糖的生成主要来源于糖异生,白色脂肪组织脂解产生的游离脂肪酸被肝脏细胞摄取,通过游离脂肪酸β氧化生成乙酰辅酶A ,刺激糖异生和空腹葡萄糖生成㊂此外,2型糖尿病患者在线粒体功能不足的情况下,进入肝脏的游离脂肪酸和甘油合成甘油三酯,引发肝脏脂质堆积,并产生抑制胰岛素传导的脂毒性代谢物,导致肝脏胰岛素抵抗[18]㊂2型糖尿病患者的肌肉胰岛素抵抗主要表现为葡萄糖转运受损,进而导致肌糖原合成率降低[19]㊂营养过剩会增加肌肉内游离脂肪酸摄取和甘油三酯储存,抑制葡萄糖转运,使胰岛素在传递过程中相关底物磷酸化水平降低,产生胰岛素抵抗,导致糖原合成和葡萄糖氧化速率降低,同时氨基酸信号通路和炎症因子介导的信号通路被激活,合成的神经酰胺降低胰岛素信号通路相关底物磷酸化[20],进而导致肌肉葡萄糖转运和糖原合成降低,发生餐后高血糖㊂1.3 其他类型糖尿病妊娠型糖尿病发病主要由于遗传㊁胰岛素信号转导通路障碍㊁胎盘过度分泌激素㊁异常的脂肪细胞因子及炎症反应因子等因素诱发的胰岛素抵抗㊂脂肪分解可能对妊娠型糖尿病发病起重要作用,持续高水平的甘油三酯是妊娠型糖尿病的独立危险因素[21]㊂研究显示:与脂肪分解㊁氧化还原反应和胰岛β细胞增殖相关的基因同中国女性妊娠型糖尿病相关[22];其他特殊类型的糖尿病发病机制复杂,病因较多,在糖尿病中占比较低,主要由于胰岛β细胞存在遗传异常,或由于胰腺分泌疾病㊁药物㊁感染等因素导致糖代谢紊乱[23]㊂514 第5期 王 泽,等:蛹虫草改善糖尿病的分子机制614沈阳师范大学学报(自然科学版)第41卷2糖尿病的药物治疗现状饮食㊁运动㊁药物㊁定期监测及教育是糖尿病调治的必要措施[24]㊂迄今为止,治疗糖尿病的药物主要分为以胰岛素类和非胰岛素类为主的注射制剂,以及以双胍类㊁磺脲类促泌剂㊁糖苷酶抑制剂㊁胰岛素增敏剂㊁钠-葡萄糖协同转运蛋白-2抑制剂㊁胰高血糖素样肽-1受体激动剂和二肽基肽酶-4抑制剂为主的口服降糖药物㊂糖尿病药物的主要作用是将机体的血糖维持在正常水平,同时也存在某些副作用,比如胃肠道反应㊁消化道反应㊁泌尿生殖系统感染,以及长期服用甚至可能加重肝肾损伤,增加低血糖风险等[25]㊂近年来,天然降糖生物活性物质由于其安全性被研究人员广泛关注和开发㊂研究证实,非类黄酮多酚㊁类黄酮等可成为治疗2型糖尿病的有效替代物[26]㊂灵芝提取物可通过激活腺苷酸活化蛋白激酶(a d e n o s i n e5ᶄ-m o n o p h o s p h a t e-a c t i v a t e d p r o t e i nk i n a s e,AM P K)信号通路抑制肥胖引起的胰岛素抵抗[27];海带可溶性膳食纤维可抑制双糖酶的活性[28];茶多酚可以调控患者的糖代谢和脂代谢,具有抗炎和抗氧化的作用,能有效防治2型糖尿病[29]㊂传统药物和天然生物活性物质的联合使用可能会发挥更显著的效果,如白藜芦醇和二甲双胍的联用[30]㊁紫檀提取物和格列本脲的联用[31]㊂3蛹虫草改善糖尿病的分子机制3.1提高胰腺分泌功能胰腺作为机体关键的消化器官,主要功能为分泌激素和消化酶,调节机体血糖㊂胰岛素和胰高血糖素由胰腺分泌,是保证机体血糖处于平衡状态的2种关键激素㊂胰岛素抵抗导致的葡萄糖毒性会使胰腺受损,使胰岛β细胞的胰岛素分泌水平明显降低㊂因此,修复胰腺的结构和功能对糖尿病治疗将起到至关重要的作用㊂蛹虫草可以抑制糖尿病大鼠胰腺内超氧化物歧化酶(s u p e r o x i d ed i s m u t a s e,S O D)㊁谷胱甘肽过氧化物酶(g l u t a t h i o n e p e r o x i d a s e,G S H-P x)和过氧化氢酶(c a t a l a s e,C A T)活性的降低,提高胰腺抗氧化能力[32];可增加大鼠胰岛素瘤细胞I N S-1内三磷酸腺苷含量和C a2+浓度,对于被H2O2损伤的大鼠胰岛素瘤细胞I N S-1,可增强线粒体膜电位,提高抗氧化能力,通过上调胰腺十二指肠同源框-1㊁葡萄糖转运蛋白1和磷酸化蛋白激酶B(p h o s p h o r y l a t e d p r o t e i nk i n a s eB,p-A k t)基因及蛋白质表达增加胰岛素的合成与分泌,促进葡萄糖跨膜转运和葡萄糖代谢,增强受损的胰岛β细胞合成分泌胰岛素的能力[33]㊂3.2改善胰岛素抵抗磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(p h o s p h o i n o s i t i d e-3-k i n a s e/p r o t e i nk i n a s eB,P I3K/A k t)信号通路是控制胰岛素抵抗的重要途径㊂研究表明,蛹虫草水提物可以上调人肝癌细胞H e p G2p-P I3K,p-A k t和磷酸化糖原合成酶激酶-3β(p h o s p h o r y l a t e d g l y c o g e n s y n t h a s e k i n a s e-3β,p-G S K-3β)表达水平约3倍,促进P I3K/A k t信号通路传导,有效降低胰岛素抵抗,促进糖原合成[34]㊂海参虫草复合物喂养糖尿病大鼠5w,大鼠肌肉和脂肪组织中P I3K㊁A k tm R N A表达明显增加,胰岛素敏感性得到提高,明显降低了胰岛素抵抗[35]㊂红景天㊁蛹虫草和大黄的配伍可增加糖尿病小鼠肝脏p-A k t和p-G S K-3β的蛋白表达水平,促进糖尿病小鼠肝脏内胰岛素信号传导[36]㊂3.3促进葡萄糖转运与代谢葡萄糖转运蛋白4(g l u c o s e t r a n s p o r t e r4,G L U T4)是一种胰岛素敏感性葡萄糖转运蛋白,在接收胰岛素信号后被转运至质膜,刺激靶细胞摄取葡萄糖,从而降低血糖,而G L U T4含量随着胰岛素抵抗增强而降低[37]㊂研究表明,海参虫草复合物可以增加糖尿病大鼠骨骼肌和脂肪组织中G L U T4的表达,促进葡萄糖转运,降低糖尿病小鼠的空腹血糖水平[35]㊂AM P K是维持葡萄糖稳态所必需的㊂蛹虫草水提物可以促进人肝癌细胞H e p G2吸收葡萄糖,促进葡萄糖代谢,通过促进细胞内AM P K磷酸化,降低磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性,有效抑制糖异生,促进葡萄糖有氧氧化,达到降低血糖的目的[34]㊂3.4修复糖尿病肾病糖尿病代谢异常会导致肾小球硬化,肾脏长期过滤未被吸收的葡萄糖,引起肾小管损伤,导致终末期肾脏病㊂多项研究证实,蛹虫草对糖尿病肾病具有改善作用,其虫草素和腺苷纯化物连续灌胃6w可有效抑制糖尿病小鼠血清尿素氮㊁肌酐㊁尿酸含量,提高肾脏中的总超氧化物歧化酶的活性,降低丙二醛的活性,显著提高肾小球滤过率[38]㊂蛹虫草可抑制糖尿病导致的肝脏和肾脏肿大,下调小鼠血清尿素氮水平[9],链脲佐菌素联合高脂饲料诱导的糖尿病大鼠,经2g ㊃k g -1蛹虫草子实体水提物灌胃4w 后,肾脏中高表达的p -A k t 和p -G S K -3β即可恢复到正常水平,使肾脏的氧化损伤减轻[39]㊂蛹虫草子实体与菌丝体的组合可显著降低糖尿病肾病小鼠肾脏内晚期糖基化终末产物水平,减轻氧化应激,明显降低转化生长因子-β水平,抑制肾脏纤维化[40]㊂陈丹丹[41]发现,蛹虫草可抑制糖尿病肾病小鼠肾脏中J a n u s 激酶/信号转导和转录激活子(j a n u sk i n a s e /s i g n a l t r a n s d u c e ra n da c t i v a t o r so f t r a n s c r i p t i o n ,J A K /S T A T )信号通路上J A K 1,J A K 2,S T A T 1,3,5和6的表达,提高自噬(a u t o p h a g y ,A t g )相关蛋白L C 3,A T G 5,A T G 12和B e c l i n 1的表达,修复肾脏损伤㊂4 结 语糖尿病的危害在于血糖升高后引起机体产生各种急性或慢性并发症,因而控制机体内血糖水平保持稳定对于糖尿病患者至关重要㊂目前,已经有大量研究证实蛹虫草及其生物活性成分具有良好的降血糖作用,然而,对于蛹虫草改善糖尿病的网络机制尚未形成定论,其降糖作用的长效性与稳定性需要进一步探讨,对糖尿病的多种并发症是否具有多角度修复作用仍需深入验证㊂参考文献:[1]X U EL ,WA N G H Y ,H E Y Z ,e t a l .I n c i d e n c ea n dr i s kf a c t o r so fd i a b e t e s m e l l i t u s i nt h eC h i n e s e p o pu l a t i o n :A d y n a m i c c o h o r t s t u d y [J ].B M JO pe n ,2022,12(11):e 060730.[2]HU X ,M E N G L B ,W E IZ M ,e ta l .P r e v a l e n c ea n d p o t e n t i a l r i s kf a c t o r so f s e l f -r e p o r t e dd i a b e t e sa m o ng e l d e r l y p e o p l e i nChi n a :An a t i o n a l c r o s s -s e c t i o n a l s t u d y o f 224,142a d u l t s [J ].F r o n tP u b l i cH e a l t h 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4种方法制备蝉蛹蛋白质效果的比较张巳轩;徐芊芊;孙长婷;张倩;任晶晶;湛孝东;李朝品【摘要】目的:比较4种方法提取蝉蛹蛋白质效果的差异.方法:以蝉蛹为原料,通过控制变量法进行预实验,筛选出碱提取法、盐提取法、酶提取法以及水提取法这4种方法在不同测试因素下蛋白质收率最高的实验条件,并以该条件作为各个方法的最优条件,利用最优条件提取蝉蛹蛋白质并测定蛋白质含量.结果:蛋白质收率为碱提取法41.62%、盐提取法6.77%、酶提取法73.02%、水提取法69.35%.结论:酶提取法收率最高,其次是水提取法、碱提取法,盐提取法收率最低.【期刊名称】《皖南医学院学报》【年(卷),期】2018(037)006【总页数】4页(P598-601)【关键词】蝉蛹;蛋白质;提取;制备【作者】张巳轩;徐芊芊;孙长婷;张倩;任晶晶;湛孝东;李朝品【作者单位】皖南医学院活性生物大分子研究安徽省重点实验室,安徽芜湖241002;皖南医学院活性生物大分子研究安徽省重点实验室,安徽芜湖 241002;皖南医学院活性生物大分子研究安徽省重点实验室,安徽芜湖 241002;皖南医学院活性生物大分子研究安徽省重点实验室,安徽芜湖 241002;皖南医学院活性生物大分子研究安徽省重点实验室,安徽芜湖 241002;皖南医学院活性生物大分子研究安徽省重点实验室,安徽芜湖 241002;皖南医学院医学寄生虫学教研室,安徽芜湖241002;皖南医学院活性生物大分子研究安徽省重点实验室,安徽芜湖 241002;皖南医学院医学寄生虫学教研室,安徽芜湖 241002【正文语种】中文【中图分类】R282.74蝉蛹(Cicada pupa)又称知了猴、蝉猴、蝉龟,多生活在热带、亚热带和温带区域,属于节肢动物门昆虫纲半翅目蛹科,是蝉不完全变态发育(卵、幼虫、成虫)过程中的幼虫阶段。
蝉蛹是集医学价值与营养价值于一身的一种昆虫资源,蝉蛹含有具有药理活性的物质,可以提高人体免疫力,延缓机体衰老,蝉蛹蜕下的壳富含甲壳素、异黄质蝶呤、赤蝶呤、腺苷三磷酸酶,入药常用于治疗外感风热、咽喉肿痛等症[1];蝉蛹含有丰富的蛋白质和多种氨基酸[2],是一种高营养价值的食品资源。
堡主竺竺堡兰望望塑堡鱼鳖查竺塑堕型鱼墨基望些丝堕些堑塞查!!查些盔兰参考文献[1】Wellstead,D.t1995.Growthlimitedtodevelopingcountries.MissetWorldPoultry.11(7):21·23【2】刘宝全等,鸡蛋深3nT技术,农牧产品开发,1999(6):34.35【3】KazukoShimadaandSetsuroMatsushita.1980.RelationshipbetweenThermocoagulationofProteinsandAminoAcidCompositions.J.Agic.FoodChem.28“1:413-4t7【4】郑桂芝,蛋白质水解与水解物之利用,食品工业,199729(5):10~17【5】赵新怀等,酶促水解大豆蛋白的研究,食品与发酵工业,1994(5):7一n【6]6Deeslie,wD.,Cheryan,M.1998Functionalpropertiesofsoyproteinhydrolysatesfromacontinuousultrafitrationreator.JAgricFoodChem.36:26--31[7】Chobert,JM.etal,1988.SolubilityandemulsifyingpropertiesofcaseinsandwheyproteinsmodifiedenzymaticallybytrypsinJ.Agric.FoodChem.36:883·892[8】8Kester,J.J.,Richardson.t1984.Modificationofwheyproteinstoimprovefunctionality.J.DairySci.67:2757--2774【9】9汤亚杰,吴思方,酪蛋白磷酸肽的研究进展,食品科学,199819(5):3—6【10】Shimizu