本研究来源于国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAD33B03)——“食源性功能肽生物制备技术研究”的一部分。随着社会压力的增大和人口老龄化的加速,记忆力下降或退化已成为困扰人们的主要问题之一。因此,寻找具有改善记忆作用的物质已当前的研究热点。目前,人们通常采用动物行为学实验来进行辅助增强记忆力方面的研究,但是这种方法存在实验量大和干扰因素多等缺陷。现有研究表明,中枢神经系统的氧化应激是造成记忆下降或退化的重要因素,因此,本研究在筛选具有辅助增强记忆力作用的玉米肽时,初步以抗氧化能力为指标,筛选出具有抗氧化作用强的肽段来进行下一步的实验。本论文以玉米蛋白粉为原料,利用生物酶解、膜分离及冷冻干燥等技术制备不同分子量大小的玉米肽;通过可见光比色技术比较了不同组分玉米肽在体外清除自由基活性的大小;利用初步筛选出的玉米肽组分对PC12细胞神经细胞产生的影响进行了研究;在此基础上初步探讨了玉米肽改善小鼠学习和记忆功能的显效时间、最佳剂量以及与抗氧化活性之间的联系;最后,开发了一款玉米源辅助增强记忆肽饮料,为玉米蛋白粉高效利用开辟了新途径。实验获得了以下主要结论:(1)玉米蛋白经Alcalase碱性蛋白酶酶解、超滤、冷冻干燥后,获得分子量分别为<1 k Da、1k Da~3 k Da、3 k Da~10 k Da、10 k Da~30 k Da的四个玉米肽组分CPS1、CPS2、CPS3、CPS4。以DPPH自由基、ABTS自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基清除率和二价铁离子螯合能力为指标,综合评价组分CPS1、CPS2、CPS3和CPS4的体外抗氧化活性,得到结论:在浓度为0.01mg/m L~0.5mg/m L时,各组分清除ABTS自由基的能力依次为:CPS1>CPS2>CPS3>CPS4;在浓度为0.1mg/m L~2 mg/m L时,各组分清除DPPH自由基的能力依次为:CPS1>CPS2>CPS3>CPS4;在浓度为0.5mg/m L~2 mg/m L时,各组分清除超氧阴离子、羟基自由基的能力依次为:CPS1>CPS2>CPS3>CPS4,螯合二价铁离子能力依次为:CPS2>CPS1>CPS3>CPS4。由此选出抗氧化活性较好的组分CPS1和CPS2来进行下一步研究。(2)PC12细胞是一种交感神经系统的肿瘤细胞,以其为基础建立起的神经元氧化损伤模型是一种重要的药理模型,常用来在体外筛选活性成分。本文针对初步筛选出的组分CPS1、CPS2进行PC12细胞毒性的试验,利用MTS法检测细胞活力,PC12细胞的活力没有显著性影响(P>0.05),表明没有细胞毒性及细胞增殖作用。建立H2O2诱导的PC12细胞氧化损伤模型,对PC12细胞进行预保护,添加10μg/m L~1000μg/m L浓度的玉米肽CPS1和CPS2,实验结果表明:添加浓度为1000μg/m L的CPS1实验组较H2O2损伤组细胞活力显著增加(p<0.01),细胞保护作用最强。(3)以高、中、低浓度的玉米肽CPS1为受试物,对雄性小鼠进行90天灌胃实验,通过盲端水迷宫实验、穿梭箱实验和避暗箱实验考察玉米肽CPS1对小鼠学习记忆能力的影响,结果表明:水迷宫实验中,灌胃玉米肽CPS1高剂量组的小鼠到达盲端I的潜伏期较其它组差异显著(P<0.05);避暗试验中,灌胃玉米肽CPS1高剂量组的小鼠的错误次数较其它组差异显著(P<0.05);穿梭箱试验中,灌胃玉米肽CPS1的实验组小鼠平均错误次数相较于对照组小鼠错误次数差异不显著(P>0.05),可能是电刺激对小鼠正常活动产生了影响。通过自主活动实验和探洞实验,分析各实验组与对照组小鼠在神经兴奋性方面的差异:灌胃高剂量玉米肽CPS1小鼠的自主活动次数与对照组相比无显著性差异(P>0.05),灌胃高剂量玉米肽CPS1小鼠的探洞次数与对照组相比差异显著(P<0.05)。最后得出结论,说明高剂量玉米肽CPS1对小鼠记忆力的改善作用最为突出。(4)在玉米肽CPS1米肽对小鼠生产性能、体内抗氧化指标和脑中生化指标的影响中,实验组与空白组相比,小鼠的体重、摄食情况、脏器系数均无显著性差异(P>0.05),小鼠的生长发育指标变化正常。与对照组相比,灌胃玉米肽CPS1的实验组中受试小鼠血清中SOD的含量比对照组小鼠血清中SOD的含量显著提高(P<0.01),而血清中MDA的含量都要显著低于对照组小鼠血清中MDA的含量(P<0.01)。与对照组相比,高、中、低剂量的玉米肽CPS1均可以显著降低小鼠大脑中Ach E的活力(P<0.01),高剂量组小鼠脑中ACh E含量与低剂量II组小鼠脑中ACh E含量有显著性差异(P<0.05),说明高剂量玉米肽对小鼠脑中ACh E含量会造成显著性影响。(5)在以上实验结果的基础上研发了一款具有辅助增强记忆力功能的玉米肽饮料。设计了饮料生产的工艺流程,利用感官评价和正交设计方法研制了饮料配方为:2%玉米肽CPS1,70%大枣汁,0.2%柠檬酸,8%木糖醇和0.25%CMC-Na。检测得到可溶性固形物≥5.0 g/100m L,可溶性蛋白质≥3.3%,多糖≥2.5%,符合国家规定的饮料标准,确保了食用的安全性,最后得到了一款功能性饮料,为其今后规模化生产打下了良好的基础。