CN110759968A - 一种青蛤寡肽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及从青蛤中制备短肽的技术领域,为进一步提供青蛤寡肽的提取效率,本发明提供一种青蛤寡肽的制备方法,将离子液体EMIMBF4与γ‑丁内酯按体积比1:1复配二元体系应用在青蛤寡肽的制备上,并在‑50‑60℃低温下引入脉冲电场,结束后在前期优化的木瓜蛋白酶酶解条件下酶解处理,所得青蛤寡肽的提取率得到提高,而且生物活性也有一定程度的提高。
Description
技术领域
本发明涉及从青蛤中制备短肽的技术领域,具体涉及一种青蛤寡肽的制备方法。
背景技术
青蛤(Cyclina sinensis)属于软体动物门,鳃瓣纲,异齿亚纲,帘蛤目、帘蛤科,含高蛋白、低脂肪和高含量的不饱和脂肪酸,味道鲜美,具有很好的营养价值。青蛤在民间入药具有悠久的历史,是一种重要的海洋药物,具有软坚散结、清热燥湿及镇咳作用。本申请的发明人团队在前期研究中以青蛤为原料制备了具有抗肿瘤作用的青蛤寡肽,见中国专利申请CN201610326511.1,发明名称“一种青蛤酶解寡肽的用途”,所得青蛤寡肽的氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Pro,分子量为635.82Da。其制备方法为将青蛤匀浆后加入蛋白酶酶解,然后分离、纯化得到,该青蛤寡肽可应用在前列腺癌治疗、预防肿瘤食品等方面,具有很好的应用前景。因此,在前期研究基础上,如何进一步优化青蛤寡肽的制备方法,提高青蛤寡肽的提取率,并相应的提升青蛤寡肽的活性,具有重要的意义。
目前动物多肽的提取方法有匀浆、超声波、酶解等。由于离子液体表现的良好溶剂特性,目前也有用离子液体进行多肽提取的研究,但是离子液体低温下粘度增加,非常不利于操作。清华大学的骞伟中课题组在超级电容器的研究中发现,将离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按体积比1:1复配得到的二元体系可以保持较低的玻璃态温度,将超级电容器的工作温度下探至-70℃,表现了较好的低温特性。但是目前还未出现将这种二元体系应用在多肽提取上的研究。发明人团队在前期研究基础上,根据青蛤寡肽的短肽、低分子量特点,开展这种二元体系在青蛤寡肽提取方面的研究,以期提升青蛤寡肽的提取率。
发明内容
为进一步提供青蛤寡肽的提取效率,本发明方法在前期研究基础上,提供一种青蛤寡肽的制备方法,将离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按体积比1:1复配二元体系应用在青蛤寡肽的制备上,达到提高青蛤寡肽的提取率的目的。
本发明提供如下的技术方案:
一种青蛤寡肽的制备方法,所得青蛤寡肽的氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Met-Pro,包括以下步骤:
(1)将新鲜的青蛤洗净后、去壳,取内脏,清洗干净后匀浆处理得到青蛤匀浆液;
(2)将青蛤匀浆液与复配溶剂按料液比1:2~4混合均匀获得浸泡液,所用复配溶剂为离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按体积比1:1混合制成;
(3)降低浸泡液温度至-50~-60℃,向浸泡液中通入脉冲电场处理,然后升至室温;
(4)离心分离步骤(3)处理后的浸泡液,回收上清液,去离子水洗涤固体并离心分离得到内脏破碎物;
(5)向内脏破碎物中加入木瓜蛋白酶溶液处理得到酶解液,灭酶活性,离心分离;
(6)将步骤(5)中离心分离后的上清液经滤膜过滤后,超滤膜处理,截留分子量小于3kDa的分子段产物得到粗肽液;
(7)将粗肽液经层析分离,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,然后经HPLC分离纯化,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,冷冻干燥,得到青蛤寡肽。
作为本发明方法的优选,步骤(3)中的脉冲电场处理方法为:脉冲数为200~280次,电场强度17~20kV/cm,脉冲宽度为50~60μs,脉冲频率1500~2000Hz,浸泡液在-50~-60℃保持时间为7~8小时。
作为本发明方法的优选,步骤(4)中将浸泡液离心分离3~5次,然后去离子水洗涤3~5次并离心分离。
