瘤背石磺肌肉胶原蛋白提取工艺优化、结构特征及其抗氧化活性研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:lsylianyangdeyu
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瘤背石磺属于亚热带一种较为重要的具有高营养和药用价值的软体动物,属腹足纲贝类,一般常见于潮间带高潮区滩涂的芦苇草里,以泥滩里的有机质和单胞藻类为食。研究表明瘤背石磺营养价值极高,其含有多种人体必需氨基酸,符合蛋白质必需氨基酸评价标准,以及丰富的钙、磷、铁、锌、铜等人体所需离子,是一种高蛋白低脂肪的食物,也是减肥最佳选择,具有食用和保健作用。一些沿海地区的居民常用石磺治疗哮喘、消除脚气、消化不良等常见疾病,因此,作为常作为滋补品及海产珍品,深受群众喜爱。当前国内外关于瘤背石磺的报道主要有分类、生态繁殖、神经生理、胚胎生长、营养成分分析等方面,在活性物质上的研究主要集中在多糖、多肽,未对瘤背石磺肌肉胶原蛋白有过报道。因此,从充分利用石磺资源的角度出发,结合瘤背石磺蛋白的研究现状,本研究以瘤背石磺肌肉为原材料,用胃蛋白酶酶解法在酸性条件下提取胶原蛋白,以正交实验设计方法,得出瘤背石磺肌肉胶原蛋白最佳提取条件。采用SDS-PAGE、红外扫描、氨基酸组成分析等方法综合评价了瘤背石磺肌肉胶原蛋白的氨基酸构成特点及结构特征。瘤背石磺肌肉胶原蛋白对DPPH自由基、羟基(OH-)自由基的清除能力以及对Fe2+的螯合能力为分析指标,分析其抗氧化活性。为胶原蛋白新来源开发提供数据支持,也为瘤背石磺活性物质的进一步开发利用奠定基础,同时初步验证民间传说的瘤背石磺保健功能。主要研究结果如下:1、羟脯胺酸(碱水法)试剂盒测得瘤背石磺肌肉胶原蛋白冷冻干燥样品含量约为39.01%。先通过单因素试验,分析不同酶解温度、酶添加量、酶解时长对胶原蛋白提取的影响,最终确定提取的最佳酶解温度、最佳酶添加量、最佳酶解时长的范围,结果显示在其余两个条件相同的情况下酶解温度、酶添加量、酶解时长分别为25℃、4 mg/ml、24 h时,胶原蛋白提取率最大。在此基础上通过正交实验筛选确定提取率最高的实验组,最终结果显示当温度为35℃,酶添加量8 mg/ml,酶解24 h,提取率最大,达73.09%。2、通过SDS-PAGE凝胶图谱分析该胶原蛋白由3条多肽链(α1、α2、α3)组成,这3条多肽链构成了胶原蛋白的三螺旋结构。通过凝胶图谱显示α1链分子质量在约为100 KDa之间、α2链分子质量约为70 KDa,α3链分子质量在4050 KDa之间,所得胶原蛋白不含杂带,纯度很高,与Ⅰ型胶原蛋白凝胶电泳图分布结果相似。红外扫描图谱显示瘤背胶原蛋白有三个特征吸收峰,分别为波数1659cm-1的酰胺Ⅰ带、1549cm-1的酰胺Ⅱ带、1237和1452 cm-1酰胺III带,特征吸收峰符合胶原蛋白吸收峰,表明制备所得蛋白为胶原蛋白,且有完整的三螺旋结构,对组织和器官起到保护、隔离、支撑的用处。通过氨基酸组成分析可知瘤背石磺肌肉胶原蛋白氨基酸序列中甘氨酸(Gly)含量最高,其次为特征氨基酸脯氨酸(Pro),仅次于Gly,半胱氨酸(Met)和赖氨酸(Lys)含量较少,没有检测到组氨酸(His),与Ⅰ型胶原蛋白氨基酸组成特征相似。分析表明瘤背石磺肌肉胶原蛋白属于Ⅰ型胶原蛋白,且结构稳定。3、以瘤背石磺肌肉胶原蛋白对DPPH自由基清除能力、OH-基清除能力以及Fe2+螯合力为指标,综合分析瘤背石磺肌肉胶原蛋白抗氧化活性。实验数据表明,其对OH-的清除能力最强,达到83.97%;其次是DPPH离子清除能力,为81.56%,略低于其对OH-基的清除能力;亚铁离子螯合能力较弱为51.55%,结果证明瘤背石磺肌肉胶原蛋白具有较强的抗氧化活性。
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