,M.,Lee,S.W1986.Functionalpropertiesof23residuespurifiedfromtheIⅪptichydmlysateofa,l—casein:changesintheemulsifyingactivityduringpurificationofthepeptide.J.FoodSci.51(5):1248—1252【11]刘杰,蒲萍萍,全蛋儿童食品新技术,食品研究与开发,199617(3):30--31【12】黄毅,鸡蛋奶饲料的研制,食品工业,1996(2):37【13】Lahl,WJ.,Braun,S.D.1994.Enzymaticproductionofproteinhydrolysatesforfoodu∞.46(10、:68—71【14]Mahmoud,M.I.1994.PhysicochemicalandfunctionalpropertiesofproteinhydrolysatesinnutritionalproductS,FoodTeci'm01.48(10):89.95f15】Choben,J.M.etal,1988.SolubilityandemulsifyingpropertiesofcaseinsandwheyproteinsmodifiedenzymaticallybytrypsinJAgric.FoodChem.36:883—892【16】Chobert,j.M.1988SolubilityandemulsifyingpropertiesofcaseinsmodifiedenzymaticallybyStaphylococusaureusV8protein..J.Agric.FoodChem.36:220.224[17】Chobert,J.M.1989.Slubilityandemulsifyingpropertiesofbeta·caseinmodifiedenzymaticallybytrypsin.J.FoodBicchem.13:335—352【18】Kuehler,ZA.andSfine,CM.1974EffectofenzymatichydrolysisonsomefunctionalpropertiesofwheyproteinjFoodSci.50:1403--1405【19】Monti,J.C.AndJost.R,1978.EmzymaticSolubilizationofheat-denaturedcheesewheyprotein.J.DairySci.61:1233-1237【20】BJ中RGEGEL^NDSDAL1980Heat—inducedGellinginsolutionsofOvalbumin.J.ofFoodSci.45:57v-z573-45-【21】Kuan—JuLiu;Sheng-ChinYang1992StudiesonheatcoagulationoflimitedenzymehydrolysedChickeneggwhite,JournaloftheChineseAgriculturalChemicalSociety30(4):582—592【22】Hidalgo,J.andGraper,E.1997Solubilityandheatstabilityofwheyproteinconcentrates.J.DarirySci:60:1515—1518[23】Joot,R.andNonti,J.C.1977.Partialenzymatichydrolysisofwheyproteinbytrypsin.J.DairySci.60:1387-1393【24】Durgeon,S.L.eta1.1992.Emulsifyingpropertiesofwheypeptidefractionasafunctionofandionicstrength.J.FoodSci.57(3):601-604[25】MitchellJ.RandS.E.Hill1995.Theuseandcontrolofchemicalreactionstoenhancethefunctionalityofmacromoleculesinheat-processedfoods.TrendsinFoodsci.&"rech.6(5):219-224【26】MaryK.Schmidl1993.Foodproductsformedicalpurposes.TrendsinFoodsci.&Tech4(6):164-168f27】Turgeon,S.L,etal,1992,InterracialpropertiesoftrypticpeptidesofLactoglobulin.J.Agric.FoodChem10:669·675【28】Behnke,U.eta1.1986.Enzymaticmodificationofeggwhiteproteinandsomeofitsitsfunctionalproperties.Nahrung30(3/4):319-一326【29]Mahnoud,M.J.eta1.1992.Enzymatichydrolysisofcasein:effectofdegreeofhydrolysisonaatigenicityandphysicalproperties.JFoodSci.57(5):1223,1229[301Grimble,G.K.1994.Thesignificanceofpeptidesinclinicalnutrition.Annu.Rev.Nutr,14:419-447【31】Grimble,R.F.1994.Cystrineandglycinesupple—mentationmodulatethemetabolicresponsetotunlornecrosisfactoralphainratsfedalowproteindiet.JNutr.122:2066-2073【32]Lemon,P.wR.1987.Proteinandexercise:Updete1987.MedSci.SportsExerc.19:179.190【33]Lemon,EwR·etal1984.Effectofintensityonproteinutilizitionduringprolongedexercise.Med.Sci.SportsExerc16:151【34】Evens,wJ.1983Proteinmetabolismandendurationandendurationexercise.PhysicianSportsMed.11:63—71f35】Frkjaer,S.1994.Useofhydrolysatesforproteinsupplementation.FoodTechn01.48(10):86’88【36】MaryK.Schmidl1993.Foodproductsformedicalpurposes.TrendsinFoodsci.