菜籽多肽超聲輔助酶法制備技術(shù)及其生物利用度研究.pdf

1、我國油菜籽的種植面積和產(chǎn)量均位列世界之首，菜籽粕作為菜籽油加工過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，所含蛋白量較高，約30％～45％。菜籽蛋白營養(yǎng)價值很高，是我國重要的蛋白質(zhì)資源。但是目前較為常用的壓軋制油工藝導(dǎo)致蛋白變性嚴(yán)重，影響著餅粕蛋白的消化利用效率。對于我國這一蛋白質(zhì)非常匱乏的國家來說，有必要通過酶解法將其制備成多肽或通過適度酶解技術(shù)改善其生物利用度，提升其開發(fā)利用的價值。本課題以提高菜籽蛋白的利用為出發(fā)點，采用超聲波對菜籽蛋白進(jìn)行預(yù)處理，探索

2、超聲預(yù)處理對菜籽蛋白水解的影響及機(jī)理，最后研究了水解反應(yīng)對菜籽蛋白生物利用度的影響。
　　為了研究超聲對菜籽蛋白酶解反應(yīng)的影響，采用單因素試驗優(yōu)化了超聲預(yù)處理制備菜籽多肽的工藝條件。以水解度為指標(biāo)，超聲輔助制備菜籽多肽的最佳預(yù)處理工藝參數(shù)為:超聲頻率40±2 kHz、掃頻周期50ms、超聲工作時間10 s和超聲間歇時間3s、超聲處理時間30 min、單位體積超聲功率60W/L和超聲初始溫度30℃。在超聲預(yù)處理菜籽蛋白濃度為21.2

3、g/L的條件下，使用堿性蛋白酶Alcalase2.4L FG進(jìn)行酶解，獲得最佳的酶解條件為:pH9.5、溫度50℃、加酶量1.17g/L。此時在水解時間為60min時，菜籽蛋白酶解水解度可達(dá)23.8％。
　　基于超聲波可改變蛋白的理化性質(zhì)，研究了超聲預(yù)處理蛋白對酶解效果的影響及其作用機(jī)制。通過動力學(xué)模型、阿倫尼烏斯方程及過渡態(tài)理論，分別研究了超聲對菜籽蛋白酶解動力學(xué)和熱力學(xué)參數(shù)的影響;基于超聲對蛋白分子結(jié)構(gòu)的影響，分別采用熒光光譜

4、、傅里葉紅外光譜和圓二色譜法測定了菜籽蛋白的空間結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)酶解相比，超聲預(yù)處理組的表觀常數(shù)KM（類似米氏常數(shù)）降低了32.8％，表觀分解率常數(shù)的平均值KA（類似最大反應(yīng)速率）無顯著變化;熱力學(xué)參數(shù)Ea、△H和△S分別降低了16.6％、17.7％和9.2％。熒光光譜分析表明，超聲處理菜籽蛋白可增加蛋白表面色氨酸含量;圓二色譜和紅外光譜分析表明，超聲處理可使菜籽蛋白分子二級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。研究表明，超聲預(yù)處理菜籽蛋白可加快酶解反應(yīng)

5、速率，其作用機(jī)制是通過改變菜籽蛋白的空間構(gòu)象。
　　為了研究菜籽蛋白經(jīng)酶解后在生物體內(nèi)的生物利用，考察了水解度對菜籽蛋白生物利用度的影響。將雄性SD大鼠（體重45-55 g）64只，隨機(jī)分成8組，即無氮組、酪蛋白組、菜籽蛋白組、水解度(DH)為4％、8％、12％、16％、20％的水解組，每組8只。大鼠在膳食平衡3d之后，開始進(jìn)行代謝試驗，測其真消化率、表觀消化率、凈蛋白利用率、生物價指標(biāo)。連續(xù)飼喂21d之后，記錄SD大鼠的體重變化

6、和日糧消耗量，計算蛋白功效比值和凈蛋白比。結(jié)果表明，真消化率、表觀消化率、蛋白功效比值、凈蛋白比和SD大鼠體重隨水解度的增大有降低的趨勢，DH4％組與菜籽蛋白組相比無顯著差異(P＞0.05）。菜籽蛋白水解之后的凈利用率要高于未水解的蛋白，但差異不顯著(P＞0.05)。與菜籽蛋白組相比，DH4％組的生物價得到了顯著的提高(P＜0.05);而與水解度更高的組相比，DH4％的組生物價無顯著變化(P＞0.05）。綜合考慮，說明DH4％的組具有較