【摘要】：麥胚蛋白作為面粉加工中的副產(chǎn)物而未被充分利用,本文旨在通過超聲波預(yù)處理制備麥胚蛋白ACE抑制肽,以提高其附加值。研究了不同模式超聲波處理后,麥胚蛋白溶解度、紫外光譜、熒光光譜和巰基、二硫鍵含量等的變化,探尋經(jīng)超聲波處理后蛋白被酶解生成高活性ACE抑制肽的原因；通過紅外光譜定量分析蛋白二級結(jié)構(gòu)含量的變化,建立酶解液ACE抑制率與二級結(jié)構(gòu)相對含量之間的關(guān)系；通過測定超聲波處理后反應(yīng)熱動(dòng)力學(xué)參數(shù),證明超聲波預(yù)處理對麥胚蛋白結(jié)構(gòu)的變化促使酶解反應(yīng)易于進(jìn)行；對聚能式超聲預(yù)處理麥胚蛋白的酶解工藝進(jìn)行了優(yōu)化,并通過建立酶膜耦合系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)制備,提高蛋白轉(zhuǎn)化率并延長持續(xù)工作時(shí)間；最后,對制備得到的麥胚ACE抑制肽進(jìn)行體外穩(wěn)定性試驗(yàn)以及動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn),驗(yàn)證所得產(chǎn)物具有良好的體外穩(wěn)定和體內(nèi)降壓效果。主要研究結(jié)論如下： (1)麥胚分離蛋白具有良好的溶解性,經(jīng)過聚能探頭式超聲波和平板式超聲波處理后,在絕大部分參數(shù)處理下其溶解度有不同程度降低,因而蛋白的可降解性與其溶解度之間可能并無直接關(guān)系。 (2)麥胚蛋白紫外、熒光發(fā)射光譜的變化表明超聲波改變了蛋白的結(jié)構(gòu),而處理后普遍表現(xiàn)出熒光猝滅現(xiàn)象,說明超聲波使麥胚蛋白多肽鏈發(fā)生了不同程度的伸展；麥胚蛋白ANS熒光光譜的變化,證明超聲波引起蛋白內(nèi)部疏水性氨基酸外露；蛋白分子中二硫鍵含量的減少和巰基含量的增加,表明超聲作用促使麥胚蛋白多肽鏈伸展,有利于麥胚蛋白內(nèi)部疏水性基團(tuán)與酶的接觸,從而產(chǎn)生高活性的ACE抑制肽,并且當(dāng)二硫鍵與巰基含量變化較大時(shí),酶解液的ACE抑制率較高。 (3)通過比較分析超聲波處理后麥胚蛋白的FT-IR,發(fā)現(xiàn)其二級結(jié)構(gòu)相對含量發(fā)生不同方向變化。超聲波作用使p-折疊相對含量降低而p-轉(zhuǎn)角相對含量增加,表明麥胚蛋白結(jié)構(gòu)在超聲波作用下由緊密變的疏松,從而有利于酶解釋放出更多高活性的ACE抑制肽；而α-螺旋結(jié)構(gòu)的相對含量變化與酶解液的抑制效果呈負(fù)相關(guān),無規(guī)則卷曲則因自身結(jié)構(gòu)特性而保持相對穩(wěn)定。 (4)聚能探頭式超聲波和平板式超聲波預(yù)處理后,并不能引起麥胚蛋白水解度的改變,但在不同程度上改變酶解液的ACE抑制率。聚能探頭式超聲波處理麥胚蛋白后,其酶解液的抑制率均得到提高,特別是當(dāng)超聲功率為600W時(shí),酶解液的ACE抑制率為69.44%,與未經(jīng)超聲處理的對照組相比,抑制活性提高了1.95倍。而平板式超聲波處理后,對酶解液ACE抑制率影響復(fù)雜：對單板超聲波預(yù)處理,在較低的頻率下(≤30kHz),固定超聲頻率有利于超聲作用后酶解液抑制率的提高,而在較高的頻率(≥40kHz)時(shí),掃頻則更有利于麥胚蛋白酶解液釋放出更多的ACE抑制肽；雙板在固定頻率組合為24kHz和68kHz時(shí),其酶解液的ACE抑制率最高為65.5%,比未超聲對照組相比提高了1.57倍,接近于聚能探頭式超聲處理時(shí)的效果。而雙板在掃頻時(shí),不僅抑制活性相對較低并且出現(xiàn)酶解液抑制活性降低的現(xiàn)象。因此對于雙板超聲波固定雙板的頻率更有利于麥胚蛋白高活性ACE抑制肽的釋放。 (5)超聲波預(yù)處理影響麥胚蛋白的酶解熱力學(xué)參數(shù)。聚能探頭式超聲波和雙板定頻式超聲波分別使麥胚蛋白的Ea從34.26 kJ/mol降到10.76、和12.86 kJ/mol;使△H從31.70 kJ/mol降到8.21和10.31 kJ/mol;使AS從-209.9 J/mol-K降到-281.92和-275.36 J/mol-K;使△G從96.38 kJ/mol降到95.08和95.16 kJ/mol。因此,兩種超聲波預(yù)處理均有利于麥胚蛋白酶解催化反應(yīng)的進(jìn)行,使酶解反應(yīng)更容易,且聚能式超聲更能降低麥胚蛋白酶解反應(yīng)所需要的能量,更有利于促進(jìn)蛋白酶解反應(yīng)的進(jìn)行。 (6)基于單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ),用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法對聚能式超聲波處理后麥胚蛋白的酶解工藝進(jìn)行優(yōu)化,最終確定最優(yōu)條件為：底物質(zhì)量濃度為1.2%、加酶量[E/S]為2.2%和酶解時(shí)間為88min。該條件下酶解液IC50值為0.72mg/ml (7)選用5kDa的膜器進(jìn)行酶膜耦合制備麥胚ACE抑制肽研究,通過連續(xù)補(bǔ)料試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)此酶膜反應(yīng)器的制備ACE抑制肽的底物蛋白的轉(zhuǎn)化率為55.3%,較傳統(tǒng)提高36.17%,IC50值為0.50mg/ml,降低了30.6%。 (8)麥胚ACE抑制肽性能試驗(yàn)研究表明,麥胚ACE抑制肽具有較好的酸、熱穩(wěn)定性和抗腸道酶消化能力,并對SHR具有明顯的降血壓作用。但在生產(chǎn)及貯藏過程中應(yīng)盡量避免暴露于高溫及強(qiáng)堿條件。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TS201.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2471075