&Tech.4(6):164-168637]Stehle,P.eta1.1982.Synthesisandcharacteristicoftyrosineandglutaminecontainingpeptidas.J.Appl.Biochem.4:280-286【38]Grimble,g·k·etal·1987Theeffectofpeptidechain-lengthonabsorptionofegg-proteinhydrolysatesinthenormalhumanjejunumGastroenterology92:126.142【39】Sharp,wR.,Evans,D.A.andAnnirato,PmV.1984.FoodTechn01.38位):112--119—46—硕士学位论文鸡蛋清蛋白酶水解物的制各及其功能性质的研究东北农业大学【40】ConorReilly,Functionalfoods--achallengeforconsumen1994.TrensinFoodSci.&Techn01.5(4):121——123f41】Kritchevsky,D.etall987.DietaryproteinandathroselerosisJAOCS.64(8):1167一“7l【42】Beynen,A.C.,West,C.E.1987.CholesterolmetabolisminSwinefeddietscontainingeithercaseinorsoybeanproteinJAOCS.64(8):1178—1182【43】MeeLU.E.1987.Species-dependentresponsivenessofSurumCholesteroltodietaryproteins.JAOCS.64(8):1172—1177【44】陈历俊,东北农业大学博士论文,1998【45】于国平,马力编,食品生物化学实验指导,东北农业大学实验教材,1996[461马成林等编著,动物性食品理化检验学,中国人民解放军兽医大学出版社,1982【47]JINQUANXU,MAKOTOSHIMOYAMADA,andKENJIWATANABE.1997.GelationofeggwhiteproteinsasaffectedbycombinedHeatingandFreezing.J.ofFoodSci.62(1):963----966.【48】KENJIW6T6NA,etal1985.Heat-inducedAggregationandPenaturationofEggWhiteProteinsinAcidMedia.JournalofFoodScience.50:507—510【49】AOAC.OfficalMethodsoftheAnalysisoftheAssocia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酶解法制取蚕蛹多肽王玉海;孙卫东;秦志喧;邱英华;陆海勤;李凯【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2012(014)005【摘要】以蚕蛹为原料,经脱脂后,采用碱法提取蚕蛹蛋白,以双酶水解的方法制取可溶性蚕蛹多肽,最佳制取条件为固液比1:10,水解温度45℃,酶用量3%(木瓜蛋白酶:胰蛋白酶=1:1),水解时间6h,在此条件下制备的蚕蛹多肽得率为62.5%。
使用胃蛋白酶和胰蛋白酶分别水解时,多肽得率为58.7%。
%The peptides were prepared from silkworm pupa protein by hydrolysis with compound enzyme.The favorable method of hydrolysis is:enzyme(papain:trypsin=1:1)2%,Temp.45℃,hydrolysis time 6 hours,and the ratio of solid to liquid 1:10.The yield of pupa peptide can reach 62.5%.When the pupa protein is hydrolyzed by pepsin and tripsin separately,the yield of pupa peptide is 58.7%.【总页数】2页(P97-98)【作者】王玉海;孙卫东;秦志喧;邱英华;陆海勤;李凯【作者单位】南宁创新科技医药技术有限公司,广西南宁530007;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁530004;南宁创新科技医药技术有限公司,广西南宁530007;南宁创新科技医药技术有限公司,广西南宁530007;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁530004;广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TS201.1【相关文献】1.酶解法提取柞蚕蛹油的工艺研究 [J], 刘颖;刘爱莲;宫淑兰;邹瑞;高岩2.酶解法制茶渣多肽及其抗氧化性能研究 [J], 黄晓辉;王颖;林辉3.复合酶解法制备山楂绞股蓝乳清多肽复合饮料的工艺优化 [J], 蒋莹;沈荷玉;周可强;李诚;姜荣杰;唐婉婷;李辰凤4.半固态酶解法制备全谷物多肽及其抗氧化、ACE抑制活性的研究 [J], 曹梦笛;周浩纯;李赫;张健;章期博;刘新旗;刘宇5.两步酶解法制备小龙虾副产物多肽及其抗氧化性研究 [J], 徐文思;杨祺福;张梦媛;李柏花;莫亚琼;邵立业;杨品红;韩庆因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
碱性蛋白酶提取花生水解蛋白摘要:利用碱性蛋白酶从冷榨花生饼中提取花生水解蛋白。
研究了温度、pH 值、加酶量、液固比、水解时间对蛋白质提取率的影响,确定最佳工艺参数为温度55 ℃、pH9.0、加酶量是0.8%、水解时间3 h、液固比7∶1, 在此条件下蛋白质提取率为81.32%。
1、材料与方法(1)实验材料冷榨花生饼(蛋白质48.09%, 脂肪8.74%, 粗纤维 4.71%); 碱性蛋白酶(2.4 AU/g);主要仪器设备:SC- A型精密恒温水槽, 868 型酸度计, 78- 1 型磁力搅拌器, UV- 2100 紫外可见光分光光度计, 酶反应器。
(2)实验方法花生水解蛋白的提取:一定质量花生饼(粉碎过80 目筛)与蒸馏水按一定比例加入酶反应器中, 恒温搅拌一定时间, 调节pH 值至适宜, 加入一定量酶进行水解, 并维持反应液pH恒定(变化范围±0.01)。
