绿豆(Mung bean),为豆科豇豆属绿豆(Vigna radiatus Linn,)的成熟种子。绿豆作为我国主要的粮食作物之一,在我国已有两千多年的栽培史,分布非常广泛,产量极为丰富。绿豆用途广泛,营养丰富,被誉为粮食中的绿色珍珠,既是食用佳品,又是重要的药材和化妆品原料。
绿豆中蛋白质含量高于常见的谷物蛋白质,但是低于大豆蛋白质,同时因产地和品种的差异而不同。绿豆中氨基酸种类齐全,富含谷物普遍缺乏的赖氨酸,其含量与鸡蛋蛋白质赖氨酸含量相当。绿豆蛋白经过酶解后,可以得到具有不同分子量和不同功效的肽,比如抗氧化肽和抗菌肽。
相比绿豆蛋白质来讲。多肽的氨基酸组成与结构几乎没有变化,但相对分子质量较小。具有较好的水溶性、较低的黏度、稳定性很强等优点。多肽具有多种生理功效,比如抗氧化、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、降血脂、降胆固醇等作用。
李杨等利用响应面法优化酶解工艺,采用碱性蛋白酶进行酶解,其最佳的酶解工艺为pH9.37、酶解温度55℃、底物质量分数7.0%、加酶量5000.02U/g的条件下,酶解4.76h,多肽含量可达到913.7mg/g。
卢珍华等通过单因素实验研究木瓜蛋白酶对绿豆分离得到的粗蛋白的水解作用,得到制备绿豆多肽的最佳水解条件为:底物浓度7%,酶浓度8%,反应温度65℃,在pH6.5时,反应3h。并利用葡聚糖凝胶(SephadexG-25)柱层析测定绿豆多肽分子量。试验结果表明,当水解度为30%时,绿豆多肽分子量绝大多数在1000Da以下。
傅亮等用Alcalase碱性蛋白酶将得到的蛋白含量为778.5mg/g的粗蛋白进行酶解,他们以水解度DH为指标,得到酶解最佳条件为:底物浓度为2%,([E]/[S])3.5%,温度为55℃,pH9.0,酶解120min,得到的绿豆多肽提取液在4种抗氧化体系中均表现出较强的抗氧化性,具有良好的还原能力,其清除羟自由基和超氧阴离子的能力很好,其IC50分别是13.96,12.67mg/mL,抗脂质过氧化能力的IC50为15.77mg/mL。
潘妍等用绿豆种子为原料,以蛋白质含量和还原糖含量为指标,从5种酶中综合比较出碱性蛋白酶更优于其他四种蛋白。在单因素试验的基础上,进行正交试验,得到最佳酶解条件为:料液比1:25,加酶量为7%,提取时间为1h。并对提取液进行美白和抗氧化功效的初步研究。结果显示,当样品浓度为10%时,酪氨酸酶抑制率为49.98%,DPPH清除率为33.53%,·OH清除率为39.08%。利用高效液相色谱精确测定样品蛋白分子量分布,其分子量主要分布在408.41~1830.64之间。
ACE抑制肽的制备
血管紧张素转化酶(angitensin converting enzyme,ACE)在人体血压调节过程中起重要的生理作用,一是它使无活性的血管紧张素Ⅰ转化为升压物质一血管紧张素Ⅱ;二是它能使降压物质分解成失活片段,从而导致血压升高。因此,通过抑制ACE的活性可以起到降血压的作用。食物蛋白中存在着大量的并具有不同分子特性的AC抑制肽分子片段。绿豆作为我们日常食用的粮食作物,从绿豆蛋白中提取出的ACE抑制肽安全性高,无副作用,且能提高绿豆的附加值。
龚琴等以购买的绿豆蛋白粉为原料制备绿豆ACE抑制肽,通过不同的酶进行酶解,并测定酶解产物的水解度和对ACE的抑制率。其中用碱性蛋白酶对绿豆蛋白进行酶解得到的产物,其水解度和AC E抑制率均最大。确定试验所用的酶源后,通过单因素试验得到的最适条件的基础上。随后选取对ACE抑制率有显著影响的四个因素进行四因素三水平的响应面分析试验,经过优化得到最优条件为:底物浓度1.75%,酶解温度55℃,酶解pH8.25,加酶量6200u/g。在此条件下,绿豆ACE抑制肽的抑制率为84.83%。
抗氧化肽的制备
抗氧化肽就是一类存在于生物体内,能够清除体内自由基、抑制生物大分子物质过氧化,具有极强的抗氧化活性的生物活性肽。随着生命科学的不断发展,以及对人类疾病、衰老等机理研究的不断深入,氧化应激损伤和抗氧化保护作用的研究受到人们的普遍关注。抗氧化剂特别是天然存在于自然界的抗氧剂成为热点研究内容。
孙键采用传统碱提酸沉法制备绿豆蛋白。首先用多功能粉碎机将脱皮绿豆粉碎,过100目筛备用。称取一定量的脱皮绿豆粉,以1:15的料水比加入蒸馏水,用NaOH溶液调节pH值为9.0(±0.02),在40℃水浴锅中不断搅拌提取20min。碱提取完成后,在4000r/min条件下离心20mln,取上清液。用HCl溶液调节上清液的pH值为4.5(±0.02),静置30min,使绿豆蛋白质在等电点处凝聚沉淀。酸沉过程中必须严格控制加酸及搅拌的速度,控制不当,即便是pH达到等电点时,蛋白质仍然呈现絮状漂浮状,不能完全沉淀。制备的绿豆蛋白粉中蛋白质的含量在75%以上。接着用中性蛋白酶进行酶解,制备绿豆抗氧化活性肽。通过一系列的试验得出最佳酶解工艺参数为:底物浓度2%,酶解pH6.5,酶解温度50℃,加酶量5000u/g,酶解时间120min。绿豆酶解产物经超滤分离,被分离成分子量大小不同的五种组分,其中1KDa-5KDa的组分所占的质量比重最大,经SephadexG-25凝胶柱色谱进一步分离纯化后,得到了两种分子量分别为3426Da和1272Da的绿豆抗氧化活性肽T1和T2。T1和T2均有较强的抗氧化能力,T1对羟自由基和DPPH自由基的清除率分别为69.14%和58.62%;T2清除羟自由基和DPPH自由基的能力分别为91.70%和74.68%。通过HPLC法对绿豆抗氧化活性肽T1和T2的纯度进行了检测,T1的纯度为85.92%,T2的纯度为94.99%。用全自动氨基酸分析仪对纯化后的绿豆抗氧化活性肽T1、T2进行了氨基酸组成的检测,结果表明,绿豆抗氧化活性肽T1、T2都含有16种相同的氨基酸,包括天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷胺酸、甘氨酸、丙氨酸、撷氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸,其氨基酸总量分别为65.55%和85.11%,其中必需氨基酸的总量分别占22.98%和27.22%。所测的16种氨基酸中,两种样品中谷氨酸和天冬氨酸的含量最高。