米蛋白肽-钙螯合物的制备及其性质研究

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:ppasu
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钙是人体必需的矿物质营养素,膳食中钙摄入或吸收不足会导致许多疾病。金属螯合肽对改善矿物元素缺乏存在潜在应用价值,近年来越来越多具有提高和促进矿物元素生物利用率的金属螯合肽被发现和鉴定。食物源螯合肽由于其具有营养、安全等特性,因此已经被被用于钙强化相关的功能食品和保健品的开发。本实验以碎米为原料制备米蛋白,采用碱性蛋白酶制备具有钙螯合能力的米蛋白肽,通过体积排阻色谱和反向高效液相色谱对螯合物进行分离纯化,并用质谱对其测序,最后通过细胞实验验证了螯合物的钙生物利用率。具体研究结果如下:(1)采用超声辅助提取米蛋白,以最适蛋白酶制备米蛋白肽,并通过超滤获得钙结合能力较高的肽段。结果表明:超声波辅助提取米蛋白的最佳工艺条件为:料液比1:12,超声时间40 min,提取温度60℃,pH 9.5。在此条件下,米蛋白的提取率为67.01%;分别选用碱性蛋白酶、风味蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶酶解米蛋白,以金属螯合力和水解度为指标筛选最适蛋白酶,结果显示碱性蛋白酶的金属螯合力及水解度均最高,分别为67%、16.89%;米蛋白酶解最佳工艺为:温度63.7℃、底物质量分数4.4%、酶添加量6.8%、pH为8.5时,在此条件下米蛋白肽的水解度最高,为25.2%;将最优参数酶解获得的米蛋白水解液(RPH)经超滤进行分级分离后各级份的钙螯合能力有所不同,其中P2(3-5 kDa)级分的钙螯能力最大,为65.66 mg/g,因此选用P2(3-5 kDa)米蛋白肽(RPH2)进行下面的螯合实验。(2)选用上述钙结合能力最高的肽段P2(3-5 kDa)制备米蛋白肽-钙螯合物,通过紫外光谱和红外光谱对米蛋白肽及其螯合物进行结构分析。结果显示:米蛋白肽-钙螯合物(RPH2-Ca)最优制备工艺为:多肽与钙质量比5.76:1、pH 8.18、温度42.38℃、反应时间91.31 min,此条件下,RPH2的钙螯合能力为123 mg/g;通过紫外光谱(UV-vis)和红外光谱(FTIR)光谱图发现,Ca2+与米蛋白肽中的酰胺键发生了作用,形成了基态络合物,羧基的氧原子和氨基的氮原子可能参与螯合反应并产生新物质。(3)利用体积排阻色谱(SEC)和反向高效液相色谱(RP-HPLC)对RPH2-Ca进行分离纯化,并通过LC-MS/MS对钙/肽比率最高的级分其进行鉴定,结果表明:通过两步纯化后获得钙/肽比率最高的级分F22(RPH2-Ca22),并采用质谱分析鉴定出一条分子量为1013.429 Da的肽链,其氨基酸序为Asn-Arg-Gly-Asp-Glu-Phe-Gly-Ala-Phe(简称为NRGDEFGAF),其钙螯合能力为136.2±0.75 mg/g。(4)利用Caco-2细胞吸收转运模型来测定米蛋白肽-钙螯合物和CaCl2的钙生物利用率,实验结果表明:CaCl2的钙生物利用率为44.1%,而RPH2-Ca22和NRGDEFGAF-Ca的钙生物利用率分别为72%和73.4%,二者均显著高于CaCl2(P<0.05),这说明了米蛋白肽-钙螯合物可有效促进肠道中钙吸收。因此,本研究得到的米蛋白肽-钙螯合物为钙利用率的提高和营养保健食品行业的发展提供了一种新思路。
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