毛　麗,馬海樂,潘忠禮,徐康康,王禹程

(江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,江蘇省農(nóng)產(chǎn)品物理加工重點實驗室,江蘇鎮(zhèn)江 212013)

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超聲預(yù)處理對脫脂小麥胚芽酶解制備ACE抑制肽的影響

毛麗,馬海樂*,潘忠禮,徐康康,王禹程

(江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,江蘇省農(nóng)產(chǎn)品物理加工重點實驗室,江蘇鎮(zhèn)江 212013)

為了研究不同工作模式超聲預(yù)處理對脫脂小麥胚芽水解度和ACE抑制率的影響,在相同能耗條件,利用聚能逆流單頻、聚能逆流雙頻、脈沖掃頻多頻、發(fā)散三頻、對振雙頻五種工作模式超聲,對脫脂小麥胚芽進行預(yù)處理。同時進行單因素實驗來尋找最佳超聲預(yù)處理參數(shù)。結(jié)果表明,超聲波預(yù)處理對水解度沒有顯著的影響,但可以顯著提高酶解產(chǎn)物的ACE抑制活性,最佳的超聲波工作模式為脈沖平板式40 kHz/28 kHz雙頻超聲;在此模式下超聲預(yù)處理單位體積超聲功率60 W/L、超聲時間70 min、超聲初始溫度60 ℃、底物濃度7%時得到的酶解產(chǎn)物IC50值低至2.483 mg/mL,為較優(yōu)結(jié)果,和未超聲相比,其產(chǎn)物IC50值降低了5.8%。

超聲波處理,脫脂小麥胚芽,ACE抑制率,酶解

近年來,大量的實驗研究發(fā)現(xiàn),利用超聲波對蛋白質(zhì)的預(yù)處理,可以顯著改善蛋白質(zhì)的酶解效果[1-3],例如,提高蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化率[4]、增加酶解產(chǎn)物的生物活性[5]、縮短蛋白質(zhì)的酶解時間[6]等。但是,目前諸多研究工作由于實驗條件的限制,往往在比較簡單的超聲波設(shè)備上完成,工作模式過于單一,沒有條件在工作模式優(yōu)化的基礎(chǔ)上,再進行工作參數(shù)優(yōu)化,因此,難以獲得較好的處理效果。

小麥胚芽是面粉工業(yè)的副產(chǎn)品,辛志宏[7]以小麥胚芽蛋白為原料,進行了小麥胚芽ACE(Angiotensin I-converting enzyme,血管緊張素轉(zhuǎn)換酶)抑制肽制備技術(shù)的研究。之后,賈俊強[8]的研究發(fā)現(xiàn),超聲波預(yù)處理對小麥胚芽蛋白后續(xù)酶解反應(yīng)有顯著的影響,而且掃頻多頻發(fā)散式超聲、單頻聚能式超聲等因為超聲波的模式不同,處理效果表現(xiàn)出顯著的差異。為了更全面地研究超聲波的處理效果,本文進一步將聚能逆流單頻、聚能逆流雙頻、脈沖掃頻多頻、發(fā)散三頻、對振雙頻等五種不同工作模式的超聲波設(shè)備應(yīng)用于麥胚蛋白的預(yù)處理。聚能逆流單頻、聚能逆流雙頻、脈沖掃頻多頻、發(fā)散三頻、對振雙頻超聲在工作原理以及工作模式上有很大不同。聚能逆流單頻、聚能逆流雙頻超聲屬于探頭式超聲,即由超聲探頭發(fā)出超聲波,超聲能量比較集中;脈沖掃頻多頻、發(fā)散三頻、對振雙頻超聲屬于平板式超聲,即由超聲板發(fā)出超聲波,超聲能量平均分散分布。聚能逆流單頻、聚能逆流雙頻、對振雙頻超聲只能以定頻的模式工作,而脈沖掃頻多頻、發(fā)散三頻超聲既可以定頻的模式工作也可以掃頻的模式工作。定頻是指超聲波的頻率固定在中心頻率不變;而掃頻是指超聲波的頻率圍繞中心頻率在一個設(shè)定的范圍內(nèi)以一定掃頻周期上下波動。本文通過對比研究這五種不同工作模式的超聲波設(shè)備作用于麥胚蛋白的結(jié)果,以期獲得最佳的超聲波工作模式及其工作參數(shù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

