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铁是人体必需的微量元素,缺铁易产生各种疾病。食源性肽-亚铁螯合物因其吸收利用率较高、性质稳定和无毒副作用等优点而被广泛研究,是一种较理想的补铁剂。小米糠中蛋白质含量为4%~10%,营养价值较高,具有低过敏性、抗氧化、降血压的优点,有较大的开发利用价值,但是目前小米糠主要被用作饲料,造成资源的浪费。本研究以小米糠为原料,提取小米糠各组分蛋白,从亚铁螯合率最高的组分蛋白中分离、纯化和鉴定出多肽,制备多肽-亚铁螯合物,优化其制备工艺,探讨其螯合位点与稳定性,具体实验内容与结果如下:(1)小米糠组分蛋白的筛选。从小米糠中提取组分蛋白,并对各组分蛋白的Fe2+螯合率和抗氧化能力进行测定。结果表明,其中小米糠球蛋白的Fe2+螯合率最高,为43.2%±2.0%,且具有一定的抗氧化能力,其中对羟基自由基(·OH)的清除率为2.73%±2.3%,对超氧根离子自由基的清除率为2.41%±0.5%,对2,2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS+)清除率为14.6%±1.1%,还原力能力为0.158±0.05。(2)小米糠球蛋白酶解工艺的优化。以小米糠球蛋白的水解度(Degree of hydrolysis,DH)和Fe2+螯合能力为评价指标,分别用5种酶:碱性蛋白酶、风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、复合酶I(碱性蛋白酶:风味蛋白酶=1:1)、复合酶II(碱性蛋白酶:风味蛋白酶:木瓜蛋白酶=1:1:1)酶解小米糠球蛋白,选择最佳用酶。结果显示,复合酶II是制备小米糠多肽-亚铁螯合物的最佳蛋白酶,其水解度为10.77%±0.22%、螯合率为51.48%±0.77%。在此基础上以水解度和螯合率为评价指标,采用响应面试验设计优化小米糠球蛋白酶解物的制备工艺,建立的响应面回归方程为:DH=0.053–0.017A+0.026B–0.015C+0.010D+0.024AB–0.057AC–(2.564E–003)AD–(3.205E–003)BC+(4.060E–003)BD–0.031CD+0.034A~2–(5.288E–003)B~2+0.030 C~2–0.030D~2。螯合率=40.32+1.04A+1.73B+1.22C–1.67D–1.28AB+0.046AC–(6.393E–003)AD+2.43BC+1.36BD–6.39CD–16.75A~2–8.67B~2–8.12C~2–6.58D~2。其中,A表示p H、B表示温度、C表示时间、D表示酶用量。所得到的最佳工艺条件为:p H 7.83、温度51.6℃、酶用量8.17%、时间5.9 h,预测水解度和螯合率分别为14.04%、40.15%,验证实验所测得的水解度和螯合率分别为13.95%、38.69%,与预测值较为吻合。(3)小米糠球蛋白多肽的分离纯化与序列鉴定。采用葡聚糖凝胶色谱(Sephadex G-25)分离纯化在上述最佳工艺条件下得到的小米糠球蛋白酶解产物(MBGH),结果分离出A、B、C三个组分,分别测定其螯合率,结果显示第二个组分(MBGH-B)的螯合率最高(98.12%);利用葡聚糖凝胶色谱(Sephadex G-15)对MBGH-B进行进一步分离纯化,分离出MBGH-B1和MBGH-B2,分别对其进行螯合率测定,结果显示MBGH-B2的螯合率最高(91.72%)。采用超高效液相和电喷雾电离质谱(Electrospray ionization mass spectrometry,ESI-MS/MS)对MBGH-B2进行多肽序列鉴定,表明MBGH-B2中含2条寡肽,分别为Pro-Leu-Leu-Lys和Val-Ala-Val-Leu。(4)小米糠多肽-亚铁螯合物的工艺优化及结构表征。以螯合率为指标,利用分离纯化出的MBGH-B2与亚铁离子进行螯合,采用单因素和响应面优化制备工艺,建立的响应面回归方程为:螯合率Y=0.85+0.34X1+0.097X2–0.022X3+0.17X4–0.051X1X2–(9.106E–003)X1X3–0.015X1X4+0.016X2X3–0.017X2X4+0.026X3X4–0.25X1~2–0.036X2~2–0.093X3~2–0.11X4~2,其中X1代表p H、X2代表时间、X3代表温度、X4代表质量比。优化后的最佳参数为:p H值为7.67、反应温度为28.66℃、反应时间为28.78 min、多肽与亚铁质量比为433:1,预测螯合率达到100%,实际所测得的螯合率为97.06%,与预测值较为吻合。通过紫外光谱、傅里叶红外光谱、差示量热扫描(Differential scanning calorimeter,DSC)和X-射线衍射(Diffraction of x-rays,XRD)等技术多角度对小米糠多肽-亚铁螯合物进行结构表征。其中紫外光谱和傅里叶红外光谱分析表明,多肽的氨基与羧基均与亚铁离子进行了螯合;扫描电镜结果显示,多肽与亚铁螯合后表面微观结构和结晶程度均发生改变;XRD表明多肽与亚铁螯合后的晶体结构发生改变;DSC表明多肽-亚铁螯合物比多肽具有更高的热稳定性。(5)研究不同巴氏杀菌、p H和常见食品辅料(盐、糖)对小米糠多肽-亚铁螯合物稳定性与抗氧化的影响,并模拟胃肠消化探究小米糠多肽-亚铁螯合物的稳定性。结果表明,小米糠多肽-亚铁螯合物在100℃下加热不同时间均可保持较好的稳定性与抗氧化能力;多肽-亚铁螯合物在不同巴氏杀菌处理下,其稳定性较好,但在63℃、69℃、72℃、75℃、80℃下其抗氧化能力显著降低。同时,多肽-亚铁螯合物在不同p H条件(p H 4.0~p H 10.0)下均有较好的稳定性与抗氧化能力;较高浓度的葡萄糖对其稳定性与抗氧化能力无显著影响,而Na Cl导致其抗氧化能力明显降低,对稳定性的影响较小。此外,体外模拟胃肠道消化结果表明,多肽-亚铁螯合物比Fe SO4、乳酸亚铁的稳定性更高。