紫菜活性多肽制备工艺研究
目 录
1 引言 1
1.1 活性多肽 1
1.2 蛋白质的溶解和提取 2
1.3 蛋白质的含量测定方法 3
1.4 活性多肽的制备 4
1.5本实验的探究背景及意义 5
2 实验材料与方法 6
2.1 材料 6
2.2 试剂与仪器 6
2.3 实验方法 7
3 结果与讨论 9
3.1 细胞破碎工艺研究 9
3.2 蛋白质酶解工艺研究 12
3.3 确定最佳制备方案及验证 15
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 引言
近年来由于人类活动特别是过度采集的影响以及自然海况与环境的变化，导致海岛、礁岩周边海域生物多样性降低，自然资源急剧减少。紫菜是生长在沿海潮间带的重要经济红藻[1]，其独特的生物学特性在海藻研究领域中倍受关注。紫菜呈叶状体，由包埋于薄层胶质中的一层细胞所组成，藻体紫褐、紫红、黄褐或褐绿色，由单层或双层细胞构成，呈膜状、圆形或长形[2]。全世界约有紫菜134种左右。紫菜主要来自人工养殖，其中坛紫菜、条斑紫菜和甘紫菜是主要的养殖种类。
紫菜的食用和药用在我国有悠久的历史，早在1400多年前的《齐民要术》中就已提到，《本草纲目》中曾详细描述了紫菜的形态和采集方法，指出：凡瘿结积块之疾，宜常食紫菜[3]。
现代研究表明，紫菜含丰富的碘、钙、磷、铁元素，蛋白质，以及多种维生素成分，有降血压、降血脂，维持人体营养平衡和保障儿童智力发育等多种功效，是不可多得的天然营养保健食品。其中，坛紫菜含有比其他紫菜更多的琼胶，琼胶对脑膜炎病毒、B 型流感病毒及流行性腮腺炎病毒都有不同程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
度的抑制作用。坛紫菜中所含的紫菜多肽、多糖具有降血脂、降血糖、抗凝血、抗血栓形成、免疫调节、抗突变、抗肿瘤、抗衰老、改善肠道菌群及肠道微环境等多种生物学功能[4]。
1.1 活性多肽
肽是两个或两个以上的氨基酸以肽键相连的化合物。一个氨基酸不能称为肽，也不能合成肽，必须是两个或两个以上氨基酸以肽键相连的化合物。科学研究发现生物体内存在多种具有生理活性的多肽物质，它们具有不同的结构和功能活性。人体摄入的蛋白质经酶水解后，主要以肽的形式被消化吸收。几乎所有细胞都受多肽调节，它具有调节机体生理功能和为机体提供营养的双重功效。人们已从包括人、植物、动物在内的各种生物体中分离出各类活性多肽，并且对多肽的性质、制备方法、分离纯化方法、鉴定技术、功能活性及应用等方面进行了大量的研究，并取得了一定的成效。
近年来，多肽在生物体内的生理功能受到越来越多的重视。大量研究结果表明，蛋白质由于其分子量大，结构复杂，摄入人体后不易被消化吸收，从而影响了其生理功能和营养价值的有效发挥。蛋白质的酶解过程可释放出许多肽，多肽是比蛋白质结构简单，分子量小，由2~16个氨基酸通过肽键连接的一类化合物，按氨基酸组成数目可人为分为短肽(2~5个氨基酸)，多肽(6~16个氨基酸)[5]。多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。科学发现，几乎所有细胞都受多肽调节，如:细胞分化、神经激素递质调节、免疫调节等均与活性多肽密切相关，它具有调节机体生理功能和为机体提供营养的双重功效。