反应结束后, 沸水浴中灭酶5 min, 3000 r/min 离心20min, 收集上清液, 残渣用2 倍体积水洗涤, 合并两次离心所得上清液, 计量体积, Folin- 酚法,测定其中蛋白含量。
蛋白质提取率的计算:花生蛋白提取率(%)=(提取的上清液蛋白质质量/原料中蛋白质质量)×100%2、结果与分析(1)温度对蛋白质提取率的影响在加酶量0.4%,pH8.0, 液固比7∶1, 水解时间 3 h 时, 考察了温度对蛋白提取率的影响, 结果如图 1 所示。
由图1 可知, 随着温度升高, 蛋白质提取率逐渐提高, 当温度达到55 ℃, 蛋白质提取率最高。
当温度>55 ℃时, 随温度升高蛋白质提取率反而降低, 其原因可能是超过酶最适温度, 酶分子空间结构发生改变, 导致酶活性减弱或丧失。
(2)pH 值对蛋白质提取率的影响在温度55 ℃,加酶量0.4%, 液固比7∶1, 时间3 h 时, 考察了pH值对蛋白提取率的影响, 结果如图 2 所示。
生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 6 期 934 ~ 939Current Biotechnology ISSN 2095‑2341研究论文ArticlespH 渐变条件下多酶分步连续酶解工艺制备鲟鱼硫酸软骨素与胶原蛋白肽王珍瑜1 , 陆文超1 , 钟康荣2 , 关永健2 , 汪真2 , 陈超1 *1.清华大学化学系,北京 100084;2.贵州千鲟生物科技有限公司,贵州 黔东南苗族侗族自治州 556300摘要:pH 渐变条件下采用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶分步连续酶解鲟鱼软骨,同时制备鲟鱼硫酸软骨素和胶原蛋白肽。
分别通过温度、酶解时间、酶用量3个单因素实验,研究其对连续酶解效果的影响。
综合分析得出最佳条件:碱性蛋白酶酶解温度为45 ℃,酶解时间为2 h ,酶用量为100 U ·g -1底物;木瓜蛋白酶的酶解温度为50 ℃,酶解时间为2 h ,酶用量为50 U ·g -1底物;菠萝蛋白酶的酶解温度为50 ℃,酶解时间为2 h ,酶用量为30 U ·g -1底物。
该工艺条件下制备的鲟鱼硫酸软骨素提取率为85%,纯度93%,胶原蛋白肽的提取率为82%,纯度为90%。
研究建立的pH 渐变条件下多酶分步连续酶解工艺,产率与纯度较国内现有生产方法均有提高,且碱液使用量减少,避免了有机溶剂的引入,从而可以降低生产成本,减轻环境污染负担。
关键词:酶解工艺;硫酸软骨素;胶原蛋白肽DOI :10.19586/j.20952341.2023.0119中图分类号:Q556, TQ925+.2 文献标志码:APreparation of Chondroitin Sulfate and Collagen Peptide of Sturgeon by Multi -enzyme Step -by -step Enzymatic Hydrolysis Under the Condition of pH GradientWANG Zhenyu 1 , LU Wenchao 1 , ZHONG Kangrong 2 , GUAN Yongjian 2 , WANG Zhen 2 , CHEN Chao 1 *1.Department of Chemistry , Tsinghua University , Beijing 100084, China ;2.Guizhou Qiansturgeon Biotechnology Co., Ltd , Guizhou Qiandongnan Miao and Dong Autonomous Prefecture 556300, ChinaAbstract :Alkaline protease , papain and bromelain were used to hydrolyze cartilage of sturgeon step by step under pH gradient conditions to prepare sturgeon chondroitin sulfate and collagen peptide simultaneous. The effects of enzymatic hydrolysis temperature , enzymatic hydrolysis time , and enzyme dosage on the efficiency of enzymatic hydrolysis were investigated. Based on comprehensive analysis , the optimal temperature for alkaline protease hydrolysis was 45 ℃, hydrolysis time was 2 hours , and enzyme dosage was 100 U ·g -1 cartilage ; the optimal temperature for papain hydrolysis was 50 ℃, hydrolysis time was 2 hours , and enzyme dosage was 50 U ·g -1 cartilage ; the optimal temperature for bromelain hydrolysis was 50 ℃, hydrolysis time was 2 hours , and enzyme dosage was 30 U ·g -1 cartilage. Sturgeon chondroitin sulfate was extracted at a rate of 85% with a purity of 93%, while collagen peptide was extracted at a rate of 82% with a purity of 90%. In comparison to the currently used domestic production techniques , the multi -enzyme step -by -step enzymatic hydrolysis process established in this study under pH gradient conditions could improve yield and purity , reduce the amount of alkali , and avoid the introduction of organic solvents , thereby lowering the production cost and lessening the burden of environmental pollution.Key words :enzymatic hydrolysis process ; chondroitin sulfate ; collagen peptide收稿日期:20230925; 接受日期:20231024基金项目:清华大学国强研究院项目。
