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刺参ACE抑制肽制备及降压功效分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-20
核心提示:由高血压所引起的心血管疾病发病率在我国仍居高不下,高血压患者常伴有以下并发症:脑出血、冠心病、脑梗塞等。研究发现,血管紧张素转化酶(ACE)是调节血压的关键性蛋白酶。
   由高血压所引起的心血管疾病发病率在我国仍居高不下,高血压患者常伴有以下并发症:脑出血、冠心病、脑梗塞等。研究发现,血管紧张素转化酶(ACE)是调节血压的关键性蛋白酶。刺参肽是指以新鲜的刺参为原料,经过蛋白酶酶解,分离得到的具有一定功能特性的生物活性物质。研究发现,刺参蛋白肽具有良好的抗氧化活性,能够明显升高大鼠血清高密度脂蛋白含量并降低血清甘油三酯的水平,可以降低运动后小鼠的血尿素氮含量,提高其肝糖原含量,且抗疲劳功效随灌胃量的提高而增强。除此之外,它还具有抗肿瘤、促进生殖细胞形成等生物活性。
 
  集美大学食品与生物工程学院的华鑫、孙乐常、万楚君等人利用复合蛋白酶对刺参体壁进行酶解,并结合膜超滤技术对酶解产物进行分离,以期获得高活性、低分子质量ACE抑制肽,旨在为刺参的深加工提供理论参考。
 
  1、 蛋白酶的筛选
 
  以刺参体壁作为酶解原料,分别用复合蛋白酶、风味蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶和木瓜蛋白酶对原料进行酶解,以N-三(羟甲基)甲基甘氨酸十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(Tricine SDSPAGE)分析及酶解产物ACE抑制活性为考察指标,筛选出最佳蛋白酶。风味蛋白酶和复合蛋白酶酶解产物的泳道下方未发现明显的电泳条带。说明风味蛋白酶和复合蛋白酶可以将刺参体壁降解成分子质量更小的多肽,其中,复合蛋白酶酶解产物具有较高的ACE抑制活性,抑制率为76.2%。因此,选用复合蛋白酶进行后续的酶解实验。
 
  2、 复合蛋白酶单因素试验结果
 
  随着溶剂用量的增加,酶解产物ACE抑制率逐渐增大,当料液比为1∶6时酶解液活性最高,故选择料液比为1∶6。随着加酶量的增大,酶解液ACE抑制率呈现先升高后逐渐平缓的趋势,当加酶量为0.8%时,酶解产物ACE抑制率为74.7%,继续增大加酶量,酶解产物对ACE抑制活性没有明显增加,因此选择0.8%作为最适加酶量。同时,综合考虑ACE抑制活性和生产成本,最佳酶解时间6 h,pH 7.0。
 
  3、 ACE抑制肽的分离及活性分析
 
  当ACE抑制肽质量浓度为0~1.5 mg/mL时,ACE抑制活性持续上升,抑制率接近60%。当质量浓度大于1.5 mg/mL时,随着ACE抑制肽质量浓度的增加,ACE抑制率仍有上升,但增加幅度逐渐趋于平缓。经计算,刺参ACE抑制肽的IC50为1.3 mg/mL。
 
  4、 刺参ACE抑制肽的稳定性分析
 
  刺参多肽具有较好的热稳定性,其ACE抑制活性不随温度的升高而发生降低;刺参多肽同样具有较强的pH值稳定性,经酸碱处理并没有对其抑制活性产生明显影响,这与已报道的墨鱼ACE抑制肽的热稳定性、pH值稳定性基本一致。由于小分子肽段在高温、酸性和碱性条件下不易发生肽链的断裂,复合蛋白酶可以将刺参体壁降解成小分子多肽,因此在高温、酸性和碱性条件下刺参ACE抑制肽仍具有较强的ACE抑制活性。
 
  5、 刺参ACE抑制肽对SHR血压的影响
 
  灌胃前SHR的平均血压为(189±0.83)mm Hg,灌胃后24 h内对照组大鼠血压无显着变化。刺参ACE抑制肽实验组SHR在灌胃后,血压均有所降低,且降幅随着灌胃量的增加而增大。其中100 mg/kg实验组的大鼠血压降幅不明显,而300 mg/kg实验组对SHR表现出良好的降压效果,灌胃后2 h,SHR的血压显着降低,在给药后4 h 收缩压降幅达到最高,为26 mm Hg,尽管与阳性对照卡托普利(10 mg/kg)的35 mm Hg存在一定的差距,但刺参肽是食源性ACE抑制肽,具有降压效果温和、安全性高、无药物副作用等优点。给药4 h后刺参ACE抑制肽实验组及卡托普利组大鼠血压逐渐回升,24 h后各组大鼠血压与空白组无显着差异(P<0.05)。
 
  结 论
 
  利用复合蛋白酶对刺参体壁进行酶解, 通过单因素法优化获得酶解的最佳工艺参数为:料液比1∶6(g/mL)、加酶量0.8%、酶解时间6 h、pH 7.0。酶解产物经膜超滤,分子质量小于3 kDa的组分具有较高ACE抑制活性,IC50为0.8 mg/mL,对ACE表现为非竞争性抑制。此外,刺参ACE抑制肽不仅具有较好的热稳定性和pH值稳定性,同时具有较强的抵抗胃肠道蛋白酶消化的能力。口服刺参ACE抑制肽能够显着性降低SHR血压,说明其在机体内具有良好的降压功效,具有潜在的开发价值和应用前景。
 
 
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