由于多肽具有调节植物神经系统、活化细胞免疫机能、改善心血管功能和抗衰老等生理活性，这为开发肽药物、肽类保健食品提供了理论依据。可见，进行多肽的研究和开发有着十分重要的研究意义和应用前景。另外，蛋白质多肽作为天然抗氧化剂来替代合成抗氧化是近几年来的主要的研究热点之一，生物活性肽是天然蛋白中由2～10个氨基酸组的寡肽，当用适宜的蛋白酶水解时，这些多肽片断就会释放出来发挥多种生物活性作用，如降血压、促进生长、抗凝血、抗氧化、增强免疫力等[6]。最近的研究表明，一些水产生物蛋白的降解产物可以清除体内重金属和促进过氧化氢的分解，因而可以降低氧化速率和减少脂肪过氧化氢含量，起到抗衰老的作用。国内外学者已经从植物或者动物蛋白水解物中分离获得了不同的具有抗氧化多肽活性物质，如: 鱼肌肉[7]、鱼皮[8]、鱼骨蛋白肽[9]、大豆多肽[10]、鹰嘴豆蛋白肽[11]、乳蛋白肽[12]等。
1.2 蛋白质的溶解和提取
1.2.1 溶解
由于肽源于蛋白，故应先使带有活性肽的蛋白质溶解。进行细胞破碎和固液分离是必要的，这是全过程的第1步，也是肽分离纯化阶段的重要环节，它直接影响产物的回收率，也可能影响产物的纯度。
匀浆：匀浆是机体组织破碎常用方法之一。它的工作原理是通过固体剪切力破碎组织和细胞，释放蛋白质或肽类进入溶液。匀浆器有刀片式组织破碎匀浆器、内切式组织匀浆器、玻璃匀浆器和用于规模生产的压匀浆器 4 种。
超声波破碎：输入高能超声波破碎肽组织，其工作机理是强声作用于溶液时产生气泡，气泡长大和破碎出现空化现象。空化现象引起的冲击波和剪切力使肽细胞裂解。超声波破碎在处理少量样品时，操作简便，液量损失少，适于实验应用。
酶解：酶解就是利用生物酶将细胞壁和细胞膜消化溶解。使用此法时须根据样品细胞结构和化学组成选择适当的酶或酶系。要注意控制温度、酸碱度和酶用量。近年来，酶解法已广泛用于实验和生产。用酶法制备乳清蛋白多肽，用酶法制备大豆蛋白多肽。其他常用的酶解方法还有球磨法、低渗裂解法和冻融裂解法等。
1.2.2 提取
提取是在分离纯化之前将经过预处理或破碎的细胞置于溶剂中，使被分离的生物大分子充分释放到溶剂中，并尽可能保持原来的天然状态，不丢失生物活性的过程。这一过程是将目的产物与细胞中其他化合物和生物大分子分离，即由固相转入液相， 或从细胞内的生理状况转入外界特定的水溶液中。
水溶液提取：蛋白抽提或肽类提取一般以水溶液为主，稀盐溶液和缓冲液对蛋白质或肽类的稳定性好，溶解度大，这是提取蛋白质或肽类的最常用的溶剂。用水溶液提取蛋白质或肽类时应注意盐溶变化、pH值和温度等对提取蛋白或肽类的影响，必要时控制这些因素，以减少杂蛋白或肽类对被提物的干扰。
有机溶剂提取：一些与脂类结合较牢固、分子中非极性侧链较多的蛋白质或多肽，难溶于水、稀盐、稀酸或稀碱中，常需用不同比例的有机溶剂提取。常用的有机溶剂有已醇、丙酮、异丙醇和正丁酮等。这些溶剂可以与水互溶或部分互溶，同时它们有亲水性和亲脂性，因此常用来提取含有非极性侧链较多的蛋白质或肽类。
1.3 蛋白质的含量测定方法
1.3.1 凯氏定氮法
蛋白质是含氮的有机化合物。凯氏定氮法就是根据这一特点来实现对蛋白质的含量测定的。将样品与浓硫酸、催化剂一同加热，经消化反应有机氮都转变成无机铵盐 ，然后在碱性 条件下将铵盐转化为氨。借蒸汽将氨蒸至酸液中，用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液进行滴定。根据酸的消耗量乘以换算系数，即为蛋白质含量。凯氏定氮法测定的是样品中含氮量。
