CN113337563A - 一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽及其制备方法和应用 - Google Patents

一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本申请涉及植物提取技术领域,具体公开了一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽及其制备方法和应用。采用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和酸性蛋白酶组成特定的复合蛋白酶对藜麦蛋白进行分级酶解,先在一定pH和温度条件下加入碱性蛋白酶酶解,然后调节pH和温度条件,加入木瓜蛋白酶酶解,然后进一步调节pH和温度条件,加入酸性蛋白酶酶解,即得到藜麦肽。本申请的藜麦肽分子量小,具有较高的羟自由基清除率、DPPH清除率和酪氨酸酶抑制率,具有美白、抗氧化性作用。因此本申请制备的藜麦肽可以用于化妆品、保健品或食品中。本申请的方法操作简单,安全性高,易于工业化,对充分利用藜麦资源,开发功能性产品具有重要意义。

Description

一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及植物提取技术领域,更具体地说,它涉及一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽及其制备方法和应用。
背景技术
藜麦属藜科,一年生双子叶植物,植株外观颜色有白色、乳黄色、紫红色、黑色,种子颜色主要有黑、红、白几种颜色,成熟后穗部类似高粱穗,茎部质地较硬,种子较小,呈小圆药片状。其富含丰富的植物蛋白,有研究报道藜麦籽粒中蛋白质含量约13-17%,有的含量高达22%,其蛋白质含量普遍优于普通谷类。此外,其富含多种氨基酸,其中有人体必需的全部9种必需氨基酸;总多酚、皂苷、黄酮和多糖等含量也很丰富。藜麦是一种全谷全营养完全蛋白碱性食物,营养价值高,俗称“营养黄金”、“超级谷物”、“未来食品”。
关于藜麦产品的加工企业较少,加工产品种类单一,产业化水平低,加工产品多为藜麦米,缺乏高附加值产品,人们对藜麦的食用方式主要是鲜食,或者研磨成藜麦粉添加在米面糕点中食用。因此,传统类型的藜麦产品没有很好地对其包含的藜麦肽进行有效利用。
生物活性肽是指具有特殊生理功能的肽类物质,是指蛋白经过酶水解等手段制备的约含2~20个氨基酸长度且具有特定生物活性的肽段,可通过体内或体外酶解将其从母体蛋白质中释放出来而发挥特定的生理功能。与化学合成药物相比,食源性蛋白肽具有安全、无毒副作用等优点。相关技术中关于藜麦肽制备方法的研究,主要是通过单一酶解的方法,例如单独添加胃蛋白酶、胰蛋白酶或木瓜蛋白酶,从藜麦中获得活性肽,然而这种单一酶解的方法容易出现酶解不充分,得到的活性肽分子量大,具有美白活性、抗氧化活性低等缺点。
发明内容
为了使得藜麦蛋白酶解充分,从而得到分子量小,具有高美白活性、抗氧化活性的藜麦肽,本申请提供一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法、制备得到的具有美白、抗氧化活性的藜麦肽及应用。
第一方面,本申请提供一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,采用如下的技术方案:
一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,包括如下步骤:
(1)原料预处理:将藜麦依次经脱皂苷、烘干和破碎、脱脂处理,得到脱脂藜麦粉;
(2)藜麦蛋白提取:将步骤(1)得到的脱脂藜麦粉用12-15重量倍的去离子水进行溶解,并调pH至11,加热温度至35-45℃,提取2-3h,提取完毕后,离心并收集上清液,调pH至4,离心并收集沉淀,即得到藜麦蛋白;
(3)藜麦蛋白分级酶解:用复合蛋白酶对步骤(2)得到的藜麦蛋白进行分级酶解处理,得到酶解液;
所述复合蛋白酶由碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和酸性蛋白酶组成,所述碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和酸性蛋白酶的酶活力比为(2-4):(2-3):(3-5);
所述分解酶解处理的具体步骤为:在pH为8.5-10的条件下加入碱性蛋白酶,38-52℃水浴酶解,然后调节pH至6-6.9,加入木瓜蛋白酶,56-62℃水浴酶解,最后调节pH至2.5-4.0,加入酸性蛋白酶,40-50℃水浴酶解,得到酶解液;
(4)收集藜麦肽:将步骤(3)得到的酶解液调pH至4,超滤并收集上清液,真空浓缩、冷冻干燥,得到具有美白、抗氧化活性的藜麦肽。
通过采用上述技术方案,本申请以碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和酸性蛋白酶组成复合蛋白酶,并优化配比,使得藜麦大分子能够充分酶解为小分子量的蛋白肽,节约成本的同时,减少低分子量氨基酸的生成,能够高效获得小分子藜麦肽,提高藜麦肽的得率和纯度,且获得的藜麦肽的美白性和抗氧化性更高。
