CN107858388A - 一种利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,将益生乳杆菌接入益生乳杆菌增菌培养基中恒温培养后离心,收集菌体沉淀得益生乳杆菌菌泥;向益生乳杆菌菌泥中添加磷酸缓冲液,保温离心得胞壁蛋白酶的酶液,向脱脂后鲜羊奶中加入益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉和CaCl2酶解,离心将上清液通过截断分子量为2000Da的中空纤维膜,收集透过液并将其经Bio‑gel P2分离,收集主峰经冷冻干燥获得羊乳降压肽。本发明以羊乳为原料,GRAS微生物——益生乳杆菌的胞壁蛋白酶为生物催化剂,将羊乳中的蛋白质水解成具有降血压活性的寡肽,其可用于辅助降血压食品和保健食品的开发,与化学合成降压药相比,羊乳源降压肽具有天然、安全、无副作用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种降压肽的制备方法,特别涉及一种利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法。
背景技术
陕西省是我国传统的奶山羊主产区,关中地区是全国最大的奶山羊良种生产基地。2015年底全省奶山羊存栏180万多只,羊乳产量50万余吨,羊奶粉市场份额达95%以上,奶山羊数量、羊乳产量及羊奶粉产量均为全国第一,但国内羊乳产品的品种少,主要为羊奶粉及液态羊奶,其中大部分羊奶粉作为工业原料销往国外,存在产品科技含量低、附加值不高及同质化严重等问题,国外羊乳产品种类多,主要包括发酵羊乳产品(如奶酪、脱脂酪乳或酸羊奶)、冷冻产品(如冰激凌或冷冻酸羊奶)、液态奶、黄油、功能性羊奶片等。因此,开发羊乳新产品很有必要。
高血压是世界最常见的慢性病,是最大的流行病之一,也是心脑血管病最主要的危险因素。常用降压药物包括钙通道阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)、血管紧张素受体阻滞剂(ARB)、利尿剂、α受体阻滞剂和β受体阻滞剂六类,其中血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)对于高血压患者具有良好的靶器官保护和心血管终点事件预防作用,且降压作用明确,对糖脂代谢无不良影响,是当今降压类药物中发展最快的一种。常用的ACEI类药物包括卡托普利、依那普利、贝那普利等,但这些合成的ACEI会引起许多不良反应,最常见的是持续性干咳。研究表明,天然来源的ACE抑制肽是蛋白质经酶分解而产生的一类具有ACE抑制活性的多肽类物质,通常含3-10个氨基酸,分子量在300-1000之间,可以快速通过消化粘膜进入血液循环,与ACE强效结合从而抑制其活性,起到降压的作用,因此又叫降压肽。部分益生菌的胞壁蛋白酶能水解乳蛋白释放出肽类,其中的一些短肽具有生物活性,如降血压,但目前乳源ACE抑制肽主要来自牛乳,而且所用酶主要为进口酶制剂,因此采用新型酶制剂制备羊乳源ACE抑制肽很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,所制备的羊乳降压肽可用于保健食品和制剂的开发。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
1)益生乳杆菌增菌培养基制备:
将葡萄糖15-20g、酵母浸粉15-25g、硫酸锰0.02-0.05g、吐温80 0.5-1.0mL,拐枣多糖1.0-1.5g、菊糖1.0-1.5g、酪蛋白胨4-6g、磷酸氢二钠4-6g、亮氨酸15-20mg添加到纯净水中,定容至1L,再将其pH调至5.5-7.0,于121℃灭菌,即得益生乳杆菌增菌培养基;
2)益生乳杆菌培养及菌体收集:
将益生乳杆菌按2%-5%的接种量接入益生乳杆菌增菌培养基中,35-41℃恒温培养18-24h后离心,倒掉上清液,收集菌体沉淀,之后用无菌生理盐水洗涤后离心得到益生乳杆菌菌泥;
3)益生乳杆菌胞壁蛋白酶制备:
按每g益生乳杆菌菌泥中添加20-30mL磷酸缓冲液,在35-45℃保温1-2h后离心所得上清液即为胞壁蛋白酶的酶液,采用1-3KDa超滤去除小分子物质,然后在保留液中添加CaCl2,控制CaCl2的浓度为8-15mM,冷冻干燥获得益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉;
4)羊乳源降压肽的制备:
将鲜羊奶经脱脂后调节pH值至6.0-8.0,按质量体积比向其中加入1-3%的益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉和0.01-0.04%的CaCl2,于35-45℃下酶解2-4h后调节酶解液pH值至4.6,离心将上清液通过截断分子量为2000Da的中空纤维膜,收集透过液并将其经Bio-gelP2分离,收集主峰经冷冻干燥获得羊乳降压肽,其对ACE抑制的IC50值为0.16-0.25mg/mL,产量为0.48-0.60g/100g羊乳。
所述步骤2)的益生乳杆菌采用保加利亚乳杆菌、罗伊式乳杆菌或鼠李糖乳杆菌中的一种或一种以上任意比例的混合物。
所述步骤2)的离心是在4-10℃、6000-8000r/min下离心15-25min。
所述步骤3)的磷酸缓冲液的pH=7.0,每升磷酸缓冲液中含180-210g氯化锂、0.2-0.6g溶菌酶和3000-5000U变溶菌素。
所述步骤3)的离心是在4-10℃、4000-6000r/min条件下离心20-30min。
所述步骤4)脱脂后的鲜羊奶通过截断分子量为1000Da的超滤膜将乳糖和盐类小分子从脱脂羊乳中分离出,然后调节超滤保留液的pH值。
所述步骤4)的离心采用7000-9000r/min离心20-30min。
本发明以羊乳为原料,GRAS微生物——益生乳杆菌的胞壁蛋白酶为生物催化剂,将羊乳中的蛋白质水解成具有降血压活性的寡肽,其可用于辅助降血压食品和保健食品的开发,与化学合成降压药相比,羊乳源降压肽具有天然、安全、无副作用等优点。
具体实施方式
以下为结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1:
1)益生乳杆菌增菌培养基制备:
将葡萄糖15g、酵母浸粉15g、硫酸锰0.02g、吐温80 1.0mL,拐枣多糖1.2g、菊糖1.0g、酪蛋白胨4g、磷酸氢二钠4g、亮氨酸15mg添加到纯净水中,定容至1L,再将其pH调至7.0,于121℃灭菌,即得益生乳杆菌增菌培养基;
2)益生乳杆菌培养及菌体收集:
将活化好的罗伊式乳杆菌按2%的接种量接入益生乳杆菌增菌培养基中,37℃恒温培养18h后离心,倒掉上清液,收集菌体沉淀,之后用无菌生理盐水洗涤后离心得到益生乳杆菌菌泥;
所述的离心是在4℃、6000r/min下离心15min;
3)益生乳杆菌胞壁蛋白酶制备:
按每g益生乳杆菌菌泥中添加20mL的pH=7.0磷酸缓冲液(每升磷酸缓冲液中含180g氯化锂、0.2g溶菌酶和3000U变溶菌素),在35℃保温1h后在4℃、4500r/min条件下离心20min所得上清液即为胞壁蛋白酶的酶液,采用1-3KDa超滤去除小分子物质,然后在保留液中添加CaCl2,控制CaCl2的浓度为10mM,冷冻干燥获得益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉;
4)羊乳源降压肽的制备:
将鲜羊奶经脱脂后通过截断分子量为1000Da的超滤膜将乳糖和盐类小分子从脱脂羊乳中分离出,然后调节超滤保留液的pH值至6.0,按质量体积比向其中加入1%的益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉和0.01%的CaCl2,于37℃下酶解4h后调节酶解液pH值至4.6,用7000r/min离心20min将上清液通过截断分子量为2000Da的中空纤维膜,收集透过液并将其经Bio-gel P2分离,收集主峰经冷冻干燥获得羊乳降压肽,其对ACE抑制的IC50值为0.2mg/mL,产量为0.50g/100g羊乳。
实施例2:
1)益生乳杆菌增菌培养基制备:
将葡萄糖20g、酵母浸粉20g、硫酸锰0.03g、吐温80 0.8mL,拐枣多糖1.5g、菊糖1.0g、酪蛋白胨5g、磷酸氢二钠5g、亮氨酸18mg添加到纯净水中,定容至1L,再将其pH调至6.5,于121℃灭菌,即得益生乳杆菌增菌培养基;
2)益生乳杆菌培养及菌体收集:
将活化好的保加利亚乳杆菌和鼠李糖乳杆菌按5%的接种量接入益生乳杆菌增菌培养基中,37℃恒温培养20h后离心,倒掉上清液,收集菌体沉淀,之后用无菌生理盐水洗涤后离心得到益生乳杆菌菌泥;
所述的离心是在6℃、7000r/min下离心25min;
3)益生乳杆菌胞壁蛋白酶制备:
按每g益生乳杆菌菌泥中添加25mL的pH=7.0磷酸缓冲液(每升磷酸缓冲液中含200g氯化锂、0.4g溶菌酶和4000U变溶菌素),在40℃保温1.5h后在6℃、5000r/min条件下离心25min所得上清液即为胞壁蛋白酶的酶液,采用1-3KDa超滤去除小分子物质,然后在保留液中添加CaCl2,控制CaCl2的浓度为12mM,冷冻干燥获得益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉;
4)羊乳源降压肽的制备:
将鲜羊奶经脱脂后通过截断分子量为1000Da的超滤膜将乳糖和盐类小分子从脱脂羊乳中分离出,然后调节超滤保留液的pH值至6.0,按质量体积比向其中加入3%的益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉和0.01%的CaCl2,于37℃下酶解4h后调节酶解液pH值至4.6,用9000r/min离心20min将上清液通过截断分子量为2000Da的中空纤维膜,收集透过液并将其经Bio-gel P2分离,收集主峰经冷冻干燥获得羊乳降压肽,其对ACE抑制的IC50值为0.16mg/mL,产量为0.60g/100g羊乳。
实施例3:
1)益生乳杆菌增菌培养基制备:
将葡萄糖18g、酵母浸粉25g、硫酸锰0.04g、吐温80 0.5mL,拐枣多糖1.3g、菊糖1.2g、酪蛋白胨4.5g、磷酸氢二钠6g、亮氨酸20mg添加到纯净水中,定容至1L,再将其pH调至5.5,于121℃灭菌,即得益生乳杆菌增菌培养基;
2)益生乳杆菌培养及菌体收集:
将活化好的保加利亚乳杆菌与罗伊式乳杆菌按3%的接种量接入益生乳杆菌增菌培养基中,35℃恒温培养24h后离心,倒掉上清液,收集菌体沉淀,之后用无菌生理盐水洗涤后离心得到益生乳杆菌菌泥;
所述的离心是在8℃、8000r/min下离心18min;
3)益生乳杆菌胞壁蛋白酶制备:
按每g益生乳杆菌菌泥中添加30mL的pH=7.0磷酸缓冲液(每升磷酸缓冲液中含190g氯化锂、0.6g溶菌酶和5000U变溶菌素),在45℃保温1h后在10℃、4000r/min条件下离心22min所得上清液即为胞壁蛋白酶的酶液,采用1-3KDa超滤去除小分子物质,然后在保留液中添加CaCl2,控制CaCl2的浓度为8mM,冷冻干燥获得益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉;
4)羊乳源降压肽的制备:
将鲜羊奶经脱脂后通过截断分子量为1000Da的超滤膜将乳糖和盐类小分子从脱脂羊乳中分离出,然后调节超滤保留液的pH值至7.0,按质量体积比向其中加入2%的益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉和0.04%的CaCl2,于35℃下酶解3h后调节酶解液pH值至4.6,用8000r/min离心25min将上清液通过截断分子量为2000Da的中空纤维膜,收集透过液并将其经Bio-gel P2分离,收集主峰经冷冻干燥获得羊乳降压肽,其对ACE抑制的IC50值为0.23mg/mL,产量为0.48g/100g羊乳。
实施例4:
1)益生乳杆菌增菌培养基制备:
将葡萄糖16g、酵母浸粉22g、硫酸锰0.05g、吐温80 0.9mL,拐枣多糖1.0g、菊糖1.5g、酪蛋白胨6g、磷酸氢二钠5.5g、亮氨酸16mg添加到纯净水中,定容至1L,再将其pH调至6.0,于121℃灭菌,即得益生乳杆菌增菌培养基;
2)益生乳杆菌培养及菌体收集:
将活化好的罗伊式乳杆菌、保加利亚乳杆菌和鼠李糖乳杆菌按4%的接种量接入益生乳杆菌增菌培养基中,41℃恒温培养22h后离心,倒掉上清液,收集菌体沉淀,之后用无菌生理盐水洗涤后离心得到益生乳杆菌菌泥;
所述的离心是在10℃、6500r/min下离心22min;
3)益生乳杆菌胞壁蛋白酶制备:
按每g益生乳杆菌菌泥中添加28mL的pH=7.0磷酸缓冲液(每升磷酸缓冲液中含210g氯化锂、0.5g溶菌酶和4500U变溶菌素),在38℃保温2h后在8℃、6000r/min条件下离心30min所得上清液即为胞壁蛋白酶的酶液,采用1-3KDa超滤去除小分子物质,然后在保留液中添加CaCl2,控制CaCl2的浓度为15mM,冷冻干燥获得益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉;
4)羊乳源降压肽的制备:
将鲜羊奶经脱脂后通过截断分子量为1000Da的超滤膜将乳糖和盐类小分子从脱脂羊乳中分离出,然后调节超滤保留液的pH值至8.0,按质量体积比向其中加入2.5%的益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉和0.03%的CaCl2,于45℃下酶解2h后调节酶解液pH值至4.6,用9000r/min离心30min将上清液通过截断分子量为2000Da的中空纤维膜,收集透过液并将其经Bio-gel P2分离,收集主峰经冷冻干燥获得羊乳降压肽,其对ACE抑制的IC50值为0.25mg/mL,产量为0.55g/100g羊乳。