作为本发明方法的优选,步骤(5)中木瓜蛋白酶液的酶解时间2~8小时、酶解温度45~60℃、料液比1:1~4、pH值为5.5~7.0、酶加入量为600~1500U/g。
作为本发明方法的优选,步骤(5)中木瓜蛋白酶液的酶解时间4小时、酶解温度45℃、料液比1:4、pH值为7.0、酶加入量为1500U/g。
作为本发明方法的优选,步骤(7)中层析分离的色谱柱填料为琼脂糖凝胶,检测波长280nm。
作为本发明方法的优选,HPLC所用色谱柱为ZORBAXSB-C18分析型色谱柱,检测波长214、280nm。
作为本发明方法的优选,离心分离的温度为0~4℃,离心转速10000~12000r/min。
本发明的青蛤寡肽制备方法,在前期专利申请CN201610326511.1的基础上,将离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按1:1混合制成复配溶剂,然后加入到青蛤匀浆液中,利用离子液体EMIMBF4的良好溶剂特性来溶解脂质,破坏青蛤的细胞组织。在此基础上,一方面降低温度至-50~-60℃,利用低温效果来强化细胞组织破坏;另一方面,在低温环境下引入脉冲电场,利用脉冲电场的高强度冲击强化对细胞组织的破坏,同时降低脉冲电场产生的臭氧环境对蛋白质的影响;更重要的是,离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按1:1的二元体系在低温下仍可以保持良好的通电特性和流动性,而青蛤内脏组织浸泡在这种二元体系中,当施加脉冲电场时,二元体系的通电特性可以反过来增强脉冲电场效果。在低温保持结束后迅速升温至室温,这样利用复合溶剂的急剧热胀效应进一步强化对细胞组织的破坏。这样处理后的青蛤的内脏破碎物可以直接使用木瓜蛋白酶酶解,并省略了原氢氧化钠溶液的脱脂过程,使蛋白质得到充分分解,非常适合分子量小的短肽的制备,最终所得青蛤寡肽的提取率比原提取方法可以提升8.8%~11.3%,而且青蛤寡肽的活性也有一定程度的提高。
本发明的有益效果如下:
本发明的青蛤寡肽制备方法中加入离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按1:1混合制成复配溶剂,低温协同脉冲电场处理,然后再木瓜蛋白酶酶解,所得青蛤寡肽的提取率得到提高,而且生物活性也有一定程度的提高。
具体实施方式
下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。
如无特别说明,本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的,如无特别说明,下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。
对比例1
一种青蛤寡肽的制备方法,采用专利申请CN201610326511.1,发明名称“一种青蛤酶解寡肽的用途”中的最优方案:
(1)样品的制备:将青蛤洗净、去壳、取内脏,并用0.1mol/L的NaoH溶液浸泡去脂,于蒸馏水中轻轻搅拌去杂质,加一倍体积的纯水匀浆后备用;
(2)青蛤的酶解:分别取10.0g匀浆样品,以木瓜蛋白酶在料液比为1:4、pH值为7.0、加酶量为1500U/g、温度为45.0℃的条件下酶解,4h,结束后灭活15min,4℃、12000r/min离心10min,取上清液;
(3)选取上述上清液<3ku分子段酶解液进行纯化,纯化过程见论文文献“青蛤多肽的酶法制备及对前列腺癌DU-145细胞的抑制活性”(张亚茹,闫海强,杨最素等,食品科学,2019,40(11):167~173)中的1.3.3.2节琼脂糖凝胶层析部分、1.3.3.3节HPLC法分离制备及纯度检测部分,得到青蛤寡肽,氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Met-Pro,分子量为635.82Da。
实施例1
一种青蛤寡肽的制备方法,包括以下步骤:
(1)将新鲜的青蛤洗净后、去壳,取内脏,清洗干净后匀浆处理得到青蛤匀浆液;
(2)将青蛤匀浆液与复配溶剂按料液比1:3混合均匀获得浸泡液,所用复配溶剂为离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按体积比1:1混合制成;
(3)降低浸泡液温度至-60℃,向浸泡液中通入脉冲电场处理,脉冲数为250次,电场强度18kV/cm,脉冲宽度为55μs,脉冲频率2000Hz,浸泡液在-60℃低温保持8小时,然后13min内快速升至室温23±2℃;