进一步的优选为,所选用的原料藜麦为可食用藜麦,可以是高原藜麦或藜麦虫草,可以选自白藜麦、红藜麦、黑藜麦中的一种或多种。
其中,脱皂苷可以采用任何常规方式进行处理。优选地,本申请脱皂苷的处理步骤包括:用45℃温水洗涤藜麦三次,去除其表皮中含有的皂苷。
其中,烘干和破碎可以采用任何常规方法进行处理。优选地,本申请烘干和破碎的处理步骤包括:将洗涤后的藜麦在50℃条件下烘干12h,使用粉碎机粉碎,过50目筛,分到藜麦粉。
其中,脱脂处理可以采用任何常规方式进行处理。优选地,本申请脱脂处理的步骤包括:将藜麦粉与正己烷按质量比1:5混合,室温下搅拌2h,去除藜麦粉油脂,后进行抽滤,收集滤渣并烘干,得到脱脂藜麦粉,滤液旋蒸回收正己烷以循环利用。
其中,藜麦蛋白提取可以采用任何常规方法进行处理。优选地,本申请蛋白提取步骤包括:脱脂藜麦粉和去离子水以质量比1:13混合,搅拌均匀后将pH调节至11,加热温度至40℃,提取2h以上(优选2h)。在3000-4000rpm条件下离心30min,收集上清液,调节pH至4,3000-4000rpm再次离心30min,收集沉淀,得到藜麦蛋白。
通过采用上述技术方案,相较于具有慢性毒性的石油醚和易于挥发的乙醇,本申请以正己烷作为提取溶剂来提取藜麦蛋白,方法简单安全性高,同时成本较低,利于工业化发展。此外,本申请优化了提取藜麦蛋白的条件,对采用料液比、pH、提取温度和提取时间等进行了优化,提高了蛋白提取率,并易于工业化生产。
进一步优选为,所述酶解处理为分级酶解处理方法,即先在一定pH和温度条件下加入一定量的碱性蛋白酶进行酶解一段时间,然后调节pH和温度条件,加入一定量的木瓜蛋白酶进行酶解一段时间,然后进一步调节pH和温度条件,加入一定量的酸性蛋白酶进行酶解一段时间,最然后可选择性进行灭酶处理,即得到藜麦肽水解产物。
其中,以每克初始藜麦蛋白为基准,所述碱性蛋白酶的加入量为2000-4000U酶活力单位。
所述碱性蛋白酶的酶解pH为8.5-10;优选地,最适酶解pH为9.3.
所述碱性蛋白酶的酶解温度为38-52℃;优选地,最适酶解温度为46℃;
所述碱性蛋白酶的酶解时间为2.5-4h;优选地,最适酶解时间为2.5h。
其中,以每克初始藜麦蛋白为基准,所述木瓜蛋白酶的加入量为2000-3000U酶活力单位。
所述木瓜蛋白酶的酶解pH为6-6.9;优选地,最适酶解pH为6.7。
所述木瓜蛋白酶的酶解温度为56-62℃,优选地,最适酶解温度为58℃。
所述木瓜蛋白酶的酶解时间为1.5-2.5h;优选地,最适酶解时间为1.5h。
其中,以每克初始藜麦蛋白为基准,所述酸性蛋白酶的加入量为3000-5000U酶活力单位。
所述酸性蛋白酶的酶解pH为2.5-4;优选地,最适酶解pH为3.1.
所述酸性蛋白酶的酶解温度为40-50℃,优选地,最适酶解温度为46℃,
所述酸性蛋白酶的酶解时间为1.5-2h,优选地,最适酶解时间为1.5h。
通过采用上述技术方案,采用特定的三种蛋白酶,并针对每种特定的蛋白酶设定特定的酶解条件,包括特定的酶添加量、酶解pH、酶解温度和酶解时间,将藜麦大分子蛋白酶解为小分子量的蛋白肽,使酶解更充分,节约成本的同时,减少低分子量氨基酸的生成,能够高效获得小分子藜麦肽,提高藜麦肽的得率和纯度,且获得的藜麦肽的美白性和抗氧化性更高。
第二方面,本申请还提供一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽,采用如下的技术方案:
一种藜麦肽,采用上述方法制备得到,其分子量小于3500Da。
第三方面,本申请提供一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的应用,采用如下的技术方案:
一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽在化妆品、保健品、食品中的应用,按质量百分比计,所述藜麦肽在化妆品、保健品或食品中的添加量为0.2-0.4%,所述化妆品包括水、乳、霜、精华液,本申请仅以精华液进行举例说明。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
(1)本申请优选提供了一种复合酶法分级处理的方案,采用特定的三种蛋白酶,并针对每种特定的蛋白酶设定特定的酶解条件,包括特定的酶添加量、酶解pH、酶解温度和酶解时间,使藜麦蛋白酶解更充分,因此,得到的藜麦肽中的小分子肽含量高,且得到的藜麦肽具有较高的美白和抗氧化活性。
(2)本申请采用孔径为3.5k以下道尔顿的超滤膜对藜麦肽进行过滤,因此得到的藜麦肽中的小分子肽含量高且分子量小。通过本申请方法获得的藜麦肽,抗氧化活性测定结果表明,羟自由基清除率达到93.37%,高于同浓度的VC,DPPH清除率可达到78%左右;美白测定结果表明,酪氨酸酶抑制率可达到70%作用,高于同浓度的α-熊果苷;即具有较高的羟自由基清除率、DPPH清除率和/或酪氨酸酶抑制率,且呈剂量依赖性,因此可广泛应用于化妆品、食品、保健品等领域。
