棉粕蛋白的水解及水解多肽生理功能研究现状

棉粕蛋白的水解及水解多肽生理功能研究现状艾蒿摘要：研究表明，棉粕蛋白组成合理，是可以和牛乳酪蛋白相媲美的蛋白质资源。其水解多肽更是具有某些特殊的生理功能。当前对其研究主要集中在脱毒方法上，且日渐成熟。而对棉粕蛋白水解研究相对比较少。本文主要介绍了棉粕蛋白的水解及对水解多肽生理功能的研究现状。关键词：棉粕蛋白；水解；多肽；生理功能Abstract：ResearchshowsthatthecompositionofCottonseedproteinisreasonable,andcancomparabletocaseinasahighqualityproteinresources.It’shydrolysisofpeptidehassomespecialphysiologicalfunction.Theresearchmainlyconcentratedinthedetoxificationmethodbutincreasinglymature.Andthestudyonhydrolysisofcottonseedproteinisrelativelysmall.Thispapermainlyintroducesthedevelopmentofhydrolysisofcottonseedproteinandthephysiologicalfunctionofthem.Keywords：Cottonseedmealprotein；Hydrolysis；Polypeptide；Physiologicalfunction我国是世界上的棉花生产大国，棉粕资源丰富[1]。虽然游离棉酚的存在使其具有毒性而限制了棉粕的开发与利用[2]，但随着脱毒技术的不断成熟与发展，我国棉籽加工产业得到了较快的发展，不仅产量产值大幅增加，而且工艺技术水平也获得进一步提升[3]。并且越来越多的研究者开始对棉粕蛋白水解进行水解并对水解肽的性质功开始进行深入地研究。1棉粕蛋白的水解研究水解即是对棉粕蛋白的一种改性[4]。水解条件温和，副反应少，不破坏氨基酸颜色和味道较好，是今年来的研究热点。当前对棉粕蛋白酶解方式主要有利用现成蛋白酶进行水解（直接水解）和利用微生物发酵水解（间接水解）两种方式。1.1直接水解直接水解即直接用蛋白酶对棉粕进行酶解。对于酶的选择，研究者们所使用的酶主要有Alcalase碱性蛋白酶，中性蛋白酶、风味蛋白酶、胰蛋白酶等。刘文斌[5]等用枯草蛋白酶对棉粕蛋白进行了酶解，并对酶解产物进行了组分分析，酶解后的游离氨基酸小分子肽量都明显增加。贾久满[6]等则用蚯蚓蛋白水解酶对棉籽蛋白进行了水解研究，对棉籽蛋白的水解度达6.27%。另外何惠娟[7]等在水解植物复合酶中添加了菠萝蛋白酶，并达到了良好的效果。对于酶的选择具有多向性，并可以达到不同的酶解效果。1.2间接水解利用微生物对面粕进行发酵是对其水解的另一种形式。棉粕经发酵可有效除去棉酚，降低棉粕毒性外[8,9]，棉粕经发酵后抗营养因子明显减少，适口性得到改善，蛋白质含量得以增加，氨基酸含量趋于平衡，维生素丰富，含有一些有益菌及未知生长因子等，营养价值大大提高[10]。刘俊[11]等从自然界筛选出了能够高效降解棉粕大分子蛋白质的优良菌株组合B.subtilis(H1)和A.niger(P1)。两菌株组合发酵后,棉粕TCA-NSI(三氯乙酸氮溶指数)提高了25.34%,小分子多肽含量提高了11%,游离必需氨基酸提高了24%,蛋白质的体外消化率由44.56%提高到了78.61%。诸葛斌[12]等利用筛选到的AspergillusnigerP1和BacillussubtilisH1混菌发酵改良棉粕蛋白小肽含量可提高至18.36%，平均肽链长度可降至4.23，体外消化率可提高至88.59%，显著提高了改良棉粕蛋白的效果。另外魏炳栋[13]，李军训[14]等也分别利用微生物对棉粕做出了发酵研究，并取得了良好的效果。