鴨血球短肽的優(yōu)化制備及其特性研究

【資料簡介】

摘要：本試驗旨在篩選水解效率高且脫色效果好的商業(yè)蛋白酶，建立血球短肽的優(yōu)化工藝，比較其在酶解前后營養(yǎng)特性的變化，研究其功能特性與體外抗氧化能力，以研發(fā)功能性血球 短肽產(chǎn)品，為家禽血液資源高值化的轉(zhuǎn)化利用與深度挖掘提供理論依據(jù)與技術(shù)借鑒。比較酶 種類、酶濃度、溫度、pH、水解時間等因素對蛋白酶水解度 (DH)、脫色程度、水解物產(chǎn)量的影響，采用正交試驗設(shè)計優(yōu)化血球短肽的最佳工藝，對血球短肽進(jìn)行營養(yǎng)價值、功能特性及抗氧化性能評價。確定酸性蛋白酶為最佳水解酶，其水解鴨血球蛋白制備短肽的優(yōu)工藝參數(shù)為：酶用量6000U/g，溫度50℃，pH3.5，水解時間7.0h。在此條件下，水解度為(25.10±0.65)％，水解物產(chǎn)量為(60.09±1.77)％。通過高效液相色譜分析水解產(chǎn)物分子質(zhì)量分布。結(jié)果表明，酶解對血球蛋白有明顯的降解作用 ，酶解產(chǎn)物主要以3ku以下的短肽為主，其中1ku以下占大部分(62.82％)。血球短肽粉呈乳白色，氨基酸種類齊全，必需氨基酸含量豐富(53.3l％)，鴨血球蛋白酶解后的溶解性大大提高(>60％)，且具有良好的乳化穩(wěn)定性。血球短肽清除自由基能力較強，隨血球蛋白濃度的提升，清除1，1-二苯基-2-苦基肼自由基 (DPPH·)與超氧陰離子能力隨之愈強，原力也逐漸增加。由此可見，酸性蛋白酶可有效水解鴨血球蛋白獲得氨基酸含量豐富、溶解性好且具有抗氧化活性的乳白色血球短肽，可以作為功能性原料應(yīng)用于食品與飼料中。