(3)本申请通过优化藜麦蛋白的提取和酶解步骤的参数条件,对采用的料液比、pH、温度和时间等进行了优化,能够快速高效地制备藜麦肽,方法简单,易操作,易控制,生产过程中无有害物质产生,环保无污染,适于大规模工业化生产。
(4)本申请选用的原料为可食用的藜麦,酶解过程采用的酶为食品级蛋白酶,安全性高,制备得到的藜麦肽为天然物质,无化学试剂残留,安全无毒副作用,不会对人体起到有害作用,因此,获得的藜麦肽可以与其他活性成分进行复配,制成多元化复合功能性产品。
附图说明
图1为藜麦肽抗氧化性和美白性能测定中实施例1制备的不同浓度藜麦肽的羟自由基清除率测定结果。其中,VC浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/mL时,对应的羟自由基清除率分别为10.34%、23.81%、40.65%、61.33%、79.87%、98.25%;藜麦肽浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/mL时,对应的羟自由基清除率分别为11.97%、32.11%、61.58%、78.02%、93.37%、93.22%。
图2为藜麦肽抗氧化性和美白性能测定中实施例1制备的不同浓度藜麦肽的DPPH清除率测定结果。
图3为藜麦肽抗氧化性和美白性能测定中实施例1制备的不同浓度藜麦肽的酪氨酸抑制率测定结果。其中,熊果苷浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/mL时,对应的酪氨酸抑制率分别为18.13%、27.36%、36.72%、45.88%、49.23%、51.11%;藜麦肽浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/mL时,对应的酪氨酸抑制率分别为12.48%、25.17%、39.29%、57.42%、69.66%、70.03%。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例和对比例中的藜麦肽采用白藜麦。
碱性蛋白酶购自上海源叶生物科技有限公司,规格:BR,200U/mg。
木瓜蛋白酶购自上海源叶生物科技有限公司,规格:BR,800U/mg。
酸性蛋白酶购自上海源叶生物科技有限公司,规格:BR,500U/mg。
所用的超滤设备购自厦门福美科技有限公司,型号为FlowMen-0015,超滤膜孔径为分子量3.5k道尔顿。
对以下实施例和对比例,通过如下方式,测定藜麦肽抗氧化性和美白活性,其中抗氧化性由羟自由基清除率和DPPH自由基清除率进行表征,美白活性由酪氨酸酶抑制率进行表征。羟自由基清除率和DPPH自由基清除率越高,则藜麦肽抗氧化性能越高;酪氨酸酶抑制率越高,藜麦肽美白活性越高。
测试一、羟自由基清除率测定测定机理:利用Fenton反应原理,采用双氧水H2O2与Fe2+混合产生(·OH),但由于(·OH)具有很高的反应活性,存活时间短,若在体系加入水杨酸纳,就能有效地捕捉(·OH),并产生有色产物。该产物在波长510nm处有强吸收,若在反应体系加入具有清除(·OH)功能的被测物,便会与水杨酸纳竞争(·OH),而使有色产物生成量减少,因此510nm处吸光度值(A)越小,(·OH)就越少,被测物的(·OH)清除能力越强。
(1)试剂配制
FeSO4·7H2O溶液:准确称量2.224g FeSO4·7H2O,精确到0.0001g,溶于100mL去离子水中,混合均匀后量取10mL,定容至100mL,配制成8mmol/L FeSO4·7H2O溶液。
H2O2溶液:称取68mg 30%H2O2溶液,精确到0.0001g,与1mL去离子水混合均匀,定容至100mL,配制成6mmol/L H2O2溶液。
水杨酸钠溶液:称取0.3202g水杨酸钠,精确到0.0001g,溶于适量去离子水中,定容至100mL,配制成20mmol/L水杨酸钠溶液。
藜麦肽样品液:称取0.6g各项实施例或对比例制备的藜麦肽粉末,精确到0.001g,溶于适量去离子水中,定容至100mL,配制成质量浓度为6mg/mL的藜麦肽样品母液,然后以该母液,配制质量浓度为0.5mg/mL的藜麦肽样品液,备用。
(2)实验测定
表1羟自由基清除率测定各试剂添加量表
Figure BDA0003094690600000061
按表1所示用量向各组试管(空白对照、A0、A1、A2)中分别加入各试剂,滴加顺序为:FeSO4、水杨酸钠、去离子水、藜麦肽样品液、H2O2
随后将装有混合样品的各组试管置于37℃水浴中,加热1h,然后取适量溶液加入石英比色皿中,在510nm波长下测吸光度,每个实验组做3组平行。
羟自由基清除率=[1-(A1-A2)/A0]×100%。
其中A0为不添加藜麦肽样品液、添加水杨酸钠时,混合溶液的吸光度;A1为同时添加藜麦肽样品液、水杨酸钠时,混合溶液的吸光度;A2为添加藜麦肽样品液、不添加水杨酸钠时,混合溶液的吸光度。
