利用介孔材料固定化木瓜蛋白酶制备扇贝抗氧化活性肽

摘要

随着人们对功能性食品和保健营养品需求的增加，来源于海洋生物和海洋加工副产物的抗氧化活性肽，因为具有清除自由基、螯合金属离子等抗氧化作用，并且食用安全、生产成本低，使其在功能性食品的开发中极具潜力。扇贝是我国重要的海洋贝类资源，不但产量丰富，而且还具有多种保健功能，是开发海洋生物活性肽的重要来源。介孔材料因其高度有序的孔道结构和较大的比表面积且具有高的热稳定性和化学稳定性，而成为了酶固定化的良好载体。
　　本论文采用自制的介孔材料MCM-41固定木瓜蛋白酶，分析固定化酶的特性及最适酶解条件，并应用固定化酶水解扇贝蛋白结合酶膜反应器制备抗氧化活性肽，为高值化海洋生物活性多肽产品的生产提供参考依据。
　　（1）制备了孔道内具有自由羟基的MCM-41介孔材料，利用透射电镜和傅里叶红外光谱对材料进行表征，完成了MCM-41的氨基化修饰和羧基化修饰；制备出大颗粒MCM-41介孔材料，直径约为80μM，成良好的球状结构，具有良好的孔道分布。
　　（2）利用自制的介孔材料MCM-41、N-MCM-41、C-MCM-41和L-MCM-41固定木瓜蛋白酶，以酶活力为指标，测得L-MCM-41具有最高的酶比活力，故选取L-MCM-41作为固定化酶的载体。通过正交试验确定其最优固定化条件：酶与L-MCM-41的质量比为1:0.25，pH为7.6，戊二醛浓度为1％，激活剂浓度为40 mmol/L半胱氨酸和2 mmol/L EDTA。测得此固定化酶的比活力和酶活回收率分别为511.111 U/g和82.79%，并确定其最适酶解条件为：pH7.0，温度70℃，且具有更高的温度和pH稳定性。
　　（3）优化了酶解扇贝蛋白制备抗氧化活性肽的工艺，以?OH清除率和?DPPH清除率为指标，将酶解时间由原来的16 h优化为7 h，从而大大缩短了实验周期，提高了实验效率。
　　分别利用游离的蛋白酶和固定化蛋白酶水解扇贝蛋白，测定不同分子质量扇贝肽的抗氧化活性，发现固定化酶可以得到更高抗氧化活性的扇贝肽。分子量小于1 kDa时，扇贝活性肽的还原力为2.09（浓度为10 mg/mL），并具有最强的?OH清除能力(SA)和?DPPH清除能力，其半数抑制浓度分别为IC50=1.87 mg/mL和IC50=0.77 mg/mL。
　　本论文制备的介孔材料L-MCM-41及其固定化酶所制备的扇贝抗氧化活性肽具有更强抗氧化活性，可为进一步工业化生产提供参考。

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目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景、目的及意义

1.2 海洋生物抗氧化活性肽的研究进展

1.3 介孔材料

1.4固定化酶

1.5 课题来源和研究内容

第2章 介孔材料MCM-41的合成与修饰

2.1 材料与仪器

2.2 实验方法

2.3 结果与分析

2.4 本章小结

第3章 介孔材料MCM-41固定木瓜蛋白酶

3.1 材料与仪器

3.2 MCM-41介孔材料固定木瓜蛋白酶

3.3 酶活力测定

3.4 介孔材料固定蛋白酶条件的优化

3.5 固定化酶性质的研究

3.6 结果与分析

3.7 本章小结

第4章 扇贝抗氧化肽的制备

4.1 材料与仪器

4.2 实验方法

4.3 结果与分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