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响应面法优化制备牡蛎短肽工艺

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-11-28 11:42【

牡蛎俗称生蚝、海蛎子,因肉质爽滑,味道鲜 美,营养丰富,被附以“根之源”“海洋牛奶”等 美誉。近年来,我国牡蛎行业产量呈现逐年上升 的趋势,2018 年养殖量达 513.9 万 t 。但是目前 国内牡蛎的应用仍以直接食用或制成调味料为主, 针对其精深加工技术与新型产品开发的进展较为 缓慢,因此,推动牡蛎深加工及综合利用对其产业 的可持续发展具有十分重要的意义。一般来说,3 ~ 9 个氨基酸聚合而成的肽称为短肽,其相对分子 质量范围为180 ~ 1 000,介于氨基酸与蛋白质之间, 具有吸收好、代谢快、活性高等优点,是目前国内 外研究开发的热点。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

香港牡蛎(Crassostrea hongkongensis),体质 量(20.56 ± 1.34)g,购于湛江市东风市场;菠萝 蛋白酶(1.6×104 U/g)、木瓜蛋白酶(7.0×104 U/g)、 动物蛋白酶(6.8×104 U/g)、风味蛋白酶(7.0×104 U/g)、中性蛋白酶(6.3×104 U/g),南宁庞博生物工 程有限公司;Protamex(6.3×104 U/g)、Flavourzyme (5.9×104 U/g),诺维信生物技术有限公司;还原型谷胱甘肽(GSH),上海源叶生物有限公司;混合 氨基酸标准溶液,和光纯药工业株式会社;氢氧化 钠、甲醛等分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

PHS-25 雷磁 pH 计,上海康仪仪器有限公司; UV-8000 紫外分光光度计,上海元析仪器有限公 司 ;VAPODEST450 全自动凯氏定氮仪,德国 Gerhardt 公司;L-8900 全自动氨基酸分析仪,日立 高新技术公司;SHZ-水浴恒温震荡器,上海九州网址医疗生物仪器股份有限公司;冷阱 CT-6、ZLS-1 型真 空离心浓缩仪,湖南赫西仪器装备有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 牡蛎酶解液的制备

牡蛎全肉经流水解冻 后打浆均匀,按料液质量体积比(g/mL,下同)1∶ 3 加水,调各酶最适 pH 值,8 000 r/min 匀浆 2 min, 加酶酶解后 100 ℃水浴灭酶 10 min,静置冷却至室 温后以 8 000 r/min 离心 15 min,最后四层纱布过滤 获取上清液,在-20 ℃下保存备用。

1.3.2 高效蛋白酶的筛选

选用 Flavourzyme、 Protamex、动物蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶、 木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶,在各自最适条件下进行 酶解(表 1),以水解度、氮 N 回收率、短肽质量 浓度、短肽得率为指标综合评价酶解效果。

1.3.3 前处理对酶解效果的影响

称取牡蛎浆液40 g 放入 250 mL 锥形瓶中,按料液比 1∶3 加蒸馏 水后均质,分别采用热处理(60、70、80、90、100 ℃ 下水浴保温 10 min)和室温 25 ℃下超声波处理(功 率 500 W 处理 10、15、20 min,)两种方式对牡蛎 匀浆液进行预处理,冷却至室温测 pH 值后加入动 物蛋白酶酶解 4 h,最后 100 ℃水浴灭酶 10 min 离 心取上清液,-20 ℃冷冻保存备用。.

2 结果与分析

2.1 不同蛋白酶酶解效果分析

风味蛋白酶的水解度最高为(41.86 ± 3.62)%,动物蛋白酶略低,为(41.37 ± 1.19)%, 两者无显著差异(P > 0.05)。中性蛋白酶的 N 回收 率最高为(84.12±2.18)%,动物蛋白酶次之为(77.53 ± 0.49)%。由图 1B 显示结果可知,动物蛋白酶的 短肽质量浓度和短肽得率均显著高于其他六种蛋 白酶(P < 0.01),分别为(15.68 ± 0.67)mg/mL, 34.79%。不同蛋白酶的酶切位点千差万别导致酶解 效果的大不相同,动物蛋白酶本身是一种复合酶, 它既是内切酶又是外切酶,具有多种酶切位点,故 其酶解产物各项指标利用率高。因此,选取动物蛋白酶为酶解牡蛎的高效蛋白酶,进行下一步实验。

2.2 不同前处理对酶解效果的影响

热处理 10 min 后的动物蛋白酶 酶解产物水解度和 N 回收率均低于未处理,且随着 温度升高,牡蛎酶解产物的水解度和 N 回收率逐步 降低。这可能是因为加热温度过高或时间过长,都 会使已暴露出来的S—H氧化生成S—S或疏水相互 作用导致致密的网状结构形成,导致众多酶切位点 反而被包埋。郭玉华等研究显示热处理温度越 高,牡蛎酶解产物的水解度越低;林海生等研究 表明热处理组水解度均低于未处理组。本研究结 果与其结论相一致。图 2A 显示,酶解产物在 500 W 条件下超声 10、15、20 min 后的水解度和 N 回收 率均低于未处理组。这可能是 500 W 超声波过强且 超声波过程中产热导致牡蛎蛋白质结构被破坏,致 使蛋白酶酶解效率降低。

3 结论

本实验确定牡蛎匀浆液经 80 ℃热处理 10 min后加动物蛋白酶为制备牡蛎短肽的高效方法。确定 最佳酶解工艺条件,即料液比 1∶3.9,酶解温度 47 ℃,动物蛋白酶加酶量 3 300 U/g,自然 pH 下 酶解时间 3 h,此条件下短肽得率达(58.53 ± 1.20)%,比传统工艺的短肽得率提升 24.8%。该回 归模型可靠,说明利用响应面法能有效优化制备牡 蛎短肽的酶解工艺。



 


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