测试二、DPPH自由基清除率测定测定机理:DPPH是一种比较稳定的脂性自由基,其N上有一个游离电子,其乙醇溶液呈紫色,在517nm处有最大的吸收峰。加入抗氧化剂以后,DPPH捕捉一个电子与游离电子配对,紫色褪去,变为无色物质,在517nm处的吸收消失,其褪色程度与其接受的电子数成定量关系。依此原理用分光光度计检测DPPH自由基与试样液反应后吸光值的变化,可检定试样提供氢原子、清除自由基抗氧化的能力。
(1)溶液配制
DPPH溶液配制:准确称取1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)粉末3mg溶于60mL无水乙醇中,超声15min,充分振荡,使DPPH溶解均匀,得到DPPH溶液。超声结束,取1mL该溶液在519nm波长处测吸光度,使吸光度在1.2-1.3之间。若吸光度小于1.2,则向DPPH溶液中继续添加DPPH来提高溶液的吸光度;若吸光度大于1.3,则向DPPH溶液中继续添加无水乙醇来降低溶液的吸光度。每次添加DPPH或无水乙醇后,均匀超声15min,然后测定吸光度。将配制完成的吸光度在1.2-1.3之间的DPPH溶液闭关保存,需3h内用完,否则失效。
藜麦肽样品液:称取0.6g各项实施例或对比例制备的藜麦肽粉末,精确到0.001g,溶于适量去离子水中,定容至100mL,配制成质量浓度为6mg/mL的藜麦肽样品母液,然后以该母液,配制质量浓度为0.5mg/mL的藜麦肽样品液,备用。
(2)样品用量测定
取(1)中配制的DPPH溶液2mL于比色管中,向其中加入100μL藜麦肽样品液,充分摇匀,观察其褪色情况,随后每次以20-30μL为单位向比色管中加入藜麦肽样品液,加至溶液颜色基本褪去时,记录下藜麦肽样品液的总加入量XμL。
(3)DPPH自由基清除率测定
A0:取(1)中配制的DPPH溶液2mL于试管中,加入1mL去离子水,充分摇匀,在37℃下静置30min后,于519nm波长处测量吸光度A0
A1:取(1)中配制的DPPH溶液2mL于试管中,加入XμL藜麦肽样品液和(1000-X)μL去离子水,充分摇匀,在37℃下静置30min后,于519nm波长处测量定吸光度A1
DPPH自由基清除率=[(A0-A1)/A0]×100%。
测试三、酪氨酸酶抑制率测定测试机理:酪氨酸酶是黑色素合成的关键酶,在氧自由基条件下,酪氨酸酶或TRP-1催化黑色素细胞中酪氨酸氧化产生L-多巴;在酪氨酸酶催化之下,L-多巴氧化为红色的多巴醌。维生素C及其衍生物可将多巴醌还原为L-多巴。多巴醌的下游有两条反应途径,第一条是与还原型谷胱甘肽或半胱氨酸结合产生褐色素(黄红色),第二条是与还原型谷胱甘肽或半胱氨酸结合继续反应会产生多巴色素。多巴色素的反应路径有两种:一是多巴色素进一步转变为5,6-二羟基吲哚,曲酸抑制5,6-二羟基吲哚转变为5,6-吲哚醌的反应,5,6-吲哚醌最终生成真黑色素;二是多巴色素直接进一步反应生成真黑色素。曲酸和DHICA氧化酶抑制剂可抑制5,6-二羟基吲哚羧酸向5,6-二羟基吲哚醌羧酸的反应,5,6-吲哚醌羧酸最终转变为真黑色素。最后,褐色素和真黑色素通过树突顶端进入周围的角质生成细胞而生成皮肤黑色素,酪氨酸酶是控制黑色素产生的关键酶,其酶活性与黑色素的产生量直接相关。如果酶活性过高,人们就会患上色素沉积症。能降低酪氨酸酶活性的物质就是酪氨酸酶抑制剂(Tyrosinase Inhibitor,TI)。本方法通过测定吸光度来判断色素物质的生成量,从而判断酪氨酸酶受抑制的程度。
(1)溶液配制
pH=6.8的PBS溶液(磷酸缓冲溶液):配制0.2mol/L的NaH2PO4溶液和Na2HPO4溶液:分别称取3.12g NaH2PO4和7.16g Na2HPO4,精确到0.01g,溶解于适量蒸馏水中,然后用蒸馏水定容至100mL,同样的溶液配制两份,以51:49的体积比混合,得到200mL PBS溶液(磷酸缓冲溶液),备用。
酪氨酸酶溶液:称1380U/mg酪氨酸酶,精确到0.001g,溶于上述pH=6.8的PBS溶液,配成100U/mL酪氨酸酶液,-20℃避光保存,用前于4℃解冻。使用前,量取0.26mL酶液,使用棕色容量瓶,加上述pH=6.8的PBS溶液定容至10mL,备用。
多巴溶液:称取0.150g多巴,精确到0.001g,用1mL、0.1mol/L的盐酸溶解,然后加PBS溶液配制成1.5mg/mL多巴溶液,在4℃条件下,避光保存。
藜麦肽样品液:称取0.6g各项实施例或对比例制备的藜麦肽粉末,精确到0.001g,溶于适量去离子水中,定容至100mL,配制成质量浓度为6mg/mL的藜麦肽样品母液,然后以该母液,配制质量浓度为0.5mg/mL的藜麦肽样品液,备用。
(2)酪氨酸酶抑制率测定
表2酪氨酸酶抑制率测定试剂添加量表
Figure BDA0003094690600000081
按表2所示溶液体积向各组试管中分别加入各试剂,在37℃下水浴10min,然后迅速向各组试管中分别加入1mL多巴溶液,继续在37℃水浴5min,移入比色皿,在475nm波长下测其吸光度。
酪氨酸酶抑制率=[1-(AT1-AT2)/(AC1-AC2)]×100%。
