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富含脂肪、蛋白质、维生素和矿物质的核桃(胡桃)是世界上最常见的坚果之一,而核桃粕是核桃油加工生产中的一种主要副产品,其主要成分为核桃蛋白。当前,我国核桃粕往往会被用作饲料或直接丢弃处理,这使得核桃粕未得到高效利用。我国的核桃粕副产品来源丰富,对核桃粕这类副产品进行综合开发和利用具有积极的社会现实意义,同时也存在着广阔的市场前景。
为高效利用核桃粕资源,本论文开展了复合酶制备核桃肽工艺及产品功能性评价研究。本研究开展了最适诱导蛋白酶的菌株的筛选;混菌诱导蛋白酶的工艺进行优化以及酶解核桃粕制备核桃肽工艺的优化;核桃多肽抗氧化性和抗疲劳的功能性指标进行研究,研究核桃肽的ACE抑制效果并对核桃降压肽的初步分离纯化。主要研究结果如下:
(1)复合蛋白酶生产菌株的筛选研究
通过分析4株生产常用霉菌(黑曲霉3.350、黑曲霉3.324、米曲霉3.042和米曲霉7801)在不同蛋白底物诱导下的蛋白酶活力,发现核桃粕为底物诱导的蛋白酶活力最高,其产生的酶液具有较高酸性、中性和碱性蛋白酶活性。进行混菌发酵产酶研究发现,当黑曲霉3.350和黑曲霉3.324组合诱导的蛋白酶整体酶活力水平较高,较单菌产酸性蛋白酶活力提高了37.22%,中性蛋白酶酶活力提高了72.88%,碱性蛋白酶活力提高了89.02%。
(2)混菌产蛋白酶工艺条件优化研究
通过响应面优化策略对混菌产蛋白酶的工艺条件进行了研究,以期进一步提高酶活力,为核桃粕的酶解提供高效酶制剂。经研究,混菌最佳产酶条件:pH4.9,0.017%的接菌量和诱导时间52h,在此条件下混菌诱导蛋白酶活力为4.3545U/mL,较优化前蛋白酶酶活力提高了约37.98%。
(3)核桃肽酶解工艺优化研究
通过响应面优化策略对核桃肽酶解工艺条件进行了研究,以期提高核桃肽制备率。经研究,以蛋白酶酶解产物的DPPH清除率为指标,核桃粕最佳酶解条件:pH6.7,接酶量5U和诱导时间3.5h,在此条件下蛋白酶酶解产物的DPPH清除率为83.24%,较优化前酶解产物DPPH清除率提高了9.5%左右。
(4)核桃多肽的功能性研究
开展了核桃肽产品的抗疲劳作用、抗氧化性能和降血压性能的试验研究,探讨核桃肽产品的生物功能。经研究发现,负重游泳试验结果显示各组小鼠的游泳力竭时间延长显著,小鼠体内血乳酸和血清尿素氮的含量也随着核桃肽样品的浓度增加显著降低,同时肝糖原和肌糖原储备也都得到了提升,表明核桃肽产品具备缓解疲劳的作用。同时测得多肽含量为2.63mg/mL和总还原力1.191,DPPH·和ABTS·+自由基清除率分别为83.24%和75.32%,以及活性氧超氧阴离子和羟自由基清除率为62.64%和69.61%。除此之外,核桃肽也表现出较好强的降血压功能,ACE抑制率测得为93.87%。
(5)核桃降压肽的初步纯化研究
本研究通过透析和凝胶色谱层析法对核桃降压肽进行初步的分离与纯化。首先,分别用8kDa的透析袋,将酶解液进行分离,得到大于等于8kDa的组分A和小于8kDa的组分B,并测定了初步分离的两组分的ACE抑制率,分别得到15.13%和85.91%。采用凝胶层析法对透析收集的B组分再次分离纯化,其中峰2产物的ACE抑制率最高为88.30%,其次是峰3为74.30%,峰1ACE抑制率最低为54.72%。
