鹰嘴豆多肽的制备及其改性研究

鹰嘴豆蛋白具有来源丰富、低过敏性、高生物效价的优点，是难得的高品质植物蛋白质，蛋白质功效比值、氨基酸含量和消化率等均优于其他豆类。氧化与人类的许多疾病诸如癌症、老化、动脉硬化等发病机理有关。适当摄入具有抗氧化活性的物质可以降低体内自由基水平，防止脂质过氧化，帮助机体抵御疾病，开展鹰嘴豆抗氧化活性肽的制备及改性研究具有重要意义，为鹰嘴豆资源的开发利用提供理论依据。本文以脱脂鹰嘴豆为试验材料，采用碱溶酸沉法提取鹰嘴豆蛋白，对鹰嘴豆蛋白提取工艺条件、鹰嘴豆蛋白酶解工艺参数、类蛋白反应条件以及超声预处理鹰嘴豆蛋白工艺进行优化，建立鹰嘴豆蛋白酶解动力学模型，其结果如下：碱溶酸沉工艺参数对鹰嘴豆蛋白提取率有显著影响，因素影响主次顺序为pH值＞液料比＞提取时间。鹰嘴豆蛋白碱溶酸沉提取优化工艺参数为pH11.0、液料比17.7:1(mL/g)、提取时间88.4min、提取温度20℃，蛋白提取率达到82.33%。所得鹰嘴豆蛋白提取回归模型高度显著(R2=0.9630)，拟合性好，可用于预测蛋白提取率。碱性蛋白酶对鹰嘴豆蛋白的酶解作用显著高于木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶和菠萝蛋白酶。利用正交试验对碱性蛋白酶酶解鹰嘴豆蛋白的酶解工艺进行优化，各因素对还原力影响主次顺序为加酶量>酶解时间>pH>底物浓度；各因素对OH清除率影响主次顺序为酶解时间>加酶量>pH>底物浓度；各因素对多肽得率影响主次顺序为加酶量> pH>底物浓度>酶解时间；各因素对水解度影响主次顺序为pH>酶解时间>加酶量>底物浓度，综合考虑，碱性蛋白酶酶解鹰嘴豆蛋白的优化工艺参数为pH值8.0、酶解时间90min、加酶量5000U/g、底物浓度2%，酶解温度50℃。此条件下的多肽水解度为20.03%， OH清除率76.96％，还原力0.687，多肽得率51.12%。碱性蛋白酶酶解鹰嘴豆蛋白的动力学研究表明，在pH值9.0、温度50℃、初始底物浓度35g/L时，水解度随着初始酶浓度的增加而增加；初始酶浓度1.75g/L时，水解度随着初始底物浓度的增加而减小，此条件下最大反应速度Vmax=0.6556（g/L min），米氏常数km=63.20g/L；当pH值9.0、温度50℃条件，酶解时间10min水解动力学模型为DH=4.1126Log(E0/S0)+12.44；当pH值9.0、温度50℃条件，水解度DH=6.024ln[1+(0.9886（E0/S0）+0.1632)t]，碱性蛋白酶的失活常数kd=1.0428min-1。对鹰嘴豆蛋白碱性蛋白酶水解产物进行类蛋白反应修饰，优化的类蛋白反应条件是酶加量500U/g，温度30℃，底物质量分数50%，反应5.6h，游离氨基减少量为175.78μmol/g达到最大。影响类蛋白反应的主次因素为pH＞加酶量＞底物浓度。类蛋白反应修饰产物的还原力和OH清除率显著提高，还原力最大值为2.04， OH清除率IC50最小值为7.57g/L。超声波预处理对鹰嘴豆蛋白抗氧化肽的还原力、·OH清除率和水解度有影响。各因素对还原能力的影响大小为超声波功率>超声温度>超声时间，各因素对·OH清除率、水解度的影响大小为超声波功率>超声时间>超声温度。优化工艺参数为超声波功率750W，超声时间28min，超声温度48℃，其鹰嘴豆蛋白酶解产物的·OH清除率、还原力、水解度分别为95.97%、1.73、25.04%。与未经超声波预处理的比较，·OH的半清除浓度IC50值从10.58g/L降到8.81g/L；还原力在多肽浓度为12g/L时，从1.46增加到2.16；水解度从20.03%增加到25.04%。表明超声波预处理能显著提高鹰嘴豆蛋白的酶解效率和抗氧化活性。