酶法制备苦瓜总皂苷和多肽及多肽稳定性保护的研究

作     者：杨志凯 

作者单位：安徽农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杜先锋

授予年度：2019年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：苦瓜 总皂苷 多肽 体外降糖 抗氧化 包埋 表征 

摘      要：苦瓜是一种药食俱佳的天然植物,其降血糖功能显著。利用生物酶技术制备了苦瓜中皂苷和多肽,对于苦瓜资源的开发和利用具有重要意义。但由于多肽稳定性差,极易受胃酸、消化酶的破坏而失去活性。使其在食品领域的应用受到了很大的限制。本文实验材料为新鲜苦瓜。以苦瓜果肉为实验材料,酶法制备了苦瓜速溶粉,以总皂苷含量为指标对其制备工艺进行了优化,并对其体外降糖活性进行了研究。以苦瓜籽为实验材料,采用酶解法制备苦瓜多肽,以水解度(DH)和α-葡萄糖苷酶抑制率为指标优化了制备工艺。利用超滤系统和凝胶色谱层析法对苦瓜多肽进行分离纯化。利用壳聚糖盐酸盐(CHC)和羧甲基纤维素钠(CMC)为壁材对纯化后的活性多肽进行包埋,以包埋率为指标进行响应面优化,并通过红外光谱、X-射线衍射、DSC、扫描电镜和体外释放对CHC/CMC苦瓜多肽复合物的性能进行表征。最后,以苦瓜速溶粉和CHC/CMC苦瓜多肽复合物为主要原料,通过添加辅料,采用摇摆造粒法制备了一种苦瓜固体饮料。主要研究内容如下:1.酶法制备苦瓜速溶粉工艺的研究。主要研究影响制备苦瓜速溶粉的主要因素,包括果胶酶添加量、pH值、酶解时间及酶解温度。在单因素的基础上,通过响应面法以苦瓜总皂苷含量为响应值进行优化工艺参数。结果显示,在酶添加量为0.06%,pH值4.0,酶解时间83 min,酶解温度53℃时,苦瓜速溶粉中总皂苷含量为12.28 mg/g。2.苦瓜速溶粉特性的研究。通过GC-MS对苦瓜速溶粉的挥发性成分进行了分析,共检测出27种风味物质,其中醇类和醛类物质的相对百分含量分别占26.44%和35.65%。苦瓜速溶粉的风味物质主要来自醇类和醛类。游离氨基酸的检测结果显示,酶法制备的苦瓜速溶粉与苦瓜原粉的游离氨基酸总含量相当。体外抗氧化的实验结果显示,与抗坏血酸相比酶法制备苦瓜速溶粉显示了良好的抗氧化性能。体外降糖实验结果显示,与阿卡波糖相比,酶法制备苦瓜速溶粉对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶产生了较强的抑制作用。3.苦瓜多肽制备和超滤工艺的研究。主要研究影响制备苦瓜多肽的主要因素,包括木瓜蛋白酶添加量、底物浓度及酶解时间。在单因素的基础上,以水解度(DH)和α-葡萄糖苷酶抑制率为指标进行正交优化。结果显示,酶法制备苦瓜多肽的最佳制备工艺条件为:酶添加量8000 u/g、酶解时间4 h,底物浓度10%。此时,苦瓜籽蛋白的水解度为12.98%,α-葡萄糖苷酶抑制率为42.35%。酶解产物利用超滤产物进行分离分级,结果显示,分子量小于3 kDa的酶解产物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性最高。采用离子凝胶色谱进一步分离纯化分子量小于3 kDa的酶解产物,结果表明,纯化后的苦瓜多肽对α-葡萄糖苷酶显示了较强的抑制作用,且分子量越小抑制活性就越强。***/CMC苦瓜多肽复合物制备及其参数的研究。利用壳聚糖盐酸盐(CHC)和羧甲基纤维素钠(CMC)对纯化的苦瓜多肽进行包埋处理。主要探究影响制备复合物的主要因素,包括CHC浓度、CMC浓度及包埋时间,在单因素的基础上,以包埋率为响应值通过响应面法优化了制备工艺。结果表明,在CHC浓度为5.35 mg/mL,CMC浓度为1.60 mg/mL,包埋时间为33 min时,包埋率为69.98%。***/CMC苦瓜多肽复合物性能的研究。傅里叶红外光谱的研究结果显示,CHC/CMC苦瓜多肽复合物主要通过离子交联作用和一些非共价键作用形成的。X-射线衍射的结果表明,苦瓜多肽不具有结晶结构,形成复合物后通过离子交联作用使的峰值位置发生了偏移。扫描电镜的结果显示,与CHC/CMC空载相比,CHC/CMC苦瓜多肽复合物形成了一种新的物相。DSC的研究结果表明,CHC/CMC苦瓜多肽复合物显示了良好的热稳定性。体外释放的研究结果表明,在模拟的胃肠液环境中,CHC/CMC苦瓜多肽复合物显示出了良好的多肽缓慢释放效果。短期贮藏试验的结果显示,与苦瓜多肽原样相比,CHC/CMC苦瓜多肽复合物的生物活性得到有效保护。6.一种苦瓜固体饮料的研究。以苦瓜速溶粉和CHC/CMC苦瓜多肽复合物为主要原料,通过添加辅料制备了苦瓜固体饮料。感官试验的研究结果显示,固体饮料具有苦瓜特有风味。