脫脂小麥胚芽粉河南省鯤華生物技術(shù)有限公司;堿性蛋白酶(20萬U/mL)諾維信(中國)生物技術(shù)有限公司;馬尿酰組氨酰亮氨酸(HHL)Sigma公司;氫氧化鈉國產(chǎn)分析純;血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)本實驗室自提于豬肺[9]。

聚能逆流單頻超聲設(shè)備、聚能逆流雙頻超聲設(shè)備、脈沖掃頻多頻超聲波設(shè)備、發(fā)散三頻超聲設(shè)備自行研制;XFMR-DRC-4-DPP-HC22-2598超聲設(shè)備(對振雙頻)美國進口;島津LC-20AT液相色譜日本島津公司;PHS-3C型數(shù)顯pH計上海鴻蓋儀器有限公司;DL-5C型離心機上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2實驗方法

1.2.1脫脂小麥胚芽酶解工藝稱取小麥胚芽粉,按照原料濃度10%配成水溶液,進行超聲預(yù)處理,處理條件為:單位體積超聲功率40 W/L、初始溫度25 ℃、超聲的工作時間10 s和間歇時間3 s、脈沖超聲掃頻周期120 ms、超聲處理時間30 min。

經(jīng)超聲預(yù)處理后的麥胚蛋白用堿性蛋白酶進行酶解,酶解條件如下:加酶量(E/S)1%、pH9.0、溫度50 ℃,在酶解90 min后,沸水浴中滅酶10 min,冷卻至室溫后于5000 r/min離心15 min,取上清液,稀釋5倍測定其ACE抑制率。以原料未經(jīng)超聲預(yù)處理為對照組。平行實驗進行三次。

1.2.2脫脂小麥胚芽的超聲波預(yù)處理本文擬考察在相同的能耗條件下,以較低超聲功率密度的超聲波預(yù)處理小麥胚芽,確定對小麥胚芽最有效果的一種超聲工作模式。所使用的超聲設(shè)備及其工作模式有以下幾種。

聚能逆流單頻超聲工作模式:20、28、35、40、50 kHz;聚能逆流雙頻超聲工作模式:20/28、20/35、20/40、20/50 (kHz/kHz);脈沖平板單頻超聲工作模式:定頻24、28、33、40、68 kHz,掃頻(24±2)、(28±2)、(33±2)、(40±2)、(68±2) kHz;脈沖平板雙頻超聲工作模式:定頻24/28、24/40、33/24、33/28、33/40、40/28、68/24、68/28、68/33、68/40(kHz/kHz),掃頻(24±2)/(28±2)、(24±2)/(40±2)、(33±2)/(24±2)、(33±2)/(28±2)、(33±2)/(40±2)、(40±2)/(28±2)、(68±2)/(24±2)、(68±2)/(28±2)、(68±2)/(33±2)、(68±2)/(40±2) (kHz/kHz);發(fā)散三頻超聲工作模式:定頻20/28/40、20/35/50、20/40/60 (kHz/kHz/kHz),掃頻(20±2)/(28±2)/(40±2)、(20±2)/(35±2)/(50±2)、(20±2)/(40±2)/(60±2) (kHz/kHz/kHz);對振雙頻超聲工作模式:20、16 kHz、20/16 (kHz/kHz)。