1.3水解率的提高为了提高棉粕蛋白的水解率，林虬[15]等利用6种蛋白酶对棉籽蛋白进行单酶和双酶组合水解，并确定先用Alacalase水解蛋白酶水解，再利用Flavourzyme风味蛋白酶继续酶解，最终产物的水解度达到36．58%，多肽得率达到71．32%。相相比单独应用Alcalase水解蛋白酶，水解度提高了91．32%，多肽得率提高5．88%。另外王秀霞[16]，周乃继[17]，黄薇[18]，姜晓娇[19]等对棉粕蛋白的酶解条件进行了单酶、复合酶的酶解反应条件参数的优化。郭德斌[20]、马珍[21]邱良伟[22]等对不同微生物发酵棉粕蛋白的条件进行了探究与优化以提高棉粕蛋白的水解率。此外，酶解前对蛋白做适当预处理，可有利于蛋白的酶解[23]。吴华松[24]在对棉粕蛋白酶解研究时辅以微波处理，并优化了微波辅助酶解粗棉籽蛋白和棉籽分离蛋白的条件多肽得率分别达到58.39%，79.82%有了较大的提高。另外，董绪燕[25]、肖碧[26]等分别用微波辅助酶解条件进行了优化。2水解多肽的功能研究棉粕蛋白氨基酸组成好，维生素含量高，其水解多肽具有抗氧化，降血压，促进消化吸收与酶调节等作用[27]。2.1抗氧化与降血压棉粕蛋白水解多肽具有一定的抗氧化活和良好降血压的活性。高丹丹[28]通过对棉粕酶解物抗氧化与ACE抑制活性的研究证实，棉粕蛋白具有一定的抗氧化活性，用木瓜蛋白酶水解的产物ACE抑制能力高达85.61%。刘军[29]也通过研究发现棉粕蛋白水解后其ACE抑制活性明显提高。K.S.Rhee[30]等也证实了其具有一定的抗氧化活性。2.2促消化与酶调节刘文斌[31]等用棉粕蛋白酶解物喂养异育银鲫，鱼的生长、营养物质表观消化率、消化蛋白酶活性及肝胰脏中胰蛋白酶mRNA表达水平等指标均有明显的提高。且肝胰脏中胰蛋白酶mRNA表达水平也随棉粕酶解产物添加梯度提高而相应提高。DanGui[32]等人在鲫鱼饲料中添加棉粕蛋白水解物并对其血清指标进行检测发现棉粕蛋白水解物能促进锌，铁等的吸收对鱼的生长有着积极的作用，并且明显降低血清超氧化物歧化酶（SOD）活性。夏薇[18]研究发现棉粕水解多肽可显著提高建鲤增重率和特定生长率,可有效降低脏体比和肝体比,并显著性提高鱼体粗蛋白含量同时可提高试验组建鲤血清溶菌酶、碱性磷酸酶和肠道中蛋白酶的活性。此外Yi-RongYue[33]，闫理东[34]，MatiwosSolomon[35]等也通过研究证实了棉粕对生物体生长的积极作用。另外棉粕水解多肽还有提高免疫性能[36]等其他的功能。对于其功能作用的研究还有待深入广泛的研究。3总结当前对棉粕蛋白的水解研究相对较少。市场上相关的棉粕水解多肽产品更是少之又少，极少的也只应用于饲养饲料。棉粕蛋白水解多肽的功能研究有待进一步的深入。尽快开发棉粕蛋白产品并应用于市场，有利于解决我国当前蛋白质资源紧张而大量棉粕未被充分开发利用的矛盾，这也将是下一步棉粕蛋白的主要发展方向。参考文献：[1]宋晓旻,吴德胜.棉粕膨化加工试验工艺及机理分析[J].粮油加工,2006,08:47-49.[2]潘江贵.棉酚的特性及在棉籽油生产中的工艺控制[J].中国新技术新产品,2013,11:23.[3]欧阳龙.我国棉籽加工产业的发展现状与展望[J].湖南饲料,2012,05:11-13.[4]白雪.棉籽蛋白的物理改性研究[D].郑州:河南工业大学,2012.[5]刘文斌,尹君,王恬.棉粕蛋白及其枯草蛋白酶酶解产物的组分分析[J].食品与发酵工业,2005,11:105-108.[6]贾久满,朱莲英,李成会,等.蚯蚓蛋白水解酶对棉籽蛋白的分解作用[J].江苏农业科学,2008,4:202-204.[7]何慧娟.棉籽蛋白酶水解及其功能性研究[D].郑州:河南工业大学,2006.[8]Wen-JuZhang,Zi-RongXu,Shun-HongZhao,etal.Developmentofamicrobialfermentationprocessfordetoxificationofgossypolincottonseedmeal[J].AnimalFeedScienceandTechnology,2007,135(1–2):176-186.