基于可编程逻辑控制器的超声阵列辅助酶解控制系统设计与试验

针对目前多数超生辅助酶解研究过程中采用的超声设备频率和模式单一,酶解过程中的化学指标多数不能实时测量的问题,设计了基于可编程逻辑控制器（Programmable logic controller,PLC）的S型超声阵列辅助酶解控制系统。实现了5种频率的单频、双频和三频模式切换,并采用近红外光谱技术结合PLC控制,建立了以血管紧张素转换酶（Angiotensin I-converting enzyme,ACE）抑制率为指标的数学模型,通过实时在线原位监测ACE抑制率化学值判断酶解终点。试验发现ACE抑制率预测值和实测值的相关度高（R2＞0.84）,可以实现酶解终点的自动控制。     

逆流超声辅助酶解法制备大米ACE抑制肽

研究逆流超声预处理大米蛋白对其碱性蛋白酶酶解制备血管紧张素转换酶(Angiotensin-I Converting Enzyme,ACE)抑制肽的影响。首先从米渣中提取大米蛋白,以ACE抑制率为主要指标,水解度为辅助指标,运用单因素逐级优化法对酶解反应的底物浓度、时间、温度、加酶量和pH进行参数优化,在此基础上筛选逆流超声模式的最佳超声参数。结果表明最佳酶解参数为底物浓度30 g/L、加酶量(E/S)7.5%、温度50 ℃、pH8.5和酶解时间60 min,此时酶解产物ACE抑制率为45.59%,水解度为21.49%。最佳超声参数为超声频率20 kHz、功率密度170 W/L、时间12.5 min。此时酶解液ACE抑制率达72.24%,水解度为21.64%,相较于未超声组ACE抑制率提高了57.42%,相较于传统超声组,ACE抑制率提高了11.36%。结果表明逆流超声波辅助酶解法能有效提高酶解效率、减少能耗、促进ACE抑制肽制备。     

超声波辅助酶解制备猪肩胛骨降血压肽的工艺及酶解效果比较

采用超声波辅助风味蛋白酶酶解制备猪肩胛骨降血压肽并与常规酶解(未经超声处理的酶解)所得酶解液做比较。以酶解液的血管紧张素转化酶(ACE)抑制率为主要指标,考察超声功率、超声时间、超声温度、超声工作间隙、超声后酶解时间对酶解液ACE抑制率的影响,并在此基础上进行响应面优化实验。通过实验,获得的最佳超声条件为:超声时间25min,超声功率717W,超声温度40℃,超声工作间隙比1∶1.5(s/s),酶解时间3h,在该条件下,得到的酶解液ACE抑制率理论值为75.29%。此条件下制备出ACE抑制率为75.58%的猪肩胛骨降血压肽,比常规酶解提高了10.27%。半数抑制浓度(IC50)值下降32.8%,酶解时间缩短1.5h。     

超声波辅助酶解制备猪肩胛骨降血压肽的工艺及酶解效果比较

采用超声波辅助风味蛋白酶酶解制备猪肩胛骨降血压肽并与常规酶解(未经超声处理的酶解)所得酶解液做比较。以酶解液的血管紧张素转化酶(ACE)抑制率为主要指标,考察超声功率、超声时间、超声温度、超声工作间隙、超声后酶解时间对酶解液ACE抑制率的影响,并在此基础上进行响应面优化实验。通过实验,获得的最佳超声条件为:超声时间25min,超声功率717W,超声温度40℃,超声工作间隙比1∶1.5(s/s),酶解时间3h,在该条件下,得到的酶解液ACE抑制率理论值为75.29%。此条件下制备出ACE抑制率为75.58%的猪肩胛骨降血压肽,比常规酶解提高了10.27%。半数抑制浓度(IC50)值下降32.8%,酶解时间缩短1.5h。      

超声预处理时间对金枪鱼皮酶解过程ACE抑制肽释放的影响

以水解度、ACE抑制率为指标,并通过电泳、HPLC、红外光谱(FTIR)、热稳定性分析(DSC)研究不同超声预处理时间对金枪鱼皮酶解过程ACE抑制肽释放的影响。结果表明,酶解5 min后,超声预处理组酶解液的水解度与未处理组呈现显著性差异(p<0.05),并且ACE抑制率均高于未处理组,说明超声预处理可改变金枪鱼皮胶原酶解模式,加快短时酶解过程中ACE抑制肽的快速释放。电泳和HPLC分析表明,随着酶解过程的进行,10 kDa以下小分子组分含量呈现往复增减变化,超声预处理会加速该过程进行,从而提高其释放效率。FTIR和DSC分析可知,超声处理会破坏鱼皮胶原蛋白内部氢键的平衡,使其三螺旋结构松散,更多酶切位点暴露,说明超声处理能促进短时酶解过程ACE抑制肽的快速释放。     