關(guān)鍵詞：血球短肽；酸性蛋白酶；功能特性；抗氧化活性

血液是家禽肉類加工的副產(chǎn)物，占體重的6％～8％，其營養(yǎng)價值豐富，蛋白質(zhì)含量高 (17％~22％)，脂肪含量低 (0.15％～0.20％)，素有“液態(tài)肉”的美譽^{[ 1-2]}。中國是畜禽養(yǎng)殖大國，2013年家禽出欄數(shù)為119億羽，血液產(chǎn)量高達(dá)119萬t，除部分被加工成血豆腐、血粉等低附加值的產(chǎn)品及用于生化制藥生產(chǎn)血紅素、超氧化物歧化酶、蛋白胨外,開發(fā)的產(chǎn)品較單調(diào)，深加工程度低，浪費了寶貴的蛋白質(zhì)資源。血球蛋白是血液中最主要的蛋白質(zhì)，約占總蛋白質(zhì)的2/3，由于其色澤猩紅、金屬味重、難貯藏以及消化利用率低，而難以開發(fā)利用。利用酶工程水解蛋白質(zhì)目前已成為血球蛋白高效利用的重要方向，它可以將難以消化利用的大分子蛋白質(zhì)水解成肽及L-氨基酸，水解后獲得的血球短肽還具有血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(angiotensin-converting enzyme，ACE)抑制^【3-4】、阿/片樣活性^【5-6】、刺激細(xì)菌生長^【7】、止痛^【9】、抗菌^【9-10】加及抗氧化^【11-12】等生理活性，大大提高其營養(yǎng)價值和功能特性。綜上可見，優(yōu)化建立血球酶解工藝，研發(fā)高功能性短肽產(chǎn)品，探討其營養(yǎng)特性、功能性質(zhì)與抗氧化性能，對家禽血液的高值化利用與推廣具有重要的理論與實際意義。由于酶法具有反應(yīng)條件溫和、水解過程易于控制、產(chǎn)物營養(yǎng)價值高等特點，大量研究學(xué)者采用蛋白酶水解不同蛋白質(zhì)以制備高附加值產(chǎn)物。鄧佳等副采用中/性/蛋/白/酶和木瓜蛋白酶對豬血紅蛋白進(jìn)行復(fù)合水解以及條件優(yōu)化，水解10h后得到水解度19.1％的酶解液；Guo等^[14]證實，胰/、酶 (pancreatin)和復(fù)合風(fēng)味蛋/白/酶 (flavourzyme)組合酶水解豬血紅蛋白，總氮得率高達(dá)97.69％，水解液的分子質(zhì)量 散亂分布在> 15ku與 <1ku，短肽含量有待進(jìn)一步提高；Sun等^【15】采用不同蛋白酶水解豬血紅蛋白，堿/性/蛋/白/酶(alcalase)水解效果好，胃、蛋/白/酶 (pepsin)次之，說明酸堿條件有助于提高蛋白質(zhì)水解效果，且水解液中含有抗氧化活性的肽段；于美娟等^【1】研究了中/性/蛋/白/酶與木瓜蛋白酶復(fù)合水解豬血紅蛋白，水解度 (DH)達(dá)24.5％，總氮得率為74.64％；In等^[16] 刮研究表明，98％左右的亞鐵血紅素存在于低pH(3～5)、高水解度 (>20％)的蛋白質(zhì)沉淀物中，說明酸性條件下高度水解有助于去除血紅素鐵以改善水解液色澤。目前的研究目標(biāo)大多集中于血球蛋白潛在的生理活性探討，而因其含有亞鐵血紅素而導(dǎo)致的“色澤差、適口性差、消化性差”等問題仍未得到妥善解決。如何利用酶解反應(yīng)獲得更多顏色淺、無異味、高水解度的短肽，已成為生產(chǎn)工藝中亟待解決的技術(shù)難題。此外，關(guān)于酶解鴨血球蛋白制備短肽并探討其功能性質(zhì)與抗氧化能力的研究還是有限的。本研究以鴨血球蛋白為原料，通過考察酶種類、酶用量、pH、酶解溫度、時間對水解度和水解物產(chǎn)量的影響，采用正交試驗設(shè)計優(yōu)化鴨血球蛋白酶解的最佳工藝，以期獲得色澤佳、無異味、易吸收、氨基酸平衡性好的血球短肽，并考察該產(chǎn)品的功能特性與抗氧化活性，為血球短肽的產(chǎn)業(yè)化提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

結(jié) 論

①采用水解度和水解物產(chǎn)量雙指標(biāo)衡量正交試驗結(jié)果，優(yōu)化確定了酸性蛋白酶水解鴨血球 蛋白制備短肽的工藝條件為：酶用量 6000U/g，溫度50℃，pH3.5，水解時間7h。在此條件下，蛋白水解度為 (25.10±0.65)％，水解物產(chǎn)量為(60.09~1.77)％

②與血球蛋白粉相比，鴨血球短肽粉呈乳白色且無異味，L*值與WI值較高，且其小分子肽含量高，3 ku以下的占81.89％，1ku以下的占62.82％，有利于動物的消化吸收。

③血球短肽氨基酸種類齊全,必需氨基酸含量豐富，約占總氨基酸的53.31％，異亮、氨/酸、蛋氨酸等血球限制性氨基酸含量均有不同幅度的增加，且賴氨酸含量高，可作為一種很好的谷 物蛋白質(zhì)互補物。

④經(jīng)酸性蛋白酶改性的鴨血球蛋白具有良好的溶解性(>60％)、乳化穩(wěn)定性及清除自由基、還原力等抗氧化活性，功能特性良好，可作為功能性原料應(yīng)用于飼料與食品行業(yè)中。