1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等(列出主要参考文献) 鹰嘴豆(chickpea),豆科鹰嘴豆属(CicerarietinumL.),一年生或多年生草本植物,其外其独特,因形如鹰头在种脐附近有喙状突起而得名,别名桃豆、鸡豌豆,维吾尔族名为奴乎特、诺胡提,别名鸡豆、脑豆子和桃豆等[1]。鹰嘴豆起源于亚洲西部和中东地区[2],生长在亚洲南部和西部、非洲的东部和北部、欧洲南部、南和北美洲以及澳洲等的至少33个国家,是以谷物为主食的亚洲南部、西部、东部和非洲北部人类的主要蛋白质来源[1]。鹰嘴豆耐干早、耐贫瘠,目前在豆科类作物消费中居第2位,产量居世界豆类第三,产量在大豆、豌豆之后[3-4]。我国鹰嘴豆盛产于新疆天山北坡海拔1300m的木垒县,已有2500年的生长历史,20世纪80年代中国从国际干早地区农业研究中心(CIARDA)和国际半干早地区农业研究所(CIRISAI)引入了数百份鹰嘴豆栽培种,己在甘肃、新疆、青海等地试种[5]。 鹰嘴豆是一种优良的植物蛋白质资源,其蛋白质含量占籽粒干基总量的15%-30%,含有人体所需的18种氨基酸及8种必须氨基酸,含量高,组成均衡[6],其丰富的氨基酸和特殊序列以及多种矿物元素又使它区别于大豆,独立于大豆,比大豆蛋白、豌豆蛋白和小扁豆更高的净蛋白质利用率,比大豆蛋白、黑豆、绿豆等更高的PER,具有比豇豆和绿豆更好的消化能力和生物价[7],具有极高的营养价值和药用价值。 生物活性肽是蛋白质的功能片段由于其在体内吸收率高同时具有降血压、抗氧化、促进免疫等生理功能,受到研究人员的关注。Clemente等在蛋白酶水解鹰嘴豆蛋白的过程中发现其免疫原性大幅度降低,经过内源和外源的-系列蛋白酶降解后,鹰嘴豆蛋白抗原性减少90%以上。鹰嘴豆蛋白水解物可以成为低过敏的食物[8]。Pedroche等研究表明鹰嘴豆蛋白酶解物是ACE抑制肽的良好来源[9]。Kou等研究发现鹰嘴豆蛋白水解物能有效降低小鼠血清和肝脏中总甘油三酯、总胆固醇,在减少血清甘油三酯、抗动脉粥样硬化、血脂氧化耐受中有显著影响。同时,鹰嘴豆蛋白水解物提升血清中SOD活性,降低MDA含量,表现出抗氧化活性[10]。 氧化与人类的许多疾病诸如癌症、老化、动脉硬化等的发病机理有关。适当摄入具有抗氧化活性的物质可以降低体内自由基水平,防止脂质过氧化,帮助机体抵御疾病。而肽类的结构特点和性质决定了其白质类物质中兼具营养功能的抗氧化物质。Torres-Fuentes等用胃蛋白酶和胰蛋白酶水解鹰嘴豆蛋白,酶解产物经亲和层析获得螯合多肽。结果表明,更高的组氨酸含量和更小的肽链能获得更好的螯合活性,在鹰嘴豆消化的过程中可能生成有更高螯合活性的多肽,它们与金属螯合能减少活性氧的生成、促进矿物质的吸收[11]。Yust用alcalase和flavourzyme水解鹰嘴豆蛋白,所有酶解物都表 |
现出更好的hypocholesterolaemic活性。Alcalase处理60min接着flavorzyme处理30min后表现出最高的cholesterolmicellarsolubilityinhibition[12]。李艳红等用Alcalase处理的鹰嘴豆蛋白酶解物灌喂D-半乳糖诱导的亚急性衰老小鼠,发现鹰嘴豆蛋白酶解物能显著提高亚急性衰老小鼠的抗氧化能力,尤以高剂量组效果最好,具有一定延缓衰老的作用[13]。 目前,对于鹰嘴豆蛋白及水解物生物活性的研究尚不完善,国外对鹰嘴豆的研究逐年深入,而国内在分离蛋白质的制备和水解方面以及抗氧化功能都有部分报道[14-15],对鹰嘴豆蛋白抗氧化活性的详细研究却报道很少。本文拟使用不同的酶以及不同的反应条件水解鹰嘴豆蛋白,通过超滤进一步分离CPH,获得不同大小的水解多肽,分析比较不同区间段多肽的抗氧化活性,从而确定最佳的酶法制备鹰嘴豆多肽方法。 参考文献: [1]刘勇民.维吾尔药志[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,1986. [2]SinghK.B.Chickpea(CicerarietinumL.)[J].FieldCropsRes.1997,53,161-170. [3]FoodandAgricultureorganizationoftheUnitednationsofProductionYearBook.AFO,Rome,Italy.1994. [4]PoltronieriF.,AreasJ.A.G.,ColliC.Extrusionandironbioavailabilityinchickpea(CicerarietinumL.)[J].FoodChem.2000,70,175-178. [5]中国农业统计年鉴[M].北京:中国农业出版社,1997-2003[5]冯孝良,郑志宝.鹰嘴豆及其利用价值[J].