(4)步骤(3)处理后的浸泡液在4℃离心分离3,并回收每次分离的上清液,去离子水洗涤残留固体物3次,并离心分离得到内脏破碎物,离心速率为12000rpm;
(5)向内脏破碎物中加入木瓜蛋白酶溶液处理得到酶解液,酶解时间4小时、酶解温度45℃、料液比1:4、pH值为7.0、酶加入量为1500U/g,酶解结束后灭酶活性,离心分离;
(6)将步骤(5)中离心分离后的上清液经0.22μm滤膜过滤后,超滤膜处理,截留分子量小于3kDa的分子段产物得到粗肽液;
(7)将粗肽液经琼脂糖凝胶层析分离,检测波长280nm,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,然后经HPLC分离纯化,HPLC所用色谱柱为ZORBAXSB-C18分析型色谱柱,检测波长214、280nm,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,冷冻干燥,具体过程见对比例1的步骤(3),得到青蛤寡肽,经测序氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Met-Pro,分子量为635.82Da,与对比例1相比,青蛤寡肽的提取率提高11.24%。
实施例2
一种青蛤寡肽的制备方法,包括以下步骤:
(1)将新鲜的青蛤洗净后、去壳,取内脏,清洗干净后匀浆处理得到青蛤匀浆液;
(2)将青蛤匀浆液与复配溶剂按料液比1:2混合均匀获得浸泡液,所用复配溶剂为离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按体积比1:1混合制成;
(3)降低浸泡液温度至-55℃,向浸泡液中通入脉冲电场处理,脉冲数为280次,电场强度17kV/cm,脉冲宽度为60μs,脉冲频率1800Hz,浸泡液在-55℃低温保持7小时,然后10min升至室温23±2℃;
(4)步骤(3)处理后的浸泡液在0℃离心分离4,回收每次分离的上清液,去离子水洗涤残留固体物4次,并离心分离得到内脏破碎物,离心速率为10000rpm;
(5)向内脏破碎物中加入木瓜蛋白酶溶液处理得到酶解液,酶解时间2小时、酶解温度55℃、料液比1:3、pH值为7.0、酶加入量为600U/g,酶解结束后灭酶活性,离心分离;
(6)将步骤(5)中离心分离后的上清液经0.22μm滤膜过滤后,超滤膜处理,截留分子量小于3kDa的分子段产物得到粗肽液;
(7)将粗肽液经琼脂糖凝胶层析分离,检测波长280nm,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,然后经HPLC分离纯化,HPLC所用色谱柱为ZORBAXSB-C18分析型色谱柱,检测波长214、280nm,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,冷冻干燥,具体过程见对比例1的步骤(3),得到青蛤寡肽,经测序氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Met-Pro,分子量为635.82Da,与对比例1相比,青蛤寡肽的提取率可以提升10.26%。
实施例3
一种青蛤寡肽的制备方法,包括以下步骤:
(1)将新鲜的青蛤洗净后、去壳,取内脏,清洗干净后匀浆处理得到青蛤匀浆液;
(2)将青蛤匀浆液与复配溶剂按料液比1:4混合均匀获得浸泡液,所用复配溶剂为离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按体积比1:1混合制成;
(3)降低浸泡液温度至-50℃,向浸泡液中通入脉冲电场处理,脉冲数为200次,电场强度20kV/cm,脉冲宽度为50μs,脉冲频率1500Hz,浸泡液在-50℃低温保持7小时,然后20min快速升至室温23±2℃;
(4)步骤(3)处理后的浸泡液在0℃离心分离5次,回收每次分离的上清液,去离子水洗涤残留固体物5次,并离心分离得到内脏破碎物,离心速率为12000rpm;
(5)向内脏破碎物中加入木瓜蛋白酶溶液处理得到酶解液,酶解时间8小时、酶解温度60℃、料液比1:1、pH值为5.5、酶加入量为1500U/g,酶解结束后灭酶活性,离心分离;
(6)将步骤(5)中离心分离后的上清液经0.22μm滤膜过滤后,超滤膜处理,截留分子量小于3kDa的分子段产物得到粗肽液;
