冷榨花生粕蛋白多肽-亚铁螯合物制备工艺优化及结构分析.pdf

2017年4月
中国粮油学报
Vol 32.No4
第32卷第4期
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Apr.2017
冷榨花生粕蛋白多肽一亚铁螯合物
制备工艺优化及结构分析
李玉珍肖怀秋·赵谋明林亲录
湖南化工职业技术学院制药与生物工程学院',株洲412004)
(华南理工大学轻工与食品学院2,广州510640)
(中南林业科技大学食品科学与工程学院,长沙41000
摘要以酶法水解冷榨花生粕蛋白质粉制备得到的花生多肽液(<3000u)为原料,以氯化亚铁为金属
螯合剂,在单因素试验基础上,利用Box- Behnken响应面优化技术对多肽一亚铁螯合条件进行优化分析并获
得最优螯合工艺参数,即多肽-亚铁质量比为4.31:1(y/g),螯合温度为25.4℃,螯合时间28.5min和螯合
H7.5,在此优化条件下,多肽一亚铁螯合率为(85.68土1,27)%(n=3),与模型预测值89.6531%接近,偏差
为4.64%。花生粕蛋白多肽-亚铁鳌合物经紫外光语和红外光谱分析发现,Fe2'与多肽中的NH2'以及
COO-形成共价配位键并形成稳定的共轭结构,是一种新型有机金属螯合物。
关键词冷榨花生粕多肽多肽-亚铁螯合物响应面优化
中图分类号:1S202.3文献标识码:A文章编号:1003-0174(2017)04-0064-06
食物来源中的铁元素大部分以高价铁(Fe)形收),具有转运耗能低、转运速度快和不易被饱和等
式存在,吸收效率低,当以亚铁(Fe2)形式存在时,优点,有利于促进亚铁元素的吸收利用。同时,
生物利用率更高且结构更稳定,易被人体胃肠道消当金属离子和多肽螯合后能抑制小肠刷状缘细胞
化、吸收和转运。铁元素在蛋白质和酶的合成、物质上肽酶的水解活性,抑制多肽水解,有助于完整多
与能量代谢以及生理免疫等生理过程中发挥重要作肽作为金属元素的载体通过小肽转运系统进入肠
用。缺铁严重时会导致缺铁性贫血(IDA)、细胞色素黏膜细胞,提高金属营养补充剂的稳定性。此
和含铁酶活性降低、供氧不足、电子传递和能量代谢外,在胃肠道中金属与多肽配位体结合形成脂溶性
过程紊乱机体免疫功能下降和生长发育迟缓等生的络合物有机表面,借此形式吸收并通过肠黏膜细
理疾病り。20世纪80年代就开始了铁补充剂的研胞的类脂屏障转运人细胞,可减少金属元素间的描
究,但主要以无机铁盐或有机铁盐作为铁补充剂,存抗作用“。因此,以蛋白多肱为载体鳌合金属离子
在稳定性差、胃肠刺激大、易受到肠内容物干扰、生作为金属营养补充剂(或强化剂)成为了当前多肱
物利用率低、价格高和存在一定毒副作用等不足2。营养研究的重点和热点,且具有广阔的市场前景和
蛋白质经酶法水解获得的多肽片段其一级结构上存应用力。
在大量键合金属离子的配位基团,与亚铁螯合后,消
当前,亚铁蛋白多肽载体主要集中在猪血多肽、鸟
化吸收率可得到明显改善,且金属螯合肽可利用小鸡肽、略蛋白磷酸肽、米蛋白肽、鱼类蛋白肽等方面,对
肽配位体转运系统进行转运(非金属转运系统吸冷榨花生粕蛋白多肽与亚铁螯合的研究较少い、
本试验以酶法水解冷榨花生粕蛋白质粉制备得
基金项目:湖南省高校科研项目(12C1049),湖南化工职业技术到的花生粕蛋白多肽液(<3000u)为原料,以氯化
学院院级项目(HNHY2015002),2016年湖南教育厅
科学研究项目(1600550)