1 引言 1
1.1 活性多肽 1
1.2 蛋白质的溶解和提取 2
1.3 蛋白质的含量测定方法 3
1.4 活性多肽的制备 4
1.5本实验的探究背景及意义 5
2 实验材料与方法 6
2.1 材料 6
2.2 试剂与仪器 6
2.3 实验方法 7
3 结果与讨论 9
3.1 细胞破碎工艺研究 9
3.2 蛋白质酶解工艺研究 12
3.3 确定最佳制备方案及验证 15
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 引言
近年来由于人类活动特别是过度采集的影响以及自然海况与环境的变化，导致海岛、礁岩周边海域生物多样性降低，自然资源急剧减少。紫菜是生长在沿海潮间带的重要经济红藻[1]，其独特的生物学特性在海藻研究领域中倍受关注。紫菜呈叶状体，由包埋于薄层胶质中的一层细胞所组成，藻体紫褐、紫红、黄褐或褐绿色，由单层或双层细胞构成，呈膜状、圆形或长形[2]。全世界约有紫菜134种左右。紫菜主要来自人工养殖，其中坛紫菜、条斑紫菜和甘紫菜是主要的养殖种类。
紫菜的食用和药用在我国有悠久的历史，早在1400多年前的《齐民要术》中就已提到，《本草纲目》中曾详细描述了紫菜的形态和采集方法，指出：凡瘿结积块之疾，宜常食紫菜[3]。
现代研究表明，紫菜含丰富的碘、钙、磷、铁元素，蛋白质，以及多种维生素成分，有降血压、降血脂，维持人体营养平衡和保障儿童智力发育等多种功效，是不可多得的天然营养保健食品。其中，坛紫菜含有比其他紫菜更多的琼胶，琼胶对脑膜炎病毒、B 型流感病毒及流行性腮腺炎病毒都有不同程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
度的抑制作用。坛紫菜中所含的紫菜多肽、多糖具有降血脂、降血糖、抗凝血、抗血栓形成、免疫调节、抗突变、抗肿瘤、抗衰老、改善肠道菌群及肠道微环境等多种生物学功能[4]。
1.1 活性多肽
肽是两个或两个以上的氨基酸以肽键相连的化合物。一个氨基酸不能称为肽，也不能合成肽，必须是两个或两个以上氨基酸以肽键相连的化合物。科学研究发现生物体内存在多种具有生理活性的多肽物质，它们具有不同的结构和功能活性。人体摄入的蛋白质经酶水解后，主要以肽的形式被消化吸收。几乎所有细胞都受多肽调节，它具有调节机体生理功能和为机体提供营养的双重功效。人们已从包括人、植物、动物在内的各种生物体中分离出各类活性多肽，并且对多肽的性质、制备方法、分离纯化方法、鉴定技术、功能活性及应用等方面进行了大量的研究，并取得了一定的成效。
近年来，多肽在生物体内的生理功能受到越来越多的重视。大量研究结果表明，蛋白质由于其分子量大，结构复杂，摄入人体后不易被消化吸收，从而影响了其生理功能和营养价值的有效发挥。蛋白质的酶解过程可释放出许多肽，多肽是比蛋白质结构简单，分子量小，由2~16个氨基酸通过肽键连接的一类化合物，按氨基酸组成数目可人为分为短肽(2~5个氨基酸)，多肽(6~16个氨基酸)[5]。多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。科学发现，几乎所有细胞都受多肽调节，如:细胞分化、神经激素递质调节、免疫调节等均与活性多肽密切相关，它具有调节机体生理功能和为机体提供营养的双重功效。