碱性蛋白酶水解小麦蛋白产物乳化活性研究作者:赵豪斌阙斐冯文婕来源:《现代农业科技》2015年第17期摘要碱性蛋白酶水解小麦蛋白产物乳化活性研究结果表明:3个因素对小麦蛋白粉乳化性的影响由强到弱的顺序为pH值>碱性蛋白酶/小麦蛋白粉质量>温度,最佳酶解条件为pH值7.5、底物浓度2.5%、温度60 ℃,此时的乳化活力指数达到最高,EAI为15.48 m2/g。
研究结果可为利用小麦蛋白粉开发天然乳化剂提供参考。
关键词小麦蛋白粉;碱性蛋白酶;正交试验;乳化活力指数中图分类号 TS201.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)17-0314-03Study on Emulsifying Properties of Wheat Gluten by Alkali Protease TreatmentZHAO Hao-bin QUE Fei * FENG Wen-jie(Department of Applied Engineering,Zhejiang Economic and Trade Polytechnic,Hangzhou Zhejiang 310018)Abstract Through the study on the emulsifying properties of wheat gluten by alkali protease,results showed that the order on the effect of 3 factors on the emulsifying properties of wheat protein from strong to weak was pH value>alkaline protease/wheat flour quality>temperature,the optimal conditions were pH value of 7.5,temperature of 60 ℃,the ratio of proteases and substrate of 2.5%. Under above conditions,emulsifying property index reached 15.48 m2/g. This study could provide reference for the development of natural emulsifier using wheat protein powder.Key words wheat gluten;alkali protease;orthogonal test;emulsifying property index小麦蛋白粉为小麦淀粉生产过程中产生的副产品,其为植物蛋白源,营养丰富,含有人体必需的15种氨基酸,但含有较多的疏水性和不带电的氨基酸含量,难以与加工需求相适应,在应用上受到了一定的限制[1]。
碱性蛋白酶在洗涤剂行业的生产及应用前言碱性蛋白酶(又称丝氨酸蛋白酶)是能使蛋白质水解成肽或氨基酸的酶的总称,包括动物产生的胃蛋白酶和胰蛋白酶、由植物产生的木瓜朊酶和由微生物产生的霉菌蛋白酶。
碱性蛋白酶对去除奶渍、汗渍、血渍及肉汁等蛋白质类污渍很有效果,使不溶性的蛋白质污渍分解成可溶性氨基酸和肽,从而去除这些污渍。
广泛存在与细菌、放线菌和真菌中,研究最为广泛和深入的是芽孢杆菌的丝氨酸蛋白酶。
这种酶在洗涤剂、制革、丝绸等工业上有广泛用途。
1 碱性蛋白酶的性质碱性蛋白酶最早发现于猪胰脏中,1913年Rohm首先将胰蛋白酶作为洗涤浸泡剂使用。
1945年瑞士学者Jaag等发现微生物能产生碱性蛋白酶,如芽孢杆菌属细菌和曲霉属的真菌等,从而使蛋白酶应用拓展到洗涤剂工业。
近20年来,随着新的产碱性蛋白酶菌株的不断分离和发现,碱性蛋白酶的研究有了很大的发展。
迄今,已有多种微生物来源的碱性蛋白酶被纯化和鉴定。
昆虫病原菌产蛋白水解酶的报道很少。
自60年代始,有关耳霉属菌株分泌碱性蛋白酶的报道日渐增多,研究日益深入。
研究表明,耳霉能产生高分子量的碱性蛋白酶A和低分子量的碱性蛋白酶B。
冠状耳霉分泌的碱性蛋白酶B分子量蛋白为6800,是迄今为止报道的分子量最小的碱性蛋白酶。
它的最适pH 9.7,最适反应温度45℃。
该酶经50℃时1小时后完全失活。
该酶具有广泛的底物专一性,能催化水解多种天然蛋白质(如酪蛋白,血红蛋白,卵清蛋白,牛血清白蛋白),其中酪蛋白是最适底物。
此外,碱性蛋白酶B还具有一定的酯酶活性,可专一性水解苯赖氨酸和苯甘氨酸衍生物L-型异构体酯键的羧基,而D-型异构体不受酶处理的影响。
可用于分离氨基的消旋混合物。
可望代替目前工业上用来分离DL-旋光异构体的枯草芽孢杆菌蛋白酶。
与其它产碱性蛋白酶菌株相比,冠状耳霉能分泌高比活力碱性蛋白酶。
如地衣芽孢杆菌株2709碱性蛋白酶比活力为1800u/mg蛋白,枯草芽孢杆菌碱性蛋白酶比活力为880u/mg蛋白,短小芽孢杆菌碱性蛋白酶比活力为3602.4u/mg蛋白,嗜麦芽假单胞菌碱性蛋白酶比活力为1173u/mg蛋白。
蛹虫草虫草素提取工艺的研究作者:殷东林,陈琼,孙伟来源:《湖北农业科学》 2015年第18期殷东林,陈琼,孙伟(信阳农林学院生物技术系,河南信阳464000)摘要:以蛹虫草[Cordycepsmilitaris(Linn.)Link]子实体为材料,首先通过单因素分析法探索虫草素的最佳提取溶剂,结果表明,70%乙醇是虫草素的最佳提取溶剂,并通过正交试验考察了微波助提法中微波功率、微波时间、提取次数和料液比4个因素对虫草素提取功率的影响,最终建立了提取虫草素的最佳工艺条件,即微波功率350W,微波处理时间4min,提取2次,料液比1∶50(g∶mL),提取率可达6.87%。
