固态发酵苏麻饼粕制备苏麻多肽及其抗氧化活性研究

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苏麻饼粕是生产苏麻油的副产物,蛋白质含量高,氨基酸种类丰富,是优质的植物蛋白资源。然而目前苏麻饼粕的加工利用途径单一,主要被用作饲料、肥料及燃料等廉价处理或直接丢弃,这不仅极大浪费了其中的蛋白资源,而且影响苏麻的经济价值及其产业的发展。苏麻多肽是由苏麻饼粕蛋白水解得到的小分子肽,它具有比饼粕蛋白更优质的加工特性以及更丰富的生物活性。微生物发酵法通过微生物在生长代谢过程中产生蛋白酶来水解发酵基质中的蛋白质,使其分解为氨基酸和小分子肽等更易被机体吸收的物质。由于发酵法可以使产酶和酶解连续进行,近年来已成为生物活性肽制备工艺的一大研究热点。本文以苏麻籽榨油后的副产物苏麻饼粕为原料,利用微生物发酵技术进行固态发酵,以期获得具有较高产量和较好抗氧化活性的苏麻多肽作为一种天然的抗氧化剂并用于食品工业生产。本论文进行了如下的研究:(1)以米曲霉为发酵菌株对苏麻饼粕进行固态发酵,在单因素试验的基础上进行响应面优化得到最佳固态发酵工艺参数:发酵时间48 h,发酵温度28℃,接种量5.56%,液料比1:1,在此条件下苏麻饼粕发酵产物的多肽含量为(58.75±1.12)mg/g,比发酵前增加了2.66倍。(2)以最佳发酵工艺发酵苏麻饼粕后其粗蛋白含量提高1.69%,粗脂肪含量下降1.65%,水分含量下降2.64%,总酚增加18.36 mg/L、总黄酮含量增加0.39mg/m L。发酵前后苏麻饼粕具有17种氨基酸,其中谷氨酸含量最丰富。发酵后的苏麻饼粕必需氨基酸总量为82.61 mg/g,高于未发酵苏麻饼粕中必需氨基酸总量(80.40 mg/g)。采用顶空固相微萃取-气质联用技术(HS-SPME-GC/MS)鉴定出苏麻饼粕中主要挥发性成分为(+)-柠檬烯(23.50%),胡椒酮(13.49%),芳樟醇(7.34%),正己醛(5.25%);发酵苏麻饼粕中主要成分为乙酸(25.20%),2-甲基丁酸(23.90%),亚硝酸乙酯(8.69%),异丁酸(5.42%)。苏麻饼粕发酵后酸类、酮类、烃类、吡嗪类、吡啶类和胺类化合物种类增加。(3)采用超滤法对最佳发酵工艺制备的苏麻肽粗提物进行分离纯化,同时采用高效体积排阻色谱法测定苏麻多肽相对分子质量分布。超滤处理后,分子量小于3000 Da的多肽组分占99.96%,说明超滤分离对苏麻多肽起到了很好的纯化效果。超滤得到三个组分:PSMP1(大于10 k Da)、PSMP2(3 k Da~10 k Da)、PSMP3(小于3 k Da),其中PSMP3(小于3 k Da)组分的ABTS自由基、DPPH自由基、羟基自由基清除能力及还原能力均强于其他两种多肽。对不同超滤产物进行氨基酸组成与含量分析,三个组分氨基酸组成比例均衡,种类丰富,其中Glu、Asp等氨基酸含量在三个组分中均最高,疏水性氨基酸Met仅在PSMP3组分中检出,其他两个组分均未检出。(4)通过建立D-gal致衰老小鼠模型,给予小鼠灌胃不同剂量PSMP3。灌胃400~800 mg/(kg·d)苏麻多肽可提高小鼠血清和肝脏中SOD、CAT、GSH-Px和T-AOC活力,降低MDA含量,延缓小鼠衰老。表明苏麻多肽可清除D-gal致衰老小鼠体内过多的自由基,降低机体的损害,显著改善D-gal诱导衰老小鼠的抗氧化状态。灌胃400~800 mg/(kg·d)苏麻多肽与灌胃100 mg/(kg·d)Vc的作用相当,揭示苏麻多肽具有较强的抗氧化能力。这些结果表明苏麻多肽在食品领域具有良好的应用价值,本研究可为副产物苏麻饼粕的高值化利用提供参考。
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