响应面法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的工艺研究

利用超声辅助酶法制备燕麦ACE 抑制肽,研究超声波处理时间、超声波频率、超声波功率、超声波水浴温度、酶解时间及加酶量对ACE 抑制率和水解度的影响。通过单因素试验得到最佳条件,即超声波处理时间30min、超声频率50kHz、超声功率176W、超声温度55℃、酶解时间2h、加酶量5%(Alcalase 酶);随后选择对ACE 抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波水浴温度(X3)和酶解时间(X4),进行四因素三水平的响应面分析试验,经过优化得到最优条件为超声波处理时间28.40min、超声波功率190.08W、超声波水浴温度55.05℃、酶解时间2.25h,在此条件下燕麦ACE 抑制肽的抑制率87.50%,多肽质量浓度8mg/ml。     

球磨辅助酶解制备南瓜籽ACE抑制肽

以南瓜籽蛋白为原料,通过球磨预处理辅助酶解法制备血管紧张素转换酶（ACE）抑制肽。以ACE抑制率和水解度为评价指标,对蛋白酶进行筛选。采用单因素试验研究球磨时间、酶解时间、底物质量浓度、pH和酶解温度对酶解产物ACE抑制率和水解度的影响,在此基础上,以ACE抑制率为考察指标,采用响应面法对球磨辅助酶解工艺条件进行优化。结果表明：球磨预处理可显著提高南瓜籽蛋白的酶解效率;最佳球磨辅助酶解工艺条件为选用碱性蛋白酶、球磨时间6 min、酶解时间10 h、底物质量浓度0.08 g/mL、pH 8.5、酶解温度55 ℃,在此条件下所得ACE抑制肽的ACE抑制率可达(86.65±0.55)%。     

基于超声预处理的脱脂玉米胚芽ACE抑制肽的制备

为了研究超声辅助酶解制备血管紧张素转化酶(ACE)抑制肽的较优工艺,通过三种超声设备对脱脂玉米胚芽预处理,碱性蛋白酶酶解,酶解液体外模拟胃肠消化,以消化液ACE抑制率和酶解过程中玉米胚芽水解度(DH)为指标对超声预处理和酶解的参数进行单因素逐级优化。实验结果表明,最佳超声工作模式为20~40 kHz聚能式逆流双频交替超声模式;超声工作参数为功率密度120 W/L,超声预处理时间15 min,初始温度30℃,物料浓度5%;酶解条件为加酶量3000 U/g,酶解时间30 min,pH9.0,酶解温度50℃。在此条件下,酶解液的IC₅₀为4.166 mg/mL,比对照组降低了5.08%;胃肠消化液的IC₅₀为3.986 mg/mL,比对照降低了4.44%。制备的酶解产物,经模拟胃肠消化后具有较强的ACE抑制活性。优化获得的制备脱脂玉米胚芽ACE抑制肽的工艺是可行的。     

超声波辅助酶法制备辣木籽ACE抑制肽工艺优化

为进一步提高辣木籽蛋白资源的开发利用,采用盐提法提取辣木籽蛋白,再采用超声波辅助酶法制备辣木籽ACE抑制肽。以水解度和ACE抑制率为评价指标,通过单因素实验探究超声波功率、超声酶解时间、超声酶解温度及料液比对制备ACE抑制肽的影响,采用响应面法对制备工艺条件进行优化。结果表明：超声波辅助酶法制备辣木籽ACE抑制肽的最佳酶解工艺条件为碱性蛋白酶添加量5.5 mg/mL、pH 9、超声波功率500 W、超声酶解时间1.7 h、超声酶解温度55℃、料液比1∶45,在此条件下制备的酶解物ACE抑制率达到78.32%,水解度为7.78%。以辣木籽为原料制备ACE抑制肽作为功能性蛋白肽产品,可有效提高辣木籽蛋白资源的开发利用。     