关键词:蛹虫草[Cordycepsmilitaris(Linn.)Link];虫草素;正交试验;微波助提法中图分类号:S567.3+3;R284.2文献标识码:A文章编号:0439-8114(2015)18-4560-03DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.18.042StudyonExtractionofCordycepinfromCordyceps militarisYINDong-lin,CHENQiong,SUNWei(XinyangCollegeofAgricultureandForestry,Xinyang464000,Henan,China)Abstract:UsingfruitingbodiesofC.militarisasmaterial,theextractiontechnologyofCordycepscordycepinwasinvestigated.Thebestcordycepinextractionsolventwasexploredthroughthesinglefactoranalysis,theresultsshowedthat70%ethanolwasthebestextractionsolventofcordycepin.Andthroughtheorthogonaltest,themicrowaveassistedextractionprocessofmicrowavepower,microwavetime,extractiontimesandmaterialliquidthantheinfluenceoffourfactorsforextractingcordycepinpowerwasexamined,finallytheoptimumprocessconditionsofextractingcordycepinwasestablished.Theoptimalconditionswere:microwavepower350W,4minmicrowaveprocessingtime,extract2times,materialliquidratio1:50,theextractionratecouldreachmorethan6.87%.Keywords:Cordycepsmilitaris;cordycepin;orthogonalexperiment;microwaveassistedextraction收稿日期:2015-01-27基金项目:河南省科技攻关项目(132102110047)作者简介:殷东林(1983-),男,河南潢川人,讲师,硕士,主要从事生物技术研究,(电话)15103764625(电子信箱)ydl669@126.com。
专利名称:蛹虫草双酶水解提取工艺专利类型:发明专利
发明人:姜建新,姜小红,马一鸣,姜雅申请号:CN200710109343.1
申请日:20070525
公开号:CN101104860A
公开日:
20080116
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明是一种提取蛹虫草的提取方法,涉及生物提取方法,其特征就是利用大米和蚕蛹粉作培养基接入蛹虫草菌种,经一定时间的培养长出虫草子实,把虫草子实体和培养基或培养基进行烘干、粉碎,配水固液蛹虫草粉和水的比例为1∶10-12,加入食品级的淀粉酶和动物蛋白酶,加酶量分别为2%和1%,温度为55-60℃,pH值为6.0-7.5,酶解时间为6-10小时,酶解时,要不断搅拌,然后灭酶、过滤、浓缩、喷雾干燥而制得蛹虫草提取物的干粉。
采用本发明不用任何有机溶剂,完全是利用酶和水提取,不但能把蛹虫草中所有的成份提出来,而且没有任何化学污染,同时也提高了得率,降低了生产成本。
申请人:江苏江南生物科技有限公司
地址:212364 江苏省丹阳市皇塘镇蒋墅
国籍:CN
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碱性蛋白酶对蛹虫草蛋白质水解的工艺技术优化研究张新武S朱长文2(1.河南省食品工业科学研究所有限公司,郑州450053;2.河南农业大学食品科学技术学院,郑州450002)摘要:以蛹虫草蛋白粉为原料,利用碱性蛋白酶进行酶解处理,并对其酶解工艺进行优化研究。
以水解度和酶解得率为评价指标,采用正交试验结果对蛹虫草水解工艺进行优化。
当底物浓度为8%、碱性蛋白酶的加酶量为1.3%、酶解时间10 h、酶解温度为53 T;时的水解度最高,为15.01%;当底物浓度为8%、碱性蛋白酶的加酶量为1.9%,酶解时间8 h、酶解温度为56 T;时的酶解得率最高,为75.27%。
经碱性蛋白酶酶解、过滤、干燥等工艺处理后,酶解产物的分子质量小,酶解剩余物少,酶解得率高,可以进行产业化推 广应用。
关键词:蛹虫草蛋白质;水解度;酶解得率;灭酶中图分类号:Q814 文章编号:0254-5071 (2018)03-0135-05 doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2018.03.028Optimization of p rotein hydrolysis technology of Cordyceps milfiaris with alkaline proteaseZHANG Xinwu1, ZHU Changwen2(J.Henan Pi^ov^ince Food Industry R esearch Institute Co., Ltd., Zhengzhou 450053, China;2.College o f F ood Science and Technology,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002, China)Abstract:Using C ordyceps militaris protein powder as raw material, alkaline protease was used for enzymatic treatment and the enzymatic hydrolysis process was optimized. Using hydrolysis degree and enzymolysis yield as evaluation indexes, the hydrolysis process of C. m ilitaris was optimized by orthogonal experiments. When the processing conditions were substrate concentration 8%, alkaline protease addition 1.3%, enzymolysis time 10 h, temperature 53 V., the hydrolysis degree was the highest of 15.01%; When the processing conditions were substrate concentration 8%, alkaline protease 1.9%, enzymolysis time 8 h, temperature 56 V., the enzyme hydrolysis yield was the highest of 75.27%. After alkaline protease hydrolysis, filtration, drying and other processes, the molecular mass of the hydrolysates was small, hydrolysis residue was little, and the enzyme hydrolysis yield was high, which could be applied in industrialization.Key words:Cordyceps militaris protein; hydrolysis degree; enzymatic hydrolysis yield; enzyme deactivation蛹虫草(Ccudyceps m ilita ris)是民间所谓的冬虫夏草 或北虫草,其实是一种菌,归属于虫草的类别,它的药用、使用价值都很高,味甘、有益肺和止咳化痰、抗肿瘤等功 效[1-3]。
