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本文以固定酶酶解芝麻饼粕蛋白制备ACE抑制肽为研究课题,对酶解芝麻饼粕蛋白常用蛋白酶进行了筛选,通过单因素实验研究了制备磁性壳聚糖微球固定化Alcalase碱性蛋白酶的最佳工艺,通过响应面优化确定固定酶酶解芝麻饼粕蛋白制备ACE抑制肽的最佳酶解条件,最后采用超滤和葡聚糖凝胶层析对ACE抑制肽进行分离纯化。 以自制芝麻饼粕蛋白为底物,以水解度和短肽生成率为评价指标,在各种酶推荐的最适酶解条件下比较Alcalase碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶、胰蛋白酶、2709碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、Nuetrase中性蛋白酶六种常用蛋白酶酶解芝麻饼粕蛋白制备芝麻多肽的能力,并分析多肽的ACE抑制活性。研究发现:在相同底物浓度和加酶量条件下,Alcalase水解产生的芝麻多肽产率最高且水解度也较高。且由Alcalase碱性蛋白酶酶解所产生多肽的ACE抑制活性最强,2.5 mg/mL的多肽溶液的ACE抑制率为(67.42±1.75)%。 使用自制磁性壳聚糖微球载体固定化Alcalase碱性蛋白酶,考察给酶量、pH、戊二醛浓度以及交联时间对固定化Alcalase碱性蛋白酶酶活和酶活回收率的影响,并研究该固定化酶的酶学性质和微观结构。结果表明制备磁性壳聚糖微球固定化Alcalase碱性蛋白酶的最佳条件:给酶量112000 u/g载体,pH8.5,戊二醛浓度8%,交联时间11h,在此条件下酶活达最高86779 u/g,酶活回收率达77.48%。该固定酶和游离酶的最适pH分别为11和10.5,最适温度皆为60℃,且酶经固定后pH和温度稳定性都明显高于游离酶;重复使用固定酶5次后酶活保持80.89%;比较固定酶和游离酶米氏常数可知,固定酶具有更强的底物亲和力;透射电镜显示Fe3O4磁核和磁性壳聚糖微球皆为表面光滑球形的纳米级粒子,高比表面积能提供更多酶结合位点;通过红外光谱分析正明Fe3O4已被壳聚糖包埋,经振动样品磁强计检测后发现,本实验所制得固定化酶具有良好磁响应性。 使用磁性壳聚糖微球固定化Alcalase碱性蛋白酶酶解芝麻饼粕蛋白,通过单因素试验及响应面优化实验,利用Design-Expert8.05软件对实验数据进行分析拟合后得到有效数学模型,并通过计算得到最佳工艺条件:加酶量7105.03 u/g蛋白、温度59℃、pH10.96、酶解时间4.3 h,此时短肽生成率和ACE抑制率分别为86.35%和65.5%。 最后通过超滤和葡聚糖G-15凝胶层析对制得的ACE抑制肽进行进一步纯化。通过5KD超滤膜超滤后短肽含量达73.85%,较超滤前略有提高。采用葡聚糖G-15凝胶层析脱盐后,回收后各组分IC50值较纯化前有明显降低,其中组分Ⅱ IC50值最低(1.624 mg/mL),表明该组分ACE抑制活性最高。经过凝胶层析后,短肽含量比脱盐前明显提高,各组分脱盐率皆在80%以上,短肽回收率为63.85%。以上结果表明:采用超滤和G-15层析的初步分离芝麻蛋白水解物具有较好分离效果。