其中AC1为不添加藜麦肽样品液、添加酪氨酸酶溶液时,混合溶液的吸光度;AC2为不添加藜麦肽样品液、不添加酪氨酸酶溶液时,混合溶液的吸光度;AT1为同时添加藜麦肽样品液、酪氨酸酶溶液时,混合溶液的吸光度;AT2为添加藜麦肽样品液、不添加酪氨酸酶溶液时,混合溶液的吸光度。
实施例
实施例1
一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,具体制备步骤如下:
S1、脱皂苷处理:用45℃温水洗涤藜麦三次,去除其表皮中含有的皂苷。
S2、烘干破碎:将洗涤后的藜麦在50℃条件下烘干12h,使用粉碎机粉碎,过50目筛,得到藜麦粉。
S3、脱脂处理:将藜麦粉与正己烷质量比1:5混合,室温下搅拌2h,去除藜麦粉油脂,后进行抽滤,收集滤渣并烘干,得到脱脂藜麦粉,滤液旋蒸回收正己烷以循环利用。
S4、藜麦蛋白提取:将脱脂藜麦粉和去离子水以质量比1:13混合,搅拌均匀后用0.1mol/L HCL和0.1mol/L NaOH将pH调节至11,加热温度至40℃,提取2h。提取完毕后,在3000-4000rpm转速下离心30min,收集上清液,用0.1mol/L HCL和0.1mol/L NaOH调节pH至4,3000-4000rpm转速下再次离心30min,收集沉淀,得到藜麦蛋白。
S5、藜麦蛋白酶解:将藜麦蛋白加入去10重量倍的离子水进行溶解,用0.1mol/LHCL和0.1mol/L NaOH调节pH至9.3,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力3000U的碱性蛋白酶,46℃水浴2.5h。然后用0.1mol/L HCL和0.1mol/L NaOH调节pH至6.7,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力2500U的木瓜蛋白酶,58℃水浴1.5h。降温至45℃,用0.1mol/L HCL和0.1mol/LNaOH调节pH至3.1,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力4000U的酸性蛋白酶,45℃水浴1.5h,得到酶解液。
S6、收集藜麦肽:将上述酶解液降温至室温25℃,用0.1mol/L HCL和0.1mol/LNaOH将酶解液调节pH至4,20℃下,用孔径为3.5k道尔顿分子量的膜的超滤设备进行超滤,收集上清液,45℃、真空度为0.098Mpa,浓缩至原体积的0.5倍,-55℃下冷冻干燥后获得藜麦肽。
实施例2-22
一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,与实施例1的不同之处在于,分级酶解条件的不同,具体为碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶或酸性蛋白酶的加入量不同,酶解pH、温度或时间的不同,其他步骤与条件与实施例1相同。
将实施例1-22中具体的分级酶解条件参数以及藜麦肽的抗氧化性和美白活性测试计入表3中。
表3实施例1-22不同酶解条件及藜麦肽活性测试结果
Figure BDA0003094690600000091
Figure BDA0003094690600000101
Figure BDA0003094690600000111
Figure BDA0003094690600000121
由表3中测试结果可以看出,实施例1-3进行对比,碱性蛋白酶的pH依次为9.3、8.5、10,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,碱性蛋白酶的最适酶解pH为9.3。
实施例1、4、5进行对比,碱性蛋白酶的用量依次为3000U、2000U、4000U,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,碱性蛋白酶的最佳用量为3000U。
实施例1、6、7进行对比,碱性蛋白酶的酶解温度依次为46℃、38℃、52℃,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,碱性蛋白酶的最优酶解温度为45℃。
实施例1、8进行对比,碱性蛋白酶的酶解时间依次为2.5h、4h,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,碱性蛋白酶的最优酶解时间为2.5h。
实施例1、9、10进行对比,木瓜蛋白酶的pH依次为6.7、6.0、6.9,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,木瓜蛋白酶的最适酶解pH为6.7。
实施例1、11、12进行对比,木瓜蛋白酶的用量依次为2500U、2000U、3000U,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,木瓜蛋白酶的最佳用量为2500U。
