切向流酶膜反应器制备乳清蛋白抗氧化活性肽
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摘要
本文研究了酶和水解条件对乳清蛋白水解度和水解物自由基清除率的影
响。采用胰蛋白酶,复合蛋白酶,风味蛋白酶,中性蛋白酶以及商业粗酶,碱性
蛋
白酶和中性蛋白酶
,在它们的最适水解和温度下水解乳清蛋白
。所有酶水解得到的乳清蛋白水解物都具有抗氧化活性。风味蛋白酶和 中性酶得到的水解物的自由基清除率最高,碱性蛋白酶具有最高的水 解度。和其他酶乳清蛋白水解物相比,胰蛋白酶水解物具有稳定的溶解性,
所以被
用于研究其他的水解条件的影响作用。研究表明:温度,值,底物浓度和酶浓 度影响乳清蛋白胰蛋白酶水解物的水解度和自由基清除能力。 采用胰蛋白酶水解底物浓度
,的乳清蛋白,采用响应面回归分析得到最
佳水解工艺为:温度.?、酶底物比%?伽、日.。采用二次和线性模型 方程分析水解度和自由基清除率,结果表明:温度和值对水解度和 自由基清除率具有显著影响,值的影响尤为显著。在最佳酶解条件下得 到的乳清蛋白胰蛋白酶水解物的水解度为.士.%。自由基,超氧阴 离子自由基和羟基自由基清除率的分别为.,.,. 酌,水解物的 浓度为.
/时,还原力为.士.。乳清蛋白胰蛋白酶水解物主要由
分子量小于
的短肽和氨基酸组成。与肽的抗氧化性质相关的疏水性氨基酸 含量为水解物氨基酸总含量的.%。
采用 的超滤切向流的酶膜反应器,流速的范围为。 ,/,初始水通
量和截留再循环流速的范围为./,采用渗透总量,产物的抗氧化活 性,平均膜通量和最终压力来评价酶膜反应器的稳定性。在低水通量/ 时,较高的再循环流速会有高的平均膜通量,值为%,而较低的再循环流速 下,膜平均通量为%.,当初始水通量升高至 /时,降低再循环流速, 平均膜通量从.%降到 .%。渗透总量随着再循环速率的提高而增加,再 循环流速为 山/时,渗透总量为 ,但是此时的自由基清除 .,率为.士.%,低于/时的.士.%。在高再循环流速下,
截留组分的自由基清除率高于透过组分。不考虑初始水通量,在低再循环 流速下,渗透组分的自由基清除率达到.士.%,高于高再循环流速 下得到的渗透组分的自由基清除率.士.。比较最终压力,结果表 。
明,初始水通量不变时,高再循环速率导致高的操作压力. 采用因子设计优化酶膜反应的条件,该设计中包含影响酶膜反应的因 素的三个水平。分别是水解初始的温度,,和 ,酶浓度,,和%和初 始水流通,,和 /。指标包括总含量,蛋白转化率,透过组分的抗 氧化活性,以及最终的操作压力和平均膜通量。控制底物浓度为 /, .,水解时间为。采用 聚醚砜的膜。涉及到六个变量的优化模 时,自由基清除率和总量达到最
型的分析研究表明:当最终压力为.
大,此时, ,, %, 。自由基清除率,冻干后水解物的总量
其他的结
和最终的压力值分别为.士.%,.士.
和.士.
果为:渗透部分的蛋白含量为.士.%,透过部分的浓度为.?. /。平均膜通量为.士.%,水解度为.士.%。
和 的
采用二级超滤浓缩分离从酶膜反应 得到的酶解物。采用 切向流膜分离酶解物以期减小颗粒粒径。收集冻干. 组分 截留组分, .
组分 截留组分,和 ?透过组分。酶解物的相对分子量分 布范围在 。所有的组分都具有抗氧化活性并且有浓度依赖性。酶 .,.;。,.;?.
膜反应中得到的水解物的值分别为:/,. 组分的值分别为?,.;。,.; 组分富含必需氨基酸和高组分的
./。酶膜反应得到的水解物和.
疏水性氨基酸。二级超滤分离降低了浓缩物的必需氨基酸和疏水性氨基酸的
含量。
酶膜反应器和二级超滤分离联用是制备具有抗氧化活性的乳清蛋白肽的有
效方法。
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