以上实施例的拐枣多糖通过如下方法制备:取新鲜拐枣经洗净后进行打浆,然后加入20倍拐枣重量的水,搅拌均匀,于90℃条件下保温2h,然后抽滤获得拐枣多糖提取液,冷却至38℃后按质量体积比接入2%的保拉迪酵母活化液,37℃恒温培养24h除去拐枣中的单糖和双糖,离心收集保拉迪酵母菌体,将上清液用旋转蒸发仪浓缩至1/20,再按1:3的体积比加入无水乙醇,然后用布氏漏斗抽滤获得拐枣粗多糖,再将拐枣粗多糖复水加入氯仿和正丁醇除蛋白,然后取水相再次加入氯仿和正丁醇,三次脱蛋白后通过冷冻干燥获得拐枣多糖。
Claims (8)
1.一种利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,其特征在于:
1)益生乳杆菌增菌培养基制备:
将葡萄糖15-20g、酵母浸粉15-25g、硫酸锰0.02-0.05g、吐温80 0.5-1.0mL,拐枣多糖1.0-1.5g、菊糖1.0-1.5g、酪蛋白胨4-6g、磷酸氢二钠4-6g、亮氨酸15-20mg添加到纯净水中,定容至1L,再将其pH调至5.5-7.0,于121℃灭菌,即得益生乳杆菌增菌培养基;
2)益生乳杆菌培养及菌体收集:
将益生乳杆菌按2%-5%的接种量接入益生乳杆菌增菌培养基中,35-41℃恒温培养18-24h后离心,倒掉上清液,收集菌体沉淀,之后用无菌生理盐水洗涤后离心得到益生乳杆菌菌泥;
3)益生乳杆菌胞壁蛋白酶制备:
按每g益生乳杆菌菌泥中添加20-30mL磷酸缓冲液,在35-45℃保温1-2h后离心所得上清液即为胞壁蛋白酶的酶液,采用1-3KDa超滤去除小分子物质,然后在保留液中添加CaCl2,控制CaCl2的浓度为8-15mM,冷冻干燥获得益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉;
4)羊乳源降压肽的制备:
将鲜羊奶经脱脂后调节pH值至6.0-8.0,按质量体积比向其中加入1-3%的益生乳杆菌胞壁蛋白酶菌粉和0.01-0.04%的CaCl2,于35-45℃下酶解2-4h后调节酶解液pH值至4.6,离心将上清液通过截断分子量为2000Da的中空纤维膜,收集透过液并将其经Bio-gel P2分离,收集主峰经冷冻干燥获得羊乳降压肽,其对ACE抑制的IC50值为0.16-0.25mg/mL,产量为0.48-0.60g/100g羊乳。
2.根据权利要求1所述的利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,其特征在于:所述步骤2)的益生乳杆菌采用保加利亚乳杆菌、罗伊式乳杆菌或鼠李糖乳杆菌中的一种或一种以上任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,其特征在于:所述步骤2)的离心是在4-10℃、6000-8000r/min下离心15-25min。
4.根据权利要求1所述的利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,其特征在于:所述步骤3)的磷酸缓冲液的pH=7.0,每升磷酸缓冲液中含180-210g氯化锂、0.2-0.6g溶菌酶和3000-5000U变溶菌素。
5.根据权利要求1所述的利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,其特征在于:所述步骤3)的离心是在4-10℃、4000-6000r/min条件下离心20-30min。
6.根据权利要求1所述的利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,其特征在于:所述步骤4)脱脂后的鲜羊奶通过截断分子量为1000Da的超滤膜将乳糖和盐类小分子从脱脂羊乳中分离出,然后调节超滤保留液的pH值。
7.根据权利要求1所述的利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,其特征在于:所述步骤4)的离心采用7000-9000r/min离心20-30min。
8.根据权利要求1所述的利用益生乳杆菌蛋白酶制备羊乳降压肽的方法,其特征在于:所述步骤4)的拐枣多糖制备过程为:
取新鲜拐枣经洗净后进行打浆,然后加入20倍拐枣重量的水,搅拌均匀,于90℃条件下保温2h,然后抽滤获得拐枣多糖提取液,冷却至38℃后按质量体积比接入2%的保拉迪酵母活化液,37℃恒温培养24h除去拐枣中的单糖和双糖,离心收集保拉迪酵母菌体,将上清液用旋转蒸发仪浓缩至1/20,再按1:3的体积比加入无水乙醇,然后用布氏漏斗抽滤获得拐枣粗多糖,再将拐枣粗多糖复水加入氯仿和正丁醇除蛋白,然后取水相再次加入氯仿和正丁醇,三次脱蛋白后通过冷冻干燥获得拐枣多糖。
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