麦芽根多肽制备及其抑制α-葡萄糖苷酶活性的研究

发布时间：2020-06-03 15:49

【摘要】：麦芽根(Malt root)是啤酒工业的主要副产物,每年我国都有10万吨以上的麦芽根废弃物产生,其中含有30%的优质蛋白,是价格低廉、来源广泛的蛋白原料。目前麦芽根少量用于动物饲料或其他用途,大部分作为废物处理,对麦芽根蛋白进行利用开发具有巨大前景与实际意义。饮食习惯不良与生活压力增加等原因使得糖尿病的患病率逐年增加,防治糖尿病成为一项迫在眉睫的艰巨任务。α-葡萄糖苷酶抑制剂是一类调节糖尿病人餐后血糖的药物,利用广泛,但其价格昂贵且存在胃胀等副作用。因此,开发更为高效安全的天然α-葡萄糖苷酶抑制剂,是目前功能性食品的研发热点。本文以麦芽根为原料,酶解、纯化得到的具有α-葡萄糖苷酶抑制活性麦芽根多肽,并对其特性进行研究,为麦芽根的深度开发和利用提供有益的参考。以麦芽根作为原料,利用多种蛋白酶酶解,并通过单因素实验,以体外α-葡萄糖苷酶抑制率为指标,确定最佳酶解工艺。经过大孔树脂、葡聚糖凝胶柱层析,纯化得到麦芽根多肽MRP3-1,分析其氨基酸组成及含量,分析其酶抑制动力学。研究MRP3-1的稳定性、活性影响因素以及与其他α-葡萄糖苷酶抑制剂的相互作用关系,主要结论如下:(1)以α-葡萄糖苷酶抑制率为指标,选取五种蛋白酶分别酶解麦芽根,筛选出酶解产物活性最高的为碱性蛋白酶。经过单因素实验,最终确定最佳水工艺为条件为:0.4%碱性蛋白酶(52℃,pH 10.0),料液比1:20,酶解时间3.0 h。最终得到的酶解物中多肽的得率为10.76%±0.75%,对α-葡萄糖苷酶活的IC_(50)值为2.89 mg/mL。(2)麦芽根酶解产物经AB-8型大孔吸附树脂及葡聚糖凝胶Sephadex G-50柱层析二级纯化后,得到活性最好的组分MRP3-1。MRP3-1对α-葡萄糖苷酶的IC_(50)值为0.77mg/mL,MRP3-1冻干粉中的多肽含量达到89.36%±1.56%。抑制动力学分析结果显示,MRP3-1对α-葡萄糖苷酶为可逆的竞争性抑制,抑制常数Ki值为0.49 mg/mL。(3)MRP3-1的温度稳定性较好,其α-葡萄糖苷酶抑制活性在碱性条件相对较强,在高盐浓度及Cu~(2+)、Fe~(3+)存在条件下活性减弱,果糖、柠檬酸和苯甲酸钠对其活性影响不大。MRP3-1与二氢杨梅素及木犀草素均具有拮抗作用,而与阿卡波糖具有一定的协同增效作用。
【图文】：

工艺流程图,麦芽根,蛋白酶解,工艺流程

16图 2-1 麦芽根蛋白酶解工艺流程Figure 2-1 The flow chart of Malt root proteolysis process3.2 体外 α-葡萄糖苷酶抑制活性的检测对硝基苯-α-葡萄糖苷（4-Nitrophenylα-D-glucopyranoside，PNPG）是 α-葡萄糖苷酶特异性底物。PNPG 经 α-葡萄糖苷酶水解产生对硝基苯酚，在 405nm 呈特异性吸收。过对比麦芽根酶解产物加入前后体系中对硝基苯酚的生成量，，即可了解其对 α-葡萄糖

曲线,麦芽根,吸光度,反应时间

图 2-2 吸光度随反应时间的变化曲线Figure 2-2 Curve of absorbance versus reaction time酶解工艺的最佳工艺条件类蛋白酶酶解效果的比较、胰蛋白酶、中性蛋白酶、木瓜蛋白酶与碱性蛋白酶是目前工业酶。本章中分别采用这五种蛋白酶在其最适 pH 与温度对麦芽根酶酶解麦芽根得到的麦芽根多肽对 α-葡萄糖苷酶酶活的抑制效显看出，碱性蛋白酶水解麦芽根后，得到的麦芽根酶解物对 α-葡好（p<0.05），其次为胃蛋白酶、中性蛋白酶，胰蛋白酶与木瓜蛋 α-葡萄糖苷酶抑制活性最差。因此，后续实验中将采用碱性蛋白间对麦芽根多肽 α-葡萄糖苷酶抑制活性的影响
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS261.9;TS201.2

【参考文献】