本研究首次采用混菌诱导产酶方式进行核桃肽制备,不仅提高了核桃粕的经济利益,也大幅度提高了核桃肽的得率,这为高效利用核桃粕资源提供了一定的技术指导。同时本研究也对核桃肽的功能性进行了全面分析,明确了核桃肽的多种活性功能,这为核桃肽产品推广提供了理论支撑。
为高效利用核桃粕资源,本论文开展了复合酶制备核桃肽工艺及产品功能性评价研究。本研究开展了最适诱导蛋白酶的菌株的筛选;混菌诱导蛋白酶的工艺进行优化以及酶解核桃粕制备核桃肽工艺的优化;核桃多肽抗氧化性和抗疲劳的功能性指标进行研究,研究核桃肽的ACE抑制效果并对核桃降压肽的初步分离纯化。主要研究结果如下:
(1)复合蛋白酶生产菌株的筛选研究
通过分析4株生产常用霉菌(黑曲霉3.350、黑曲霉3.324、米曲霉3.042和米曲霉7801)在不同蛋白底物诱导下的蛋白酶活力,发现核桃粕为底物诱导的蛋白酶活力最高,其产生的酶液具有较高酸性、中性和碱性蛋白酶活性。进行混菌发酵产酶研究发现,当黑曲霉3.350和黑曲霉3.324组合诱导的蛋白酶整体酶活力水平较高,较单菌产酸性蛋白酶活力提高了37.22%,中性蛋白酶酶活力提高了72.88%,碱性蛋白酶活力提高了89.02%。
(2)混菌产蛋白酶工艺条件优化研究
通过响应面优化策略对混菌产蛋白酶的工艺条件进行了研究,以期进一步提高酶活力,为核桃粕的酶解提供高效酶制剂。经研究,混菌最佳产酶条件:pH4.9,0.017%的接菌量和诱导时间52h,在此条件下混菌诱导蛋白酶活力为4.3545U/mL,较优化前蛋白酶酶活力提高了约37.98%。
(3)核桃肽酶解工艺优化研究
通过响应面优化策略对核桃肽酶解工艺条件进行了研究,以期提高核桃肽制备率。经研究,以蛋白酶酶解产物的DPPH清除率为指标,核桃粕最佳酶解条件:pH6.7,接酶量5U和诱导时间3.5h,在此条件下蛋白酶酶解产物的DPPH清除率为83.24%,较优化前酶解产物DPPH清除率提高了9.5%左右。
(4)核桃多肽的功能性研究
开展了核桃肽产品的抗疲劳作用、抗氧化性能和降血压性能的试验研究,探讨核桃肽产品的生物功能。经研究发现,负重游泳试验结果显示各组小鼠的游泳力竭时间延长显著,小鼠体内血乳酸和血清尿素氮的含量也随着核桃肽样品的浓度增加显著降低,同时肝糖原和肌糖原储备也都得到了提升,表明核桃肽产品具备缓解疲劳的作用。同时测得多肽含量为2.63mg/mL和总还原力1.191,DPPH·和ABTS·+自由基清除率分别为83.24%和75.32%,以及活性氧超氧阴离子和羟自由基清除率为62.64%和69.61%。除此之外,核桃肽也表现出较好强的降血压功能,ACE抑制率测得为93.87%。
(5)核桃降压肽的初步纯化研究
本研究通过透析和凝胶色谱层析法对核桃降压肽进行初步的分离与纯化。首先,分别用8kDa的透析袋,将酶解液进行分离,得到大于等于8kDa的组分A和小于8kDa的组分B,并测定了初步分离的两组分的ACE抑制率,分别得到15.13%和85.91%。采用凝胶层析法对透析收集的B组分再次分离纯化,其中峰2产物的ACE抑制率最高为88.30%,其次是峰3为74.30%,峰1ACE抑制率最低为54.72%。
本研究首次采用混菌诱导产酶方式进行核桃肽制备,不仅提高了核桃粕的经济利益,也大幅度提高了核桃肽的得率,这为高效利用核桃粕资源提供了一定的技术指导。同时本研究也对核桃肽的功能性进行了全面分析,明确了核桃肽的多种活性功能,这为核桃肽产品推广提供了理论支撑。