(7)将粗肽液经琼脂糖凝胶层析分离,检测波长280nm,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,然后经HPLC分离纯化,HPLC所用色谱柱为ZORBAXSB-C18分析型色谱柱,检测波长214、280nm,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,冷冻干燥,具体过程见对比例1的步骤(3),得到青蛤寡肽,经测序氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Met-Pro,分子量为635.82Da,与对比例1相比,青蛤寡肽的提取率可以提升8.95%。
对比例2
一种青蛤寡肽的制备方法,与实施例3相比,不同之处在于,步骤(3)中将浸泡液置于室温23±2℃下施加脉冲电场,所得青蛤寡肽经测序氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Met-Pro,分子量为635.82Da,与对比例1相比,青蛤寡肽的提取率可以提升4.39%。
对比例3
一种青蛤寡肽的制备方法,与实施例3相比,不同之处在于,步骤(3)中浸泡液在低温下保持结束后自然升温至室温23±2℃,所得青蛤寡肽经测序氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Met-Pro,分子量为635.82Da,与对比例1相比,青蛤寡肽的提取率可以提升6.11%。
青蛤寡肽的生物活性测试
所得青蛤寡肽的生物活性测试方法见上述论文文献的1.3.4节部分,测试青蛤寡肽2mg/mL的低浓度24小时短时间作用和15mg/mL的高浓度72小时长时间作用的抑制增殖率,结果见表1所示,其中对比例1的测试结果即专利CN201610326511.1中的测试结果。
表1.青蛤寡肽的生物活性测试结果
Claims (8)
1.一种青蛤寡肽的制备方法,所得青蛤寡肽的氨基酸序列为Ile-Leu-Tyr-Met-Pro,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将新鲜的青蛤洗净后、去壳,取内脏,清洗干净后匀浆处理得到青蛤匀浆液;
(2)将青蛤匀浆液与复配溶剂按料液比1:2~4混合均匀获得浸泡液,所用复配溶剂为离子液体EMIMBF4与γ-丁内酯按体积比1:1混合制成;
(3)降低浸泡液温度至-50~-60℃,向浸泡液中通入脉冲电场处理,然后升至室温;
(4)离心分离步骤(3)处理后的浸泡液,回收上清液,去离子水洗涤固体并离心分离得到内脏破碎物;
(5)向内脏破碎物中加入木瓜蛋白酶溶液处理得到酶解液,灭酶活性,离心分离;
(6)将步骤(5)中离心分离后的上清液经滤膜过滤后,超滤膜处理,截留分子量小于3kDa的分子段产物得到粗肽液;
(7)将粗肽液经层析分离,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,然后经HPLC分离纯化,收集MIT法抑制率最高的峰对应的组份,冷冻干燥,得到青蛤寡肽。
2.根据权利要求1所述的青蛤寡肽的制备方法,其特征在于,步骤(3)中的脉冲电场处理方法为:脉冲数为200~280次,电场强度17~20kV/cm,脉冲宽度为50~60μs,脉冲频率1500~2000Hz,浸泡液在-50~-60℃保持时间为7~8小时。
3.根据权利要求1所述的青蛤寡肽的制备方法,其特征在于,步骤(4)中将浸泡液离心分离3~5次,然后去离子水洗涤3~5次并离心分离。
4.根据权利要求1所述的青蛤寡肽的制备方法,其特征在于,步骤(5)中木瓜蛋白酶的酶解时间2~8小时、酶解温度45~60℃、料液比1:1~4、pH值为5.5~7.0、酶加入量为600~1500 U/g。
5.根据权利要求1或4所述的青蛤寡肽的制备方法,其特征在于,步骤(5)中木瓜蛋白酶的酶解时间4小时、酶解温度45℃、料液比1:4、pH值为7.0、酶加入量为1500 U/g。
6.根据权利要求1所述的青蛤寡肽的制备方法,其特征在于,步骤(7)中层析分离的色谱柱填料为琼脂糖凝胶,检测波长280 nm。
7.根据权利要求1所述的青蛤寡肽的制备方法,其特征在于,HPLC所用色谱柱为ZORBAXSB-C18分析型色谱柱,检测波长214、280 nm。
8.根据权利要求1所的青蛤寡肽的制备方法,其特征在于,离心分离的温度为在0~4℃,离心转速10000~12000 r/min。
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