实施例1、13、14进行对比,木瓜蛋白酶的酶解温度依次为58℃、56℃、62℃,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,木瓜蛋白酶的最优酶解温度为58℃。
实施例1、15进行对比,木瓜蛋白酶的酶解时间依次为1.5h、2.5h,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,木瓜蛋白酶的最优酶解时间为1.5h。
实施例1、16、17进行对比,酸性蛋白酶的pH依次为3.1、2.5、4.0,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,酸性蛋白酶的最适酶解pH为3.1。
实施例1、18、19进行对比,酸性蛋白酶的用量依次为4000U、3000U、5000U,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,酸性蛋白酶的最佳用量为400U。
实施例1、20、21进行对比,酸性蛋白酶的酶解温度依次为45℃、40℃、50℃,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,酸性蛋白酶的最优酶解温度为45℃。
实施例1、22进行对比,酸性蛋白酶的酶解时间依次为1.5h、2h,其他参数条件均相同,而实施例1制备得到的藜麦肽的羟自由基清除率、DPPH自由基清除率和酪氨酸酶抑制率测试结果均最高,说明藜麦蛋白酶解时,酸性蛋白酶的最优酶解时间为1.5h。
综上所述,实施例1为最佳实施例。
对比例
对比例1
一种藜麦肽的制备方法,其具体操作步骤如下:
S1、同实施例1中步骤S1。
S2、同实施例1中步骤S2。
S3、同实施例1中步骤S3。
S4、同实施例1中步骤S4。
S5、藜麦蛋白酶解:将藜麦蛋白加去离子水溶解,用0.1mol/L HCl和0.1mol/LNaOH调节pH至9.3,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力9500U的碱性蛋白酶,46℃水浴5.5h。
S6、同实施例1中步骤S6。
与实施例1的不同之处在于,本对比例步骤S5中,仅加入碱性蛋白酶,且碱性蛋白酶为一次性加入。
对比例2
一种藜麦肽的制备方法,其具体操作步骤如下:
S1、同实施例1中步骤S1。
S2、同实施例1中步骤S2。
S3、同实施例1中步骤S3。
S4、同实施例1中步骤S4。
S5、藜麦蛋白酶解:将藜麦蛋白加去离子水溶解,用0.1mol/L HCl和0.1mol/LNaOH调节pH至9.3,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力3000U的碱性蛋白酶,46℃水浴2.5h。然后调节pH至6.7,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力2500U的碱性蛋白酶,58℃水浴1.5h。降温至45℃,调节pH至3.1,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力4000U的碱性蛋白酶,45℃水浴1.5h。
S6、同实施例1中步骤S6。
与实施例1的不同之处在于,本对比例步骤S5中,仅加入碱性蛋白酶,碱性蛋白酶分三次性加入,且三次加入的碱性蛋白酶活力不同。
对比例3
一种藜麦肽的制备方法,其具体操作步骤如下:
S1、同实施例1中步骤S1。
S2、同实施例1中步骤S2。
S3、同实施例1中步骤S3。
S4、同实施例1中步骤S4。
S5、藜麦蛋白酶解:将藜麦蛋白加去离子水溶解,用0.1mol/L HCl和0.1mol/LNaOH调节pH至6.7,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力9500U的木瓜蛋白酶,58℃水浴5.5h。
S6、同实施例1中步骤S6。
与实施例1的不同之处在于,本对比例步骤S5中,仅加入木瓜蛋白酶,且木瓜蛋白酶为一次性加入。
对比例4
一种藜麦肽的制备方法,其具体操作步骤如下:
S1、同实施例1中步骤S1。
S2、同实施例1中步骤S2。
S3、同实施例1中步骤S3。
S4、同实施例1中步骤S4。
S5、藜麦蛋白酶解:将藜麦蛋白加去离子水溶解,用0.1mol/L HCl和0.1mol/LNaOH调节pH至9.3,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力3000U的木瓜蛋白酶,46℃水浴2.5h。然后用0.1mol/L HCL和0.1mol/L NaOH调节pH至6.7,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力2500U的木瓜蛋白酶,58℃水浴1.5h。降温至45℃,用0.1mol/L HCL和0.1mol/L NaOH调节pH至3.1,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力4000U的木瓜蛋白酶,45℃水浴1.5h。
S6、同实施例1中步骤S6。