1.2.3單因素實驗本實驗是一個雙目標(biāo)實驗,以ACE抑制率為主導(dǎo),但同時也要了解水解度(DH),進行單因素優(yōu)化,雖然優(yōu)化得到的條件可能不是最佳的,比正交優(yōu)化的結(jié)果要差一點,但單因素逐級優(yōu)化實驗可以觀察到整個過程中的變化,對實驗過程更有指導(dǎo)意義,所以在優(yōu)化得到的一種超聲模式條件下,對超聲預(yù)處理條件進行單因素優(yōu)化實驗,考察單位體積超聲功率、超聲處理時間、超聲初始溫度、底物濃度對DH和ACE抑制率的影響,確定最佳的超聲預(yù)處理工藝，其中固定超聲工作時間10 s和間歇時間3 s,超聲掃頻周期120 ms。

各組單因素實驗條件如下:超聲處理時間30 min,超聲初始溫度25 ℃、底物濃度7%,單位體積超聲功率取值為40、50、60、70、80、90、100 W/L;單位體積超聲功率為前組單因素實驗優(yōu)化值,超聲初始溫度25 ℃、底物濃度7%,超聲處理時間取值為10、20、30、40、50、60、70、80、90 min;單位體積超聲功率和超聲處理時間為前組實驗優(yōu)化值,底物濃度7%,超聲初始溫度取值為20、30、40、50、60、70、80 ℃;單位體積超聲功率、超聲處理時間和超聲初始溫度為前組實驗優(yōu)化值,底物濃度取值為3%、5%、7%、10%、12%、15%(各不同濃度的預(yù)處理小麥胚芽溶液,在酶解前均用蒸餾水稀釋至3 g/100 mL)。

以ACE抑制率和水解度(DH)作為考察指標(biāo),進行局部優(yōu)化,得到制備脫脂小麥胚芽ACE抑制肽的較優(yōu)工藝條件。實驗平行三次。

1.2.4水解度測定水解度測定采用pH-stat法[7,10]。水解度(DH)即蛋白質(zhì)在水解過程中,斷裂的肽鍵數(shù)占蛋白質(zhì)中總肽鍵的百分?jǐn)?shù),可用式(1)表示:

式(1)

式中,B-NaOH的消耗量,mL;Nb-NaOH濃度,mmol/mL;Mp-被水解蛋白的質(zhì)量,g;α-α-NH2在蛋白底物中的平均解離度,pH9.0、50 ℃的實驗條件下,1/α為1.01,即本文堿性蛋白酶對蛋白平均解離度為0.99;h-單位質(zhì)量蛋白質(zhì)被水解的肽鍵量,mmol/g;htot-單位質(zhì)量蛋白質(zhì)中肽鍵的總量(mmol/g),對于某一特定蛋白質(zhì)htot為一固定值,麥胚蛋白的htot=7.69[8]。

1.2.5ACE抑制率測定參考王振斌等[11-12]研究的方法進行測定。準(zhǔn)確吸取10 μL樣品于1.5 mL離心管中,加入25 μL ACE(1 U ACE溶于10 mL的pH8.3、0.1 mol/L的硼酸緩沖液中,該緩沖液含0.3 mol/L NaCl),37 ℃保溫10 min,隨后加入6.5 mmol/L的馬尿酰-組氨酰-亮氨酸(N-Hippuryl-L-histidyl-L-leucine,HHL)40 μL,在37 ℃恒溫反應(yīng)30 min,然后加入1 mol/L HCl 85 μL終止反應(yīng),所得反應(yīng)液用于HPLC分析。HPLC條件:ZORBAXSB-C18色譜柱(4.6 mm×150 mm,填料粒徑5 μm);檢測波長228 nm;進樣量10 μL;柱溫25 ℃;流動相為超純水-乙腈(75∶25,各含0.5‰三氟乙酸);流速1.0 mL/min。用10 μL pH8.3硼酸緩沖液作空白對照實驗。

1.2.6半抑制濃度(IC50)的測定將酶解上清液分別稀釋2、3、4、5、6、7倍,測定不同稀釋倍數(shù)下的ACE抑制率。繪制濃度-抑制率曲線回歸方程,通過曲線方程計算抑制率為50%所對應(yīng)的濃度值,即IC50值[13-14]。以原料未經(jīng)超聲預(yù)處理為對照組,計算超聲處理對IC50值的影響。