由于多肽具有调节植物神经系统、活化细胞免疫机能、改善心血管功能和抗衰老等生理活性，这为开发肽药物、肽类保健食品提供了理论依据。可见，进行多肽的研究和开发有着十分重要的研究意义和应用前景。另外，蛋白质多肽作为天然抗氧化剂来替代合成抗氧化是近几年来的主要的研究热点之一，生物活性肽是天然蛋白中由2～10个氨基酸组的寡肽，当用适宜的蛋白酶水解时，这些多肽片断就会释放出来发挥多种生物活性作用，如降血压、促进生长、抗凝血、抗氧化、增强免疫力等[6]。最近的研究表明，一些水产生物蛋白的降解产物可以清除体内重金属和促进过氧化氢的分解，因而可以降低氧化速率和减少脂肪过氧化氢含量，起到抗衰老的作用。国内外学者已经从植物或者动物蛋白水解物中分离获得了不同的具有抗氧化多肽活性物质，如: 鱼肌肉[7]、鱼皮[8]、鱼骨蛋白肽[9]、大豆多肽[10]、鹰嘴豆蛋白肽[11]、乳蛋白肽[12]等。
1.2 蛋白质的溶解和提取
1.2.1 溶解
由于肽源于蛋白，故应先使带有活性肽的蛋白质溶解。进行细胞破碎和固液分离是必要的，这是全过程的第1步，也是肽分离纯化阶段的重要环节，它直接影响产物的回收率，也可能影响产物的纯度。
匀浆：匀浆是机体组织破碎常用方法之一。它的工作原理是通过固体剪切力破碎组织和细胞，释放蛋白质或肽类进入溶液。匀浆器有刀片式组织破碎匀浆器、内切式组织匀浆器、玻璃匀浆器和用于规模生产的压匀浆器 4 种。
超声波破碎：输入高能超声波破碎肽组织，其工作机理是强声作用于溶液时产生气泡，气泡长大和破碎出现空化现象。空化现象引起的冲击波和剪切力使肽细胞裂解。超声波破碎在处理少量样品时，操作简便，液量损失少，适于实验应用。
酶解：酶解就是利用生物酶将细胞壁和细胞膜消化溶解。使用此法时须根据样品细胞结构和化学组成选择适当的酶或酶系。要注意控制温度、酸碱度和酶用量。近年来，酶解法已广泛用于实验和生产。用酶法制备乳清蛋白多肽，用酶法制备大豆蛋白多肽。其他常用的酶解方法还有球磨法、低渗裂解法和冻融裂解法等。
1.2.2 提取
提取是在分离纯化之前将经过预处理或破碎的细胞置于溶剂中，使被分离的生物大分子充分释放到溶剂中，并尽可能保持原来的天然状态，不丢失生物活性的过程。这一过程是将目的产物与细胞中其他化合物和生物大分子分离，即由固相转入液相， 或从细胞内的生理状况转入外界特定的水溶液中。
水溶液提取：蛋白抽提或肽类提取一般以水溶液为主，稀盐溶液和缓冲液对蛋白质或肽类的稳定性好，溶解度大，这是提取蛋白质或肽类的最常用的溶剂。用水溶液提取蛋白质或肽类时应注意盐溶变化、pH值和温度等对提取蛋白或肽类的影响，必要时控制这些因素，以减少杂蛋白或肽类对被提物的干扰。
有机溶剂提取：一些与脂类结合较牢固、分子中非极性侧链较多的蛋白质或多肽，难溶于水、稀盐、稀酸或稀碱中，常需用不同比例的有机溶剂提取。常用的有机溶剂有已醇、丙酮、异丙醇和正丁酮等。这些溶剂可以与水互溶或部分互溶，同时它们有亲水性和亲脂性，因此常用来提取含有非极性侧链较多的蛋白质或肽类。
1.3 蛋白质的含量测定方法
1.3.1 凯氏定氮法
蛋白质是含氮的有机化合物。凯氏定氮法就是根据这一特点来实现对蛋白质的含量测定的。将样品与浓硫酸、催化剂一同加热，经消化反应有机氮
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/yxlw/zygc/1476.html
