蠶蛹蛋白酶解制備抗氧化和降血壓活性產(chǎn)物及其動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、蠶蛹作為繅絲企業(yè)的主要副產(chǎn)品產(chǎn)量高，由于缺乏深加工技術(shù)，大量蠶蛹都作為飼料和肥料使用，資源利用率和附加值低。蠶蛹蛋白質(zhì)量占干蠶蛹質(zhì)量的45%-50%，經(jīng)測(cè)定在蠶蛹蛋白中含有18種人體所需的氨基酸，是一種較為理想的優(yōu)質(zhì)純天然全價(jià)蛋白質(zhì)，而蠶蛹蛋白的酶解產(chǎn)物蠶蛹多肽也具有多種功能活性。雖然目前關(guān)于蠶蛹蛋白綜合利用的研究已有很多，但還存在研究的廣度和深度不夠的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在蠶蛹蛋白酶解產(chǎn)物功能活性開(kāi)發(fā)和酶解動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究不夠深入等方面。本論

2、文從蠶蛹蛋白的深加工應(yīng)用研究和蛋白酶解過(guò)程基礎(chǔ)研究出發(fā)，優(yōu)化蠶蛹蛋白精制工藝，同時(shí)優(yōu)化中性蛋白酶和堿性蛋白酶水解蠶蛹蛋白體系制備具有較高抗氧化和降血壓活性酶解產(chǎn)物的工藝，推導(dǎo)兩個(gè)酶反應(yīng)體系的宏觀動(dòng)力學(xué)方程和集總動(dòng)力學(xué)方程。主要取得以下幾方面的研究成果：
　　 對(duì)制備得到的蠶蛹蛋白進(jìn)行氨基酸含量和分子量分布分析，發(fā)現(xiàn)蠶蛹蛋白中8種必需氨基酸占總量的48.03%，疏水性氨基酸占總氨基酸含量的46.69%，具有進(jìn)一步研究其抗氧化和和A

3、CE抑制活性肽的潛力。蠶蛹蛋白水溶液分子量分布結(jié)果顯示，蠶蛹蛋白中包含有多種蛋白和多肽，分子量范圍從90 kDa到500 Da。
　　 用5種蛋白酶水解蠶蛹蛋白，以O(shè)2-·、DPPH·及·OH的抑制率和ACE的抑制率作為抗氧化和降血壓活性的測(cè)檢指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)中性蛋白酶和堿性蛋白酶的酶解產(chǎn)物同時(shí)具有較強(qiáng)的抗氧化和降血壓活性。根據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，再以水解度作為響應(yīng)面指標(biāo)，得到中性蛋白酶最優(yōu)條件為反應(yīng)溫度49℃，pH值7.00，加酶量

4、0.70%，反應(yīng)180 min；堿性蛋白酶最優(yōu)條件為反應(yīng)溫度51℃，pH值9.05，加酶量0.38%，反應(yīng)180 min，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其誤差值小于5%，說(shuō)明采用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)蠶蛹蛋白酶解體系進(jìn)行優(yōu)化具有較好的可靠性。
　　 結(jié)合酶解反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)出中性蛋白酶和堿性蛋白酶水解蠶蛹蛋白體系宏觀動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算得到兩個(gè)酶反應(yīng)體系動(dòng)力學(xué)常數(shù)分別為米氏常數(shù)4.0g·L-1、產(chǎn)物生成速率常數(shù)130.9 min-1、底物抑制常數(shù)110.

5、4 g·L-1、酶失活速率常數(shù)24.6 min-1(中性蛋白酶)和米氏常數(shù)3.5 g·L-1、產(chǎn)物生成速率常數(shù)251.7 min-1、底物抑制常數(shù)94.8 g·L-1、酶失活速率常數(shù)41.4 min-1(堿性蛋白酶)，證明在兩個(gè)體系內(nèi)存在底物抑制現(xiàn)象，其最適底物濃度分別為32.7g·L-1和23.4 g·L-1。根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩個(gè)酶反應(yīng)體系反應(yīng)模型，平均相對(duì)誤差分別為3.80%和4.60%。再通過(guò)對(duì)兩個(gè)體系不同反應(yīng)條件下增溶度的分析，建立

6、了增溶度與水解度經(jīng)驗(yàn)方程。
　　 根據(jù)蠶蛹蛋白酶解機(jī)理，提出蠶蛹蛋白酶解集總動(dòng)力學(xué)假設(shè)，再根據(jù)蛋白的溶解性和酶解產(chǎn)物分子量分布情況，建立兩個(gè)酶反應(yīng)體系蠶蛹蛋白三集總反應(yīng)數(shù)學(xué)模型。測(cè)定酶失活速率常數(shù)和各集總本征動(dòng)力學(xué)常數(shù)后，擬合出集總反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，建立各動(dòng)力學(xué)常數(shù)與開(kāi)氏溫度的關(guān)系式，并分析影響速率常數(shù)的主要因素，得到相應(yīng)的反應(yīng)活化能分別為22.22kJ·mol-1和9.52 kJ·mol-1。為驗(yàn)證模型可靠性，在不同溫度下進(jìn)