1.3數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用GraphPad Prism5軟件作圖,SPSS Statistics17.0軟件進行方差分析。

2　實驗結(jié)果與分析

2.1最優(yōu)超聲工作模式的篩選

2.1.1聚能逆流單頻超聲波預(yù)處理對酶解制備麥胚ACE抑制肽活性的影響聚能逆流單頻超聲對脫脂小麥胚芽進行預(yù)處理,酶解的水解度(DH)及酶解物對ACE的抑制率如圖1。

圖1　聚能逆流單頻超聲頻率對水解度和ACE抑制率的影響Fig.1　Effects of ultrasonic frequency of energy aggregation,counter flow and single-frequency model on DH and ACE inhibitory activity

聚能逆流單頻超聲設(shè)備各種工作模式對小麥胚芽的水解度影響不大,但對酶解液的ACE抑制率有一定的影響,在28 kHz處理小麥胚芽時,其酶解產(chǎn)物的ACE抑制率最高為65.41%,比對照提高了6.54%。

2.1.2聚能逆流雙頻超聲波預(yù)處理對酶解制備麥胚ACE抑制肽活性的影響聚能逆流雙頻超聲對脫脂小麥胚芽進行預(yù)處理,酶解的水解度及酶解物對ACE的抑制率如圖2。

圖2　聚能逆流雙頻超聲頻率對水解度和ACE抑制率的影響Fig.2　Effects of ultrasonic frequency of energy aggregation,counter flow and dual-frequency model on DH and ACE inhibitory activity

聚能逆流雙頻超聲設(shè)備各種工作模式對小麥胚芽的水解度影響不大,但對酶解液的ACE抑制率有很大的影響。其中,以20 kHz/35 kHz組合處理效果最好,ACE抑制率達(dá)64.07%,相比于35 kHz單獨處理,ACE抑制率有一定的提高,但相比于28 kHz單獨處理時,雙頻的處理效果不如單頻。

在聚能逆流單頻超聲的基礎(chǔ)上,以20 kHz為基頻組合形成的聚能逆流雙頻超聲,與單頻所對應(yīng)的各個頻率的酶解效果相比,酶解產(chǎn)物的ACE抑制率有的出現(xiàn)增大,有的出現(xiàn)降低,這說明超聲波效果不是簡單的各種波之間效果的疊加,不同波之間也有交互作用。

圖3　脈沖平板單頻超聲定頻(a)和掃頻(b)時頻率對水解度和ACE抑制率的影響Fig.3　Effects of ultrasonic frequency of pulsed,plate and single-frequency model with(a)fixed and(b)sweeping frequency on DH and ACE inhibitory activity

2.1.3脈沖平板單頻超聲波預(yù)處理對酶解制備麥胚ACE抑制肽活性的影響由圖3可知,脈沖平板單頻超聲設(shè)備各種工作模式對小麥胚芽的水解度幾乎沒有太大影響,但對酶解液的ACE抑制率有很大的影響。經(jīng)超聲預(yù)處理后,酶解液ACE抑制率都有所提高,而且無論定頻還是掃頻,都以28 kHz或(28±2)kHz處理的效果最好,其中又以(28±2)kHz預(yù)處理的效果好于以28 kHz處理的效果,ACE抑制率為65.88%,這表明頻率為28 kHz的超聲波所產(chǎn)生的空化作用最有利于麥胚蛋白結(jié)構(gòu)的改變。

2.1.4脈沖平板雙頻超聲波預(yù)處理對酶解制備麥胚ACE抑制肽活性的影響由圖4可知，小麥胚芽經(jīng)過雙頻超聲處理后,其酶解液ACE抑制率得到較大提高,其中,在固定頻率組合為40 kHz/28 kHz時,其酶解液的ACE抑制率最高為66.77%,與未超聲對照組相比提高了8.76%。