现代化农业,2001,258(1):1819. [6]KaurM,SinghN.CharacterizationofproteinisolatesfromdifferentIndianchickpea(CicerarietinumL.)cultivars[J].FoodChem.2007,102(1):366-374. [7]KhanM.A.JacobsenI.,EggumB.O.Nutritivevalueofsomeimprovedvarietiesoflegumes[J].J.Sci.FoodAgric.1979,30,395-400. [8]Clemente,A.Vioque,J.Sanchez-Vioque,Retal.Productionofextensivechickpea(CicerarietinumL.)proteinhydrolysateswithreducedantigenicactivity,JOURNALOFAGRICULTURALANDFOODCHEMISTRY,1999,47(9):3776-3781 [9]Pedroche,J.Yust,MM.Giron-Calle,J.UtilisationofchickpeaproteinisolatesforproductionofpeptideswithangiotensinI-convertingenzyme(ACE)-inhibitoryactivity,JOURNALOFTHESCIENCEOFFOODANDAGRICULTURE,2002,82(9):960-965 [10]Kou,Xiaohong.Yu,Wancong.Wang,Yifan.AntihyperlipidemicEffectofHydrolysatesofChickpeaProteinIsolateinHyperlipidemicRats,PROCEEDINGSOF2009INTERNATIONALCONFERENCEOFNATURALPRODUCTANDTRADITIONALMEDICINE,2009:204-207 [11]CristinaTorres-Fuentes,ManuelAlaiz,JavierVioque.Affinitypurificationandcharacterisationofchelatingpeptidesfromchickpeaproteinhydrolysates,FOODCHEMISTRY,2011,129(2):485-490 [12]JOURNALOFTHESCIENCEOFFOODANDAGRICULTURE,2012,92(9):1994-2001 [13]营养学报,2008,30(2):161-164 [14]张涛.鹰嘴豆分离蛋白的制备及其功能性质研究[D].江南大学博士学位论文,2005. [15]周丽卿.鹰嘴豆多肽的制备及其改性研究[D]西北农林科技大学硕士学位论文,2012. |
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标:
1.提取鹰嘴豆蛋白,分析其主要化学组成
2.通过改变酶法制备方式条件,得到最佳的反应条件及水解酶种类
3. 研究的方法与方案
研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 研究方法: 1.鹰嘴豆经石油醚脱脂后,碱液浸提,再用酸沉降,冻干,获得鹰嘴豆分离蛋白 2.五种蛋白酶在不同条件下水解鹰嘴豆蛋白 3.超滤初步筛分鹰嘴豆蛋白水解液,获得不同区间段的鹰嘴豆多肽 4.体外抗氧化活性测定:DPPH法抗氧化活性测定、金属离子螯合能力测定 |
技术路线: 实验方案: 1.样品制备:提取鹰嘴豆蛋白,并筛选出合适的酶进行水解,制备鹰嘴豆蛋白水解液,在初步分离,获得不同区间段的多肽样品。 2.体外抗氧化活性:通过DPPH自由基捕获能力,金属螯合能力等评估比较不同区间段的多肽样品的抗氧化活性。 可行性分析: 1.分离制备植物蛋白的方法多种多样,例如碱溶酸沉法、水酶法、反胶束法、膜分离法等,而碱溶酸沉法是应用的最多而且己用于产业化的方法,该法具有操作简单,易于控制,成本低廉。因此选用碱溶酸沉法提取鹰嘴豆蛋白。 2.考虑了国内外对自由基的测定方法,拟采用测定抗氧化的方法为以下几种:DPPH自由基捕获能力测定、金属离子螯合能力测定等。 |
4. 研究创新点
国外对鹰嘴豆的研究逐年深入,而国内在分离蛋白质的制备和水解方面以及抗氧化功能都有部分报道,但对鹰嘴豆蛋白抗氧化活性的详细研究却报道很少。本文拟在已有鹰嘴豆分离蛋白提取和水解工艺基础上,通过超滤进一步分离CPH,获得不同大小的水解多肽,分析比较不同区间段多肽的抗氧化活性,并确定抗氧化活性肽的主要集中范围。
5. 研究计划与进展
研究计划(实验具体时间安排):
2014年10月:查阅相关文献,对实验的过程进行总体的规划,确定实验方案;
2014年11-12月:开展预实验,对实验的流程进行一个初步的摸索(包括鹰嘴豆蛋白的提取以及水解用酶及反应条件的初步选定),以不断改进实验方案;