亚铁为金属螯合剂,在单因素试验基础上,利用Box
收稿日期:2015-09-19
Behnken响应面优化技术对多肽一亚铁螯合条件
作者简介:李玉珍,女,1981年出生,硕士,植物蛋白质资源精深
加工技术
进行优化分析,并利用UV和FP-IR对螯合物结构
通讯作者:肖怀秋,男,1981年出生,副教授,植物蛋白多肽及多进行分析,研究结果为花生多肽-亚铁螯合营养补
肽金属营养补充剂
充剂的制备提供理论与技术支持。
21994-2017ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
第32卷第4期李玉珍等冷榨花生粕蛋白多肽一亚铁螯合物制备工艺优化及结构分析
1材料与方法
的Box- Behnken响应面优化模块进行多肽一亚铁螯
1.1材料与试剂
合条件优化。试验因素及编码如表1所示。
冷榨花生粕蛋白多肽液:自制;碱性蛋白酶
表]试验因素水平和编码
Ruitaibio公司;其它试剂均为国产分析纯。
水平质量比(x)/(82)℃(8)rmn(x,)
1.2仪器与设备
3:1
6.0
LABCONCO冷冻干燥仪:美国 labconco公司;
050
553
HERMILE Z323K冷冻离心机:德国 Hermle公司;
5
8.0
注:x1=(X1ーX0)/△x(x为自变量编码值,X为自变量真实值,
R508B旋转蒸发仪:国京上海实验室设备有限公司;X为中心点处自变量真实值,Ax为自变量变化步长。
可见分光度计:上海舜宇恒平仪器有限公司;UV
2500紫外可见分光光度计:日本岛津公司; Irprestige1.3.4花生肽一亚铁螯合率的计算
21岛津傅里叶变换红外光谱仪:日本岛津公司。
铁含量测定采用邻菲罗琳比色法?。
3试验方法
亚铁螯合率=m1/mox100%
1.3.1<3000u花生粕蛋白多肽液的制备
式中:m1为螯合物中铁的质量/mg;mn。为加入反
将制备得到的花生粕蛋白多肽液?在0.25MPa应体系中的铁质量/mg。
压力条件下依次透过分子质量为5000u和3000u
3.5水解度的测定
的超滤膜,收集分子质量<3000u的超滤液经旋转
采取pH-sat?)法,水解度计算公式为:
蒸发浓缩、冷冻干燥后备用。
1.3.2花生粕蛋白多肽一亚铁螯合工艺
DH=?-×100%_BxM
×100%
配制一系列不同蛋白多肽-亚铁质量比的混合
液,用0.1moM/L的NaOH或HCI调节溶液至合适
pH,在一定温度下混合反应一定时间,反应完成后用
+1
无水乙醇沉淀,离心(2000r/min,15min),收集滤
式中:B为消耗NaOH的体积/mL;M,为碱当量;
渣,备用。
m。为水解使用的冷榨花生粕蛋白粉的质量/g;h。为
1.3.3花生粕蛋白多肽一亚铁螯合条件的优化
蛋白质底物中的总肱键数,对于花生蛋白,ho为7.13
1.3.3.1单因素试验
meq/g8;1/a为pH-sta法的校正因子,即a-氨
1)蛋白多肽-亚铁质量比对螯合率的影响:将基解离度的倒数。K为α-氨基的平均解离度,可
花生粕蛋白多肽与氯化亚铁按预定质量比(0.5:1~由Cibs- Helmholz方程计算,在50℃时,1/&为
5:1,g/g)混合,调节pH至7.0,30℃反应30min,无1.13。
水乙醇沉淀,离心,收集滤渣,测定并计算螯合率。
1.3.6多肽一亚铁螯合物结构分析
2)螯合温度对螯合率的影响:将花生粕蛋白多
利用紫外光谱对氯化亚铁、蛋白多肽及蛋白多
肽与氯化亚铁按质量比4:1混合,调节pH至7