結(jié)合圖4a和圖4b,可以發(fā)現(xiàn),采用固定雙板頻率處理與雙板掃頻處理,對酶解液抑制活性的影響是不同的,原因可能是不同頻率發(fā)出的超聲波振幅不同,出現(xiàn)振幅疊加或者振幅削減作用,增大的振幅有利于許多微氣泡核合并,使其體積變大,經(jīng)過擠壓破裂,產(chǎn)生強大的剪切力和瞬時高壓對麥胚蛋白結(jié)構(gòu)破壞更為劇烈[15]。此外,賈俊強[8]認(rèn)為在有些頻率組合的振板之間可能表現(xiàn)出協(xié)同作用,使麥胚蛋白結(jié)構(gòu)容易破壞。麥胚蛋白結(jié)構(gòu)的改變可能造成蛋白分子內(nèi)部疏水性氨基酸暴露在蛋白表面,容易被蛋白酶切割下來,使酶解產(chǎn)物中疏水性氨基酸含量增加,引起酶解產(chǎn)物的ACE抑制率的增加[16]。

圖4　脈沖平板雙頻超聲定頻(a)和掃頻(b)時頻率對水解度和ACE抑制率的影響Fig.4　Effects of ultrasonic frequency of pulsed,plate and dual-frequency model with(a)fixed and(b)sweeping frequency on DH and ACE inhibitory activity

2.1.5發(fā)散三頻超聲波預(yù)處理對酶解制備麥胚ACE抑制肽活性的影響從圖5可知,發(fā)散三頻超聲設(shè)備各種工作模式對小麥胚芽的水解度幾乎沒有太大影響,但對酶解液的ACE抑制率有輕微的影響。其中,組合20 kHz/28 kHz/40 kHz優(yōu)于其他組合,酶解液的ACE抑制率提高較多,為63.45%。

圖5　發(fā)散三頻超聲定頻(a)和掃頻(b)時頻率對水解度和ACE抑制率的影響Fig.5　Effects of ultrasonic frequency of diverging and triple-frequency model with(a)fixed and(b)sweeping frequency on DH and ACE inhibitory activity

2.1.6對振雙頻超聲波預(yù)處理對酶解制備麥胚ACE抑制肽活性的影響對振雙頻超聲預(yù)處理對酶解的水解度及酶解物對ACE的抑制率如圖6。

圖6　對振雙頻超聲頻率對水解度和ACE抑制率的影響Fig.6　Effects of ultrasonic frequency of opposite-site and dual-frequency model on DH and ACE inhibitory activity

雙頻對振超聲設(shè)備各種工作模式對小麥胚芽的水解度幾乎沒有太大影響,對酶解液的ACE抑制率也影響微弱,只有在20 kHz/16 kHz超聲處理時,酶解液的ACE抑制率才有輕微的提高,而在20 kHz或16 kHz單獨超聲處理時,酶解液的ACE抑制率相對于不超聲對照組沒有顯著改變。

通過研究不同工作模式下的超聲預(yù)處理對脫脂小麥胚芽酶解物水解度和ACE抑制率的影響,確定脈沖平板式40 kHz/28 kHz雙頻超聲為最佳的超聲波工作模式。下面將采用此模式,進一步優(yōu)化超聲條件。

2.2影響酶解效果的主要因素

2.2.1單位體積超聲功率對酶解效果的影響單位體積超聲功率對酶解的水解度及酶解物對ACE的抑制率如圖7所示。

圖7　單位體積超聲功率對水解度和ACE抑制率的影響Fig.7　Effects of ultrasonic power per unit volume on DH and ACE inhibitory activity