[9]Wen-JuZhang,Zi-RongXu,Shun-HongZhao,etal.OptimizationofprocessparametersforreductionofgossypollevelsincottonseedmealbyCandidatropicalisZD-3duringsolidsubstratefermentation[J].Toxicon,2006,48(2):221-226.[10]郭书贤,王冬梅,梁运祥.微生物发酵棉籽饼粕脱毒与利用研究进展[J].中国酿造,2009,01:4-10.[11]刘俊,诸葛斌,方慧英,等.可改良棉粕蛋白的菌株选育及其发酵[J].中国生物工程杂志,2010,10:33-38.[12]诸葛斌,刘俊,方慧英,等.混菌发酵改良棉粕蛋白工艺及协同作用研究[J].中国生物工程杂志,2011,09:62-68.[13]魏炳栋,陈群,于秀芳,等.乳酸菌发酵酶解杂粕在中猪生产中的应用[J].饲料博览,2010,05:36-39.[14]李军训.微生物固态发酵植物饼粕的研究[D].泰安:山东农业大学,2013.[15]林虬,黄薇,宋永康,等.双酶分步水解法制备棉籽多肽的蛋白酶筛选[J].中国粮油学报,2012,02:76-80+86.[16]王秀霞,徐国念,万端极.复合植物酶在棉籽蛋白生产中的应用[J].食品研究与开发,2011,06:67-69.[17]周乃继.棉籽肽饲料开发与小肽的检测[D].合肥市:安徽农业大学,2009.[18]黄薇,林虬,宋永康,等.响应面法优化脱酚棉籽蛋白双酶水解的工艺条件[J].农学学报,2012,09:44-50.[19]姜晓娇,王承明.响应面优化脱酚棉籽粕制备棉籽多肽研究[J].中国油脂,2010,06:22-26.[20]郭德斌,付桂明,吴学华,等.响应面法优化复合菌种发酵棉粕工艺条件[J].粮油加工,2010,03:68-72.[21]马珍,李吕木,许发芝,等,粪肠球菌发酵生棉粕的工艺条件优化[J].食品与发酵工业,2013,05:94-99.[22]邱良伟,李爱科,程茂基,等.两种不同发酵工艺的棉籽粕营养价值的研究[J].饲料工业,2012,13:32-36.[23]朱永胜,王金水.预处理对食物蛋白酶解特性影响的研究进展[J].农产品加工(学刊),2010,04:48-50.[24]吴化松.棉籽蛋白酶水解研究——微波辅助法与常规法比较[D].扬州:扬州大学,2012,[25]董绪燕,肖碧,魏欣,等.微波辅助酶解棉籽粕的条件优化及酶解产物功能性质研究[J].中国油脂,2012,04:44-48.[26]肖碧.微波连续辅助酶解植物蛋白工艺及酶解产物功能性质研究[D].武汉:华中科技大学,2011.[27]潘晶.棉籽粕蛋白的制备及其性质研究[D].无锡:江南大学,2010.[28]高丹丹.棉籽抗氧化多肽和ACE抑制多肽的研究[D].南昌:南昌大学,2010.[29]刘军.棉籽蛋白的制备及其酶解物抗氧化与ACE抑制活性的研究[D].武汉:华中农业大学,2009.[30]K.S.Rhee,Y.A.Ziprin,M.C.Calhoun.Antioxidativeeffectsofcottonseedmealsasevaluatedincookedmeat[J].MeatScience,2001,58(2):117-123.[31]刘文斌,王恬.棉粕蛋白酶解物对异育银鲫(Carassiusauratusgibelio)消化、生长和胰蛋白酶mRNA表达量的影响[J].海洋与湖沼,2006,06:568-574.[32]DanGui,WenbinLiu,XianpingShao,etal.Effectsofdifferentdietarylevels