超声波辅助酶解法制备豆粕ACE抑制肽的工艺优化

该试验采用超声波辅助酶解法,研究豆粕血管紧张素转化酶（angiotensin-converting enzyme,ACE）抑制肽的制备工艺条件,并通过响应面优化单因素试验结果。选用5种蛋白酶分别水解豆粕,以ACE抑制率为指标,挑选出最适蛋白酶,结果表明：碱性蛋白酶的ACE抑制率最大,所以选择碱性蛋白酶进行酶解。为提高ACE抑制率,加入超声波预处理,最终确定最佳工艺条件为在超声温度73℃、超声时间39 min、料液比1∶6(g/mL)条件下,再加入7.20%碱性蛋白酶水解3.6 h,在此条件下所制备的豆粕ACE抑制肽的ACE抑制率为61.02%。     

扫频超声处理对玉米醇溶蛋白酶解特性的影响

为了探索扫频超声技术促进蛋白质酶解反应的效果,提高酶解产物的血管紧张素转换酶(ACE)相对抑制活性,利用扫频超声处理玉米醇溶蛋白,进行单因素考察来寻找最佳扫频超声工作模式、超声预处理参数和最佳酶解条件。在最佳的超声预处理及最佳的酶解条件下,ACE抑制率为48.48%、水解度为11.20%,酶解产物的IC50值为3.77mg/mL,比常规酶解(无超声处理)降低了31.20%,产品得率为66.15%,比常规酶解提高了14.39%。这表明扫频超声预处理能够有效地促进玉米醇溶蛋白的酶解反应,提高产物的ACE相对抑制活性。      

酸枣仁ACE抑制肽酶解工艺优化

本试验以脱脂后的酸枣仁渣通过碱溶酸沉法提取得到的酸枣仁蛋白为研究对象,以血管紧张素转化酶(ACE)抑制率和水解度为指标,筛选复合酶种类,采用响应面分析法,以中性蛋白酶/碱性蛋白酶比例、pH、底物浓度、酶解温度、酶解时间为试验因素,优化酸枣仁ACE抑制肽最佳酶解工艺参数。结果表明:筛选出中性蛋白酶和碱性蛋白酶作为复合酶,最适酶添加量确定为6000 U/g,5个因素对ACE抑制率和水解度的影响由大到小的顺序为:酶解温度、酶解时间、pH、中性蛋白酶/碱性蛋白酶比例、底物浓度。通过拟合方程分析,得到酸枣仁ACE抑制肽酶解的最佳工艺条件为:中性蛋白酶/碱性蛋白酶比例为2.1:1、酶解温度为54 ℃,底物浓度为3.1%,pH为7.5,酶解时间为62 min。在此条件下,复合酶解酸枣仁蛋白酶解液的实际ACE抑制率和水解度分别为（79.46%±0.49%）和（31.45%±0.85%）,与理论值接近。制备得到酸枣仁ACE抑制肽与阳性对照组卡托普利对比,酸枣仁ACE抑制肽的ACE抑制率大小为（79.46%±0.49%）,与卡托普利的ACE抑制率偏差为（19.28%±0.12%）,证明酸枣仁ACE抑制肽具有显著降压效果。本研究证明了酸枣仁蛋白通过酶解有效得到ACE抑制肽并优化其酶解工艺,旨在为酸枣仁渣废物再利用提供参考方向和理论依据。     

大鳞副泥鳅蛋白制备ACE抑制肽的酶解方式研究

为开发大鳞副泥鳅蛋白血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制肽,使用高效液相色谱法测定大鳞副泥鳅蛋白的氨基酸组成,考察泥鳅蛋白的单一酶解方式和复合酶解方式对产生ACE抑制肽的影响,并使用N-三(羟甲基)甲基甘氨酸十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳进一步证实不同酶解方式对泥鳅蛋白的水解效果。结果表明,大鳞副泥鳅蛋白富含疏水性氨基酸(39.823%)、支链氨基酸(18.102%)以及芳香族氨基酸(8.216%),是制备ACE抑制肽的良好来源。脯氨酸蛋白酶、α-胰凝乳蛋白酶和碱性蛋白酶单一酶解泥鳅蛋白,酶解产物的最高ACE抑制率分别是81.01%、64.91%和87.84%,最高水解度分别为1.48%、9.04%和28.29%。使用碱性蛋白酶与脯氨酸蛋白酶对大鳞副泥鳅蛋白进行分步酶解与同步酶解,同步酶解方式可以产生更高活性的ACE抑制肽,最高的ACE抑制率为90.14%,IC50为0.491 mg/mL。     