從圖7可以看出,不同超聲波功率密度對小麥胚芽的水解度幾乎沒有太大的影響,其水解度大小均接近20.0%。超聲波功率對ACE抑制率有較大的影響,隨著超聲波功率的增加,ACE抑制率持續(xù)增大,在60 W/L時,ACE抑制率達(dá)到最高。隨著功率進一步增大,ACE抑制率又呈緩慢下降的趨勢。在高功率超聲波作用后,其ACE抑制率略有下降,其原因在于:聲強會隨著功率的增大而增加,但是在聲強較高時會造成空化泡過多,形成聲波屏障,不利于聲波傳到整個液體空間[17],從而造成在高功率下出現(xiàn)空化相對強度減少的現(xiàn)象,而這可能導(dǎo)致高功率下超聲波對麥胚蛋白的空化作用減弱。

盡管超聲波處理沒有改變水解度,但提高了酶解產(chǎn)物的ACE抑制率,這說明超聲波預(yù)處理改變了麥胚蛋白的酶解特征,而這種變化或許與麥胚蛋白的結(jié)構(gòu)改變有關(guān),目前已有關(guān)于超聲波能夠改變牛血清蛋白結(jié)構(gòu)的報道[18]。綜上認(rèn)為,單位體積超聲功率以60 W/L為宜。

2.2.2超聲時間對酶解效果的影響超聲時間對酶解的水解度及酶解物對ACE的抑制率如圖8所示。

圖8　超聲時間對水解度和ACE抑制率的影響Fig.8　Effects of ultrasonic time on DH and ACE inhibitory activity

從圖8中可以看出,超聲波處理時間并沒有對水解度產(chǎn)生影響,超聲波處理沒有使更多的肽鍵被水解。然而,處理時間對酶解液的ACE抑制率有較大的影響,隨著處理時間的增加,ACE抑制率在前50 min呈緩慢增大的趨勢;50 min到70 min,ACE抑制率迅速增大并達(dá)到最高;隨著時間進一步延長,ACE抑制率開始逐漸下降。

較短時間的超聲波預(yù)處理會使麥胚蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,引起表面疏水性增加[18],表面疏水性是由疏水氨基酸引起的,疏水性氨基酸對降血壓肽活性具有重要作用[16],故這種適度的變性可能有利于降血壓肽的釋放。但是當(dāng)處理時間過長時,會使部分蛋白發(fā)生過度變性,蛋白折疊,隱藏了疏水性氨基酸,反而使酶解液的抑制活性降低,因此選擇適當(dāng)?shù)某暡ㄌ幚頃r間對于高效制備ACE抑制肽將起到重要的作用。因此,超聲處理時間以70 min為宜。

2.2.3超聲初始溫度對酶解效果的影響從圖9可以看出,小麥胚芽溶液的初始溫度對水解度幾乎沒有太大的影響,但對ACE抑制率有較大的影響。在初始溫度達(dá)到40 ℃以前,改變?nèi)芤撼跏紲囟葘CE抑制率影響不大;隨著初始溫度進一步增加,ACE抑制率逐漸增大,在60 ℃時,ACE抑制率達(dá)到最高;但初始溫度進一步增加,ACE抑制率略微下降。這可能與超聲波的特殊作用有關(guān),超聲波輻射作用于物料最主要是通過空化作用[19-20]。即料液中微小泡核在超聲波作用下通過振蕩、生長、收縮及崩潰等一系列變化而產(chǎn)生瞬時高溫、高壓和剪切力等。初始料液溫度低,超聲波能大量被料液吸收,使超聲波空化作用減弱;而初始料液溫度太高,固有的微小泡核由于熱作用而從料液中排出,使料液中微小泡核量減小,同樣使空化作用減弱,而達(dá)不到理想的處理效果。因此,超聲初始溫度以60 ℃為宜。

圖9　超聲初始溫度對水解度和ACE抑制率的影響Fig.9　Effects of initial temperature in ultrasonic tank on DH and ACE inhibitory activity

