掃頻超聲預處理對玉米醇溶蛋白特性及其酶法制備ACE抑制肽的影響.pdf

1、玉米醇溶蛋白為玉米淀粉加工工業(yè)的主要副產(chǎn)物，因其含有大量的非極性氨基酸，不溶于水，此外還缺乏色氨酸和賴氨酸，營養(yǎng)價值低，在食品工業(yè)中的應用受到限制。國內(nèi)外研究表明，玉米醇溶蛋白酶解物具有良好的ACE抑制活性，但是傳統(tǒng)的制備方法存在酶解時間長、酶的使用效率低和產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率低等缺點。本論文旨在通過掃頻超聲波預處理改善玉米醇溶蛋白酶解制備ACE抑制肽的效率和產(chǎn)品活性。基此，本文初步研究了掃頻超聲場的性質(zhì);系統(tǒng)研究了掃頻超聲處理后，玉米醇溶蛋白溶

2、解度、巰基含量、表面疏水性等理化性質(zhì)，熒光光譜、紅外光譜、圓二色譜等分子結(jié)構(gòu)特征，以及表面形貌、粒徑等蛋白顆粒表面微觀結(jié)構(gòu)的變化;探討了經(jīng)超聲處理后玉米醇溶蛋白制備ACE抑制肽的酶解特性;研究了超聲預處理后反應熱動力學特性的變化。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)關于掃頻超聲場的聲學性質(zhì)，高速攝像法和碘釋放法的研究表明，40kHz的超聲振板產(chǎn)生的超聲空化產(chǎn)額最高，觀察到的超聲空化現(xiàn)象最為明顯，且掃頻模式的效果優(yōu)于定頻模式。
　　

3、(2)關于掃頻超聲對玉米醇溶蛋白理化性質(zhì)影響的研究發(fā)現(xiàn)，一定的掃頻超聲處理能夠顯著提高玉米醇溶蛋白的水溶性和疏水性、促使肽鏈伸展、改變其轉(zhuǎn)變溫度，上述參數(shù)的變化說明超聲可以被用于促使蛋白向著有利于酶解反應的方向發(fā)展，尤其是疏水性的增加，意味著超聲波引起了蛋白內(nèi)部疏水性氨基酸外露，更有利于蛋白內(nèi)部疏水性基團與酶的接觸，從而可制備出高活性的ACE抑制肽。
　　(3)關于掃頻超聲對玉米醇溶蛋白分子結(jié)構(gòu)特性的影響，紫外和熒光發(fā)射光譜分析發(fā)

4、現(xiàn)，超聲波改變了蛋白的結(jié)構(gòu)，處理后表現(xiàn)出熒光猝滅現(xiàn)象，說明超聲波使玉米醇溶蛋白多肽鏈發(fā)生了不同程度的伸展;紅外光譜和圓二色譜分析表明，超聲波處理后玉米醇溶蛋白α-螺旋結(jié)構(gòu)的含量逐漸增加，β-折疊和無規(guī)則卷曲變化無規(guī)律，表明掃頻超聲處理改變了包括氫鍵在內(nèi)的維持玉米醇溶蛋白二級結(jié)構(gòu)的作用力，從而使四種二級結(jié)構(gòu)的含量發(fā)生了變化。
　　(4)關于掃頻超聲對玉米醇溶蛋白顆粒微觀結(jié)構(gòu)的影響，原子力顯微鏡測試結(jié)果表明，超聲波使得玉米醇溶蛋白良好

5、的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞斷裂，導致很多蛋白聚集體變得分散，并出現(xiàn)了許多游離球狀蛋白顆粒;玉米醇溶蛋白顆粒變小，且蛋白更加均勻;電子顯微鏡分析表明，與對照相比，超聲波使玉米醇溶蛋白顆粒表面更加粗糙，甚至出現(xiàn)小的空洞，表明超聲導致蛋白顆粒疏松，蛋白酶容易進入玉米醇溶蛋白顆粒內(nèi)部，有利于疏水性氨基酸的釋放;粒徑檢測發(fā)現(xiàn)，較高頻率的超聲使蛋白分子粒徑分布向大的粒徑方向遷移，表明掃頻超聲預處理引起了玉米醇溶蛋白分子的極化;破壞了維持蛋白分子四級結(jié)構(gòu)的作用

6、力，導致了蛋白亞基解離和疏水性基團的外露;兩極分化的亞基相互吸引通過非共價鍵重新形成更大的蛋白聚集體。
　　(5)關于掃頻超聲對玉米醇溶蛋白酶解特性影響的研究發(fā)現(xiàn)，定頻和掃頻兩種模式的超聲波均能引起玉米醇溶蛋白水解度的顯著提高，且能不同程度地改變玉米醇溶蛋白酶解液的ACE抑制率;其中40±2kHz掃頻超聲波預處理玉米醇溶蛋白時，其水解度最高提高了21.7％，而其酶解液的ACE抑制率最高達到了46.1％，比對照組抑制率提高1.33倍

7、;40±2kHz/68±2kHz組合雙頻組合超聲波預處理后，酶解液的抑制活性最高為43.7％，與未超聲對照組相比提高了1.21倍。酶解產(chǎn)物分子量分布及氨基酸分析進一步表明，超聲波預處理后酶解產(chǎn)物的小分子量肽鏈增多，疏水性氨基酸含量和支鏈氨基酸含量提高，這些都與酶解產(chǎn)物ACE抑制率的提高有關。
　　(6)關于掃頻超聲對玉米醇溶蛋白酶解熱動力學參數(shù)的影響。單頻掃頻超聲波和雙頻掃頻式超聲波分別使玉米醇溶蛋白的Ea從5.84kJ/mol降