蛹虫草是一种橙黄透明的菌丝,呈管柱状、圆柱状、扁平状,有时从寄主的头部伸出、有时从节与节间生出[4]。
蛹虫草的生长发育受到营养条件、温度、含水量、氧气等[5]外部因素影响。
20世纪80年代后我国在世界上首次突破 蛹虫草人工栽培技术,并大规模生产,随着蛹虫草研究开 发的不断进行,国内许多厂家生产了保健品,产品投入市 场后深受消费者喜爱,蛹虫草在未来将形成更大的产业% 但蛹虫草的化学成分复杂[7],主要包括糖分、脂肪、蛋白 质,其中涵盖了 18种氨基酸、37种无机元素[8],且栽培生产 技术尚需不断完善和提高,生产技术也需进一步普及。
蛹虫 草中的蛋白质具有一般蛋白质的特点,也是大分子物质,不 易被消化吸收,如何将蛹虫草中的蛋白质降解为小分子的 肽类,且易于被人体吸收是今后的研究方向。
目前蛹虫草蛋白质水解一般采用的酶是胰蛋白酶或中性蛋白酶[9],利 用碱性蛋白酶进行蛹虫草蛋白质水解工艺研究的文献未 见报道[10]。
碱性蛋白酶主要作用于具有芳香族或疏水性氨 基酸的底物,其水解能力比中性蛋白酶或胰蛋白酶更强,且 碱性蛋白酶具有一定的酯酶活力,其所得产物多肽分子质 量会随着水解时间的延长而越来越小,酶解多肽得率高,有利于获得高产量的小分子蛹虫草多肽产品[11-12]。
本实验通过碱性蛋白酶酶解蛹虫草蛋白质并经蒸煮 灭酶,用适当的方法计算出酶解得率和水解度(degree o f hydrolysis,D H),最终得出较好的酶解条件和水解条件,经 酶解、过滤、干燥等工艺处理后,酶解产物的分子质量小,酶解剩余物少,酶解得率高,可以进行产业化推广应用[13-16],提高企业的生产效益。
1材料与方法1.1材料与试剂蛹虫草蛋白粉(蛋白质含量60%):河南科腾生物科技收稿日期:2017-10-13 修回日期:2018-01-29基金项目:郑州市科技创新团队计划项目(121pcxd519)作者简介:张新武(1973-),男,高级工程师,本科,研究方向为食品与微生物发酵。
有限公司;碱性蛋白酶(10 〇〇〇U/g):南宁庞博生物工程有 限公司。
甲醛、氢氧化钠、盐酸(均为分析纯):国药集团化 学试剂有限公司。
1.2仪器与设备PHS-3E型雷磁pH计:上海仪电科学仪器股份有限公 司;DS-1500型实验型喷雾干燥器:上海矩源机械设备有限 公司;SHA-C型恒温振荡器:常州智博瑞仪器制造有限公 司;TD25-WS型多管架自动平衡离心机:湖南湘仪实验室 仪器开发有限公司;H H-S4型电热恒温水浴锅:北京科伟永 兴仪器有限公司;LT/W2E型电子天平:常熟市天量仪器 有限责任公司;FA2004N型电子天平:上海菁海仪器有限 公司;RE52CS-1旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂。
1.3方法1.3.1工艺流程原料—配制溶液—调节p H、温度等条件—酶解—蒸煮灭酶—离心—浓缩处理—喷雾干燥—产品1.3.2操作要点称取蛹虫草蛋白粉并配制不同浓度底物的溶液,改 变溶液pH值、温度等条件,添加碱性蛋白酶进行酶解处理,酶解期间控制pH值在8.2左右,酶解结束后85 °C灭酶,蒸煮 灭酶过后离心除去剩余物,将上清液用旋转蒸发仪进行浓 缩,浓缩至一定浓度后喷雾干燥获得多肽产品。
1.3.3单因素试验采用单因素试验设计的方法,以下单因素试验重复 3次,结果取其平均值。
(1) 酶解时间对蛹虫草蛋白质水解度和酶解得率的影响称取蛹虫草蛋白粉并配制底物浓度为8%的溶液,在 碱性蛋白酶加酶量(以干料物质计算,下同)为1%,酶解 pH值8.20,温度为50 C,振荡水浴锅振荡频率108 r/m in,置 于振荡水浴锅中酶解6 h、7 h、8 h、9 h、10 h,酶解期间,前3 h每隔30 m in调节一次pH值,后期每隔1h调节一次pH值 并测定水解度,酶解结束后85 C灭酶14 h,灭酶过后取出,然后离心10 m in(4 000 r/m in),料液分离后,将上清液用旋 转蒸发仪进行浓缩,浓缩至一定浓度后喷雾干燥获得多肽 产品,称质量计算蛋白质酶解得率。
(2) 底物浓度对蛹虫草蛋白质水解度和酶解得率的影响称取蛹虫草蛋白粉并配制五组底物浓度分别为6%、7%、8%、9%、10%的溶液,在碱性蛋白酶1%,酶解pH值8.20, 温度为50 C,振荡水浴锅振荡频率108 r/m in的条件下分别 置于振荡水浴锅酶解8 h,酶解期间,前3 h每隔30 m in调节 一次pH值,后期每隔1h调节一次pH值并测定水解度,酶 解结束后85 C灭酶14 h,灭酶过后取出,然后离心10 m in (4 000 r/m in),料液分离后,将上清液用旋转蒸发仪进行浓缩,浓缩至一定浓度后喷雾干燥获得多肽产品,称质量计算蛋白质酶解得率。
(3) 酶解温度对蛹虫草蛋白质水解度和酶解得率的影响称取蛹虫草蛋白粉并配制底物浓度为8%的溶液,分别控制酶解温度为44 C、47 C、50 C、53 C、56 C,在碱性蛋白酶1%,酶解pH值8.20,振荡水浴锅振荡频率108 r/m in的条件下酶解8 h,酶解期间,前3 h每隔30 m in调节一次pH值,后期每隔1h调节一次pH值并测定水解度,酶解结束后85 C灭酶14 h,灭酶过后取出,然后离心10 m in(4000 r/min),料液分离后,将上清液用旋转蒸发仪进行浓缩,浓缩至一定浓度后喷雾干燥获得多肽产品,称质量计算蛋白质酶解得率。
(4) 碱性蛋白酶加酶量对蛹虫草蛋白质水解度和酶解 得率的影响称取蛹虫草蛋白粉并配制底物浓度为8%的溶液,分别调节碱性蛋白酶添加量0.7%、1.0%、1.3%、1.6%、1.9%,在酶解pH值8.20,酶解温度为50 C,振荡水浴锅振荡频率108 r/m in的条件下酶解8 h,酶解期间,前3 h每隔30 m in调节一次pH值,后期每隔1h调节一次pH值并测定水解度,酶解结束后85 C灭酶14 h,灭酶过后取出,然后离心10 m in(4 000 r/m in),料液分离后,将上清液用旋转蒸发仪进行浓缩,浓缩至一定浓度后喷雾干燥获得多肽产品,称质量计算蛋白质酶解得率。