2.2.4底物濃度對酶解效果的影響從圖10可以看出,不同濃度的小麥胚芽溶液超聲波預(yù)處理對水解度幾乎沒有太大的影響,但對ACE抑制率有很大影響。隨著溶液濃度的增加,ACE抑制率逐漸增大。在溶液濃度為7%時,ACE抑制率達(dá)到最高;隨著溶液濃度進一步增加,ACE抑制率開始下降。原因可能為:料液濃度低時,超聲波空化作用產(chǎn)生的作用力由于蛋白顆粒稀少而未充分作用在蛋白顆粒上,而適度的料液濃度使蛋白顆粒能夠充分接受空化作用力,同時蛋白之間發(fā)生強烈的碰撞,提高了超聲波對蛋白的空化效果;然而,過高的料液濃度導(dǎo)致料液粘度增加,不利于超聲波的傳遞,影響了空化作用效果[8]。綜上認(rèn)為,底物濃度以7%為宜。

圖10　底物濃度對水解度和ACE抑制率的影響Fig.10　Effects of substrate concentration on DH and ACE inhibitory activity

通過上述單因素實驗,獲得超聲預(yù)處理小麥胚芽的較優(yōu)條件為:單位體積超聲功率60 W/L、超聲波時間70 min、超聲初始溫度60 ℃、底物濃度7%。在該條件下,酶解產(chǎn)物ACE抑制活性的IC50值為2.483 mg/mL,而無超聲預(yù)處理的對照組IC50值為2.636 mg/mL,因此超聲預(yù)處理可以使得IC50降低了5.8%。

3　結(jié)論

超聲波預(yù)處理對小麥胚芽酶解反應(yīng)的水解度沒有顯著的影響,而可以顯著提高酶解產(chǎn)物的ACE抑制活性,最佳的超聲波工作模式是脈沖平板式40 kHz/28 kHz雙頻超聲。

利用脈沖平板式40 kHz/28 kHz雙頻超聲預(yù)處理小麥胚芽的較優(yōu)條件為:單位體積超聲功率60 W/L、超聲波時間70 min、超聲初始溫度60 ℃、底物濃度7%。在該條件下,相比于未超聲,其酶解產(chǎn)物ACE抑制活性的IC50降低了5.8%。

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Effect of ultrasound pretreatment on enzymatic preparation of ACE-inhibitory peptides from defatted wheat germ

MAO Li,MA Hai-le*,PAN Zhong-li,XU Kang-kang,WANG Yu-cheng

(School of Food and Bioengineering,Jiangsu University,Key Laboratory for Physical Processing of Agricultural Products of Jiangsu Province,Zhenjiang 212013,China)

In order to study the effects of different working mode of ultrasound on the degree of enzymatic hydrolysis and ACE inhibitory activity of defatted wheat germ,five kinds of working mode of ultrasound,energy aggregation counter flow single-frequency ultrasound,energy aggregation counter flow dual-frequency ultrasound,pulsed and sweeping frequency ultrasound,divergence triple-frequency ultrasound and opposite-site dual-frequency ultrasound were used to pretreat of defatted wheat germ under the same condition in this article. The one-factorial experiments were taken to search the best pretreatment parameters of ultrasound.The results illustrated that ultrasound pretreatment had no significant effect on the degree of hydrolysis but could increase the ACE inhibitory activity of enzyme products significantly. The best ultrasonic working mode was 40 kHz/28 kHz pulse plate dual-frequency ultrasound. With this working mode,the enzymatic hydrolysates value of IC50could drop to 2.483 mg/mL under the following optimal ultrasound pretreatment conditions:ultrasonic power per unit volume of 60 W/L,ultrasound time of 70 min,ultrasonic initial temperature at 60 ℃,the substrate concentration 7%. As a better result,the value of IC50decreased by 5.8% compared with control group.

ultrasound pretreatment;defatted wheat germ;ACE-inhibitory;enzymatic hydrolysis

2015-12-25

毛麗(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：食品物理加工技術(shù)，E-mail：948180359@qq.com。

馬海樂(1963-)，男，教授，研究方向：功能食品、食品物理學(xué)加工方法及裝備的開發(fā)研究，E-mail：mhl@ujs.edu.cn。

國家863計劃課題(2013AA102203)。

TS201.1

A

1002-0306(2016)12-0200-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.12.030