大米谷蛋白模拟酶解释放生物活性肽的研究

目的 通过对大米谷蛋白的模拟酶解及生物信息学分析, 评价大米谷蛋白作为生物活性肽前体的潜在价值。方法 首先, 利用计算机在UniProt蛋白质数据库中查找大米谷蛋白的序列, 使用BIOPEP活性肽数据库对所选的3条序列进行模拟酶解, 并同时对酶解产生的肽片段数量、分子量及其氨基酸组成进行统计分析。然后, 将模拟酶解产生的肽片段序列与BIOPEP数据库中已有记载的生物活性肽序列进行对比, 筛选出具有生物活性的肽片段。最后, 对模拟酶解产生的生物活性肽进行致敏性和毒性预测。结果 胃蛋白酶和木瓜蛋白酶是最适合水解大米谷蛋白的两种酶。大米谷蛋白酶解可产生许多生物活性肽, 其中出现频率最高的是二肽基肽酶Ⅳ (dipeptidyl peptidase-IV, DPP-IV)抑制肽和血管紧张素转换酶(angiotensin-converting enzyme, ACE)抑制肽。大米谷蛋白本身无潜在致敏性, 且其经过计算机模拟酶解得到的DPP-IV抑制肽和ACE抑制肽均无细胞毒性。结论 大米谷蛋白可作为酶解释放DPP-IV抑制肽和ACE抑制肽的良好前体, 本研究为大米谷蛋白酶解生产生物活性肽提供了理论指导。     

超声预处理对脱脂小麦胚芽酶解制备ACE抑制肽的影响

为了研究不同工作模式超声预处理对脱脂小麦胚芽水解度和ACE抑制率的影响,在相同能耗条件,利用聚能逆流单频、聚能逆流双频、脉冲扫频多频、发散三频、对振双频五种工作模式超声,对脱脂小麦胚芽进行预处理。同时进行单因素实验来寻找最佳超声预处理参数。结果表明,超声波预处理对水解度没有显著的影响,但可以显著提高酶解产物的ACE抑制活性,最佳的超声波工作模式为脉冲平板式40 k Hz/28 k Hz双频超声;在此模式下超声预处理单位体积超声功率60 W/L、超声时间70 min、超声初始温度60℃、底物浓度7%时得到的酶解产物IC₅₀值低至2.483 mg/m L,为较优结果,和未超声相比,其产物IC₅₀值降低了5.8%。      

花生分离蛋白碱性蛋白酶Alcalase水解物具有血管紧张素转化酶抑制活性

分别以碱性蛋白酶Alcalase和中性蛋白酶Neutrase对花生分离蛋白进行水解，制备花生分离蛋白水解物，并测定不同水解时间所得产物对血管紧张素转化酶(ACE)的抑制活性。未水解的花生分离蛋白没有ACE抑制活性，用中性蛋白酶Neutrase水解所得的水解物显示弱ACE抑制活性。然而，碱性蛋白酶Alcalase水解物具有很强的ACE抑制活性，水解0．5h时水解物活性最高，其半抑制浓度为(IC50)0．56mg／ml。本研究表明，当用碱性蛋白酶Alcalase水解时，花生分离蛋白是生产ACE抑制肽的良好蛋白质来源，花生分离蛋白碱性蛋白酶Alcalase水解物可作为具有降压功能的功能食品添料。     

基于二次通用旋转设计的蓝蛤ACE抑制肽酶解工艺模型

以蓝蛤蛋白为原料,选用Protamex蛋白酶进行酶解并以水解度作为测定指标,在单因素实验基础上进行二次通用旋转设计,对获得最优工艺参数进行验证,将获得的血管紧张素转化酶(ACE)抑制肽进行ACE抑制活性测定和傅立叶红外光谱分析。结果表明在底物浓度为10%,酶解p H为10,加酶量7%和酶解温度60℃为最优酶解条件,酶解1 h所得的蓝蛤蛋白水解度为30.1%,利用高效液相色谱法对蓝蛤活性肽进行体外ACE抑制活性测定表明其半抑制浓度为80 mg/m L,且活性肽溶液以无规卷曲空间构型为主。      

酶解斑点叉尾鮰内脏制备血管紧张素转换酶抑制产物

以斑点叉尾鮰内脏为原料,血管紧张素转化酶抑制率为指标,筛选出木瓜蛋白酶为酶解的最适蛋白酶,并研究该酶的酶解时间、酶添加量、初始pH 值、酶解温度、液料比(mL/g)对酶解产物抑制活性的影响,通过正交试验优化得到了具有ACE 抑制活性的酶解产物的最佳工艺条件。结果表明：最优酶解条件为初始pH7.5、酶解温度55℃、液料比2:1(mL/g),酶解产物ACE 抑制率为72.34%。