樊艷平 成小芳 王宏民 張耀文 張仙紅,

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四個(gè)抗豆象綠豆品種的胰蛋白酶抑制劑穩(wěn)定性

樊艷平1成小芳2王宏民3張耀文4張仙紅1,*

1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 山西太谷 030801;2山西農(nóng)業(yè)大學(xué)文理學(xué)院, 山西太谷 030801;3山西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院, 山西太谷 030801;4山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所, 山西太原 030000

以4個(gè)抗豆象綠豆C6749、C5200、C5193和C5205為試材, 以感豆象綠豆晉綠1號為對照, 測定和研究其胰蛋白酶抑制劑活性在高溫高壓、變性劑和還原劑處理后的穩(wěn)定性。結(jié)果表明, 4個(gè)抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性均高于對照(<0.01), 且C5200>C5193>C6749>C5205, 在不同高溫高壓、變性劑和還原劑處理后殘余活性均比對照高, 殘余活性隨溫度壓力升高、處理時(shí)間延長, 變性劑和還原劑處理時(shí)間的延長明顯下降, 變性劑、還原劑對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑殘余活性的影響表現(xiàn)為: 鹽酸胍>尿素, TCEP>DTT>β-ME。4個(gè)抗豆象綠豆中C5200的耐高溫高壓性、耐變性和耐還原性最強(qiáng), C5193次之; C5205的耐高溫高壓性、耐變性最差, C6749耐還原性最差。說明4個(gè)抗豆象綠豆中C5200和C5193是抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑殘余活性保存較高的2個(gè)品種, 有較大的應(yīng)用價(jià)值。

抗豆象綠豆; 胰蛋白酶抑制劑; 高溫高壓; 變性劑; 還原劑

胰蛋白酶抑制劑(trypsin inhibitor, TI)可抑制生物體內(nèi)胰蛋白酶的水解活性, 調(diào)節(jié)生物體內(nèi)許多重要的生命活動[1-3]。胰蛋白酶抑制劑可與昆蟲腸道中的胰蛋白酶結(jié)合形成復(fù)合物, 影響昆蟲對食物的消化、吸收和利用, 還能刺激昆蟲消化酶的過度分泌, 抑制昆蟲進(jìn)食, 影響其正常生長發(fā)育, 甚至導(dǎo)致死亡[4-7]; 豆類中提取的胰蛋白酶抑制劑可抑制HIV-1病毒增殖[8]; 大豆中提取的胰蛋白酶抑制劑對宮頸癌、腸癌和卵巢癌均有一定抗癌活性[9-11]; 北海道黑豆中提取的胰蛋白酶抑制劑可抑制乳腺癌細(xì)胞增殖[12];蠶豆中提取的胰蛋白酶抑制劑可抑制肝腫瘤細(xì)胞增殖[13]; 蕎麥胰蛋白酶抑制劑可誘導(dǎo)實(shí)體癌細(xì)胞凋亡[14-16]; 胰蛋白酶抑制劑還可使肉類食品的質(zhì)構(gòu)改善[17]。可見, 胰蛋白酶抑制劑在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、生物工程等領(lǐng)域中具有重要作用[18-20], 因此, 尋找新型、高活性的胰蛋白酶抑制劑, 并對其穩(wěn)定性進(jìn)行研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

胰蛋白酶抑制劑主要存在于植物的種子、塊莖等儲藏器官中, 含量通常高達(dá)總蛋白的10%, 特別在豆科植物的種子中含量更高[1-3]。綠豆胰蛋白酶抑制劑屬Bowman-Birk類抑制劑, 被認(rèn)為是自然界最有效的胰蛋白酶抑制劑之一[21], 由于可分別抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的活性[22], 于20世紀(jì)60年代已開始對其研究[23-24]。目前, 有關(guān)綠豆胰蛋白酶抑制劑的分離純化技術(shù)已有報(bào)道[25-30], 但對其生物學(xué)活性研究較少, 對抗豆象綠豆中胰蛋白酶抑制劑活性的穩(wěn)定性研究還未見報(bào)道。本試驗(yàn)測定和研究4個(gè)抗豆象綠豆中胰蛋白酶抑制劑活性在高溫高壓、變性劑及還原劑作用下的穩(wěn)定性, 旨在為抗豆象綠豆資源的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試綠豆

抗豆象綠豆C6749、C5200、C5193、C5205及感豆象綠豆晉綠1號, 均由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供, 其中C6749來自(Vc3890A/V2709)- 32-35雜交組合, C5200來自Vc1973A/Tc1966雜交組合, C5193來自Vc2768A//Vc1178A/Tc1966雜交組合, C5205來自(Vc1973A/Tc1966)-32雜交組合, 且C6749、C5200、C5193和C5205均為全國統(tǒng)一編號。

1.2 供試試劑及儀器

胰蛋白酶購自Sigma公司; 苯甲酰-DL-精氨酸-對硝基酰胺鹽(BAPNA)、無水CaCl2、Tris-HCl、乙酸、尿素、鹽酸胍、β-疏基乙醇(β-ME)、二硫蘇糖醇(DTT)、三(2-羧乙基)膦鹽酸鹽(TCEP)均為國產(chǎn)分析純試劑。

多功能食品粉碎機(jī)購自廣東小熊電器有限公司;恒溫水浴鍋購自北京永光明醫(yī)療儀器廠; 離心機(jī)購自美國Sigma公司; 天平購自北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司; 酶標(biāo)儀購自美國DANAHER公司; 搖床購自上海長城生化廠; 真空冷凍干燥機(jī)購自美國Thermofisher公司; 自動高壓蒸汽滅菌系統(tǒng)購自美國Zealway公司。

1.3 方法

1.3.1 胰蛋白酶抑制劑的制備 用多功能食品粉碎機(jī)粉碎綠豆并通過孔徑140mm篩, 稱取過篩的樣品20 g, 溶于20 mL蒸餾水于4℃振蕩過夜, 振蕩速度為180 r min–1, 以2000′離心15 min, 將所得沉淀再次溶于等量蒸餾水重復(fù)以上操作, 合并兩次上清液, 用磁力攪拌器緩慢攪拌, 緩慢加入研細(xì)的無水CaCl2, 使CaCl2最終濃度達(dá)到0.0375 mol L–1, 蛋白質(zhì)形成較大顆粒沉淀后立即停止攪拌, 靜置20 min, 5000′離心15 min, 將沉淀用蒸餾水復(fù)溶、二次提取后, 5000′離心15 min, 將沉淀再次用蒸餾水復(fù)溶重復(fù)以上操作, 合并2次的上清液備用。

1.3.2 胰蛋白酶抑制劑的活性測定 取上述提取液0.1 mL, 加5 mg mL–1胰蛋白酶溶液0.1 mL與0.05 mol L–1Tris-HCl緩沖液(pH 8.1) 0.6 mL, 混勻后置37℃水浴10 min, 加底物BNPNA 1.0 mL, 再置37℃水浴10 min, 最后加30%乙酸0.5 mL終止反應(yīng), 在410 nm處測其吸光度, 計(jì)算抑制劑的活性[31]。

在上述反應(yīng)條件