与实施例1的不同之处在于,本对比例步骤S5中,仅加入木瓜蛋白酶,木瓜蛋白酶分三次性加入,且三次加入的木瓜蛋白酶活力不同。
对比例5
一种藜麦肽的制备方法,其具体操作步骤如下:
S1、同实施例1中步骤S1。
S2、同实施例1中步骤S2。
S3、同实施例1中步骤S3。
S4、同实施例1中步骤S4。
S5、藜麦蛋白酶解:将藜麦蛋白加去离子水溶解,用0.1mol/L HCl和0.1mol/LNaOH调节pH至3.1,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力9500U的酸性蛋白酶,45℃水浴5.5h。
S6、同实施例1中步骤S6。
与实施例1的不同之处在于,本对比例步骤S5中,仅加入酸性蛋白酶,且酸性蛋白酶为一次性加入。
对比例6
一种藜麦肽的制备方法,其具体操作步骤如下:
S1、同实施例1中步骤S1。
S2、同实施例1中步骤S2。
S3、同实施例1中步骤S3。
S4、同实施例1中步骤S4。
S5、藜麦蛋白酶解:将藜麦蛋白加去离子水溶解,用0.1mol/L HCl和0.1mol/LNaOH调节pH至9.3,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力3000U的酸性蛋白酶,46℃水浴2.5h。然后用0.1mol/L HCL和0.1mol/L NaOH调节pH至6.7,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力2500U的酸性蛋白酶,58℃水浴1.5h。降温至45℃,用0.1mol/L HCL和0.1mol/L NaOH调节pH至3.1,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力4000U的酸性蛋白酶,45℃水浴1.5h。
S6、同实施例1中步骤S6。
与实施例1的不同之处在于,本对比例步骤S5中,仅加入酸性蛋白酶,酸性蛋白酶分三次性加入,且三次加入的酸性蛋白酶活力不同。
对比例7
一种藜麦肽的制备方法,其具体操作步骤如下:
S1、同实施例1中步骤S1。
S2、同实施例1中步骤S2。
S3、同实施例1中步骤S3。
S4、同实施例1中步骤S4。
S5、藜麦蛋白酶解:将藜麦蛋白加去离子水溶解,用0.1mol/L HCl和0.1mol/LNaOH调节pH至8,按每克初始藜麦蛋白加入酶活力3000U的碱性蛋白酶、2500U的木瓜蛋白酶以及4000U的酸性蛋白酶,58℃水浴5.5h。
S6、同实施例1中步骤S6。
与实施例1的不同之处在于,本对比例步骤S5中,三种蛋白酶一次性加入进行酶解。
以测试一、二、三中的测定方法,对对比例1-7中制备得到的藜麦肽进行活性测定,并将测试结果计入表4中。
表4对比例1-7中藜麦肽活性测定结果
Figure BDA0003094690600000161
从表4中测试结果可以看出,对比例1-6均为单品种酶一次性加入或分三次加入后酶解,所制备得到的藜麦肽,其羟自由基清除率为31.16-57.98%、DPPH清除率为22.13-45.95%、酪氨酸酶抑制率为20.18-40.05%,均远低于实施例1中藜麦肽的活性测定结果。而对比例7为三种复合酶一次性加入进行酶解,得到的藜麦肽,其羟自由基清除率为58.33%、DPPH清除率为46.29%、酪氨酸酶抑制率为40.10%,远低于实施例1中藜麦肽的活性测定结果。综上说明,通过采用特定的复合蛋白酶,同时控制复合蛋白酶中每一种酶的加入顺序,并设定特定的酶添加量、最适酶解pH、酶解温度、酶解时间,得到的藜麦肽具有较高的美白性能和抗氧化性能。
藜麦肽抗氧化性和美白性能测定
(1)试剂配制
藜麦肽样品液:称取0.6g各项实施例或对比例制备的藜麦肽粉末,精确到0.001g,溶于适量去离子水中,定容至100mL,配制成质量浓度为6mg/mL的藜麦肽样品母液,然后以该母液,分别配制质量浓度为:0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/mL的藜麦肽样品液,备用。
抗坏血酸(VC)溶液:称取0.6g的抗坏血酸粉末,精确到0.001g,溶于适量去离子水中,定容至100mL,配制质量浓度为6mg/mL的抗坏血酸母液。然后以该母液,分别配制质量浓度为:0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/mL的VC溶液,作为阳性对照。
α-熊果苷溶液:称取0.6g熊果苷粉末,精确到0.001g,加适量蒸馏水溶解,然后定容至100mL,得到α熊果苷母液,备用。分别配制浓度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6mg/mL的溶液作为阳性对照。
(2)按照测试一中的羟自由基清除率测定方法,分别测定不同浓度下的藜麦肽样品液、不同浓度下的VC溶液的羟自由基清除率,并将结果记录到图1中。
由图1中测定结果可以看出,藜麦肽的浓度为0.5mg/mL时,羟自由基清除率达到93.37%,并高于同浓度的VC,说明藜麦肽具有优异的抗氧化能力。
(3)按照测试二中的DPPH自由基清除率测定方法,测定不同浓度下的藜麦肽样品液的DPPH自由基清除率,并将结果记录到图2中。
由图2中测定结果可以看出,藜麦肽浓度为0.5mg/mL时,DPPH自由基清除率可达到78%左右,具有良好的抗氧化能力,且清除率与样品浓度的关系存在线性关系,随着样品浓度的增大,清除率有提高的趋势,即抗氧化能力增强。
(4)按照测试三中的酪氨酸酶抑制率测定方法,分别测定不同浓度下的藜麦肽样品液、不同浓度下的α-熊果苷溶液的酪氨酸酶抑制率,并将结果记录到图3中。
由图3中测定结果可以看出,藜麦肽的浓度为0.5mg/mL时,酪氨酸酶抑制率可达到70%左右。α-熊果苷一般具有较好的美白活性,而当浓度达到0.3mg/mL后,藜麦肽溶液的酪氨酸酶抑制率高于同浓度的-熊果苷,说明藜麦肽具有优异的美白功效。
应用实施例
应用实施例1
一种藜麦肽精华液,总量100g,其包括质量百分比为0.2%的实施例1制备得到的藜麦肽,还包括如下质量百分比的组分:76%去离子水、8%甘油、0.05%透明质酸钠、0.2%尿囊素、1%甜菜碱、6%1,3-丁二醇、0.3%卡波姆U10、4%1,2-己二醇、1%乙酰基六肽-8、1%汉防己甲素、0.5%甘草酸二钾、1%水解胶原、0.3%泛醇、0.45%柠檬香精。
应用实施例2
一种藜麦肽精华液,总量100g,其括质量百分比为0.4%的实施例1制备得到的藜麦肽,还包括如下质量百分比的组分:79%去离子水、5%甘油、0.05%透明质酸钠、0.2%尿囊素、1%甜菜碱、6%1,3-丁二醇、0.2%卡波姆U20、5%己二醇、1%乙酰基六肽-8、0.4%甘草酸二钾、1%水解胶原、0.3%泛醇、0.45%柠檬香精。
以上所述仅是本申请的优选实施方式,本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)原料预处理:将藜麦依次经脱皂苷、烘干和破碎、脱脂处理,得到脱脂藜麦粉;
(2)藜麦蛋白提取:将步骤(1)得到的脱脂藜麦粉用12-15重量倍的去离子水进行溶解,并调pH至11,加热温度至35-45℃,提取2-3h,提取完毕后,离心并收集上清液,调pH至4,离心并收集沉淀,即得到藜麦蛋白;
(3)藜麦蛋白分级酶解:用复合蛋白酶对步骤(2)得到的藜麦蛋白进行分级酶解处理,得到酶解液;
所述复合蛋白酶由碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和酸性蛋白酶组成,所述碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和酸性蛋白酶的酶活力比为(2-4):(2-3):(3-5);
所述分解酶解处理的具体步骤为:在pH为8.5-10的条件下加入碱性蛋白酶,38-52℃水浴酶解,然后调节pH至6-6.9,加入木瓜蛋白酶,56-62℃水浴酶解,最后调节pH至2.5-4.0,加入酸性蛋白酶,40-50℃水浴酶解,得到酶解液;
(4)收集藜麦肽:将步骤(3)得到的酶解液调pH至4,超滤并收集上清液,真空浓缩、冷冻干燥,得到具有美白、抗氧化活性的藜麦肽。
2.根据权利要求1所述的具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,其特征在于,以每克初始藜麦蛋白为基准,所述碱性蛋白酶的加入量为2000-4000U酶活力单位。
3.根据权利要求1所述的具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,其特征在于,所述碱性蛋白酶的酶解pH为9.3,酶解温度为46℃,酶解时间为2.5-4h。
4.根据权利要求1所述的具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,其特征在于,以每克初始藜麦蛋白为基准,所述木瓜蛋白酶的加入量为2000-3000U酶活力单位。
5.根据权利要求1所述的具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,其特征在于,所述木瓜蛋白酶的酶解pH为6.7,酶解温度为58℃,酶解时间为1.5-2.5h。
6.根据权利要求1所述的具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,其特征在于,以每克初始藜麦蛋白为基准,所述酸性蛋白酶的加入量为3000-5000U酶活力单位。
7.根据权利要求1所述的具有美白、抗氧化活性的藜麦肽的制备方法,其特征在于,所述酸性蛋白酶的酶解pH为3.1,酶解温度为45℃,酶解时间为1.5-2h。
8.一种具有美白、抗氧化活性的藜麦肽,其特征在于,其由权利要求1-7任一项所述的方法制备得到,所得到的藜麦肽的分子量≤3500Da。
9.权利要求8所述的具有美白、抗氧化活性的藜麦肽在化妆品、保健品或食品中的应用,其特征在于,按质量百分比计,所述藜麦肽在化妆品、保健品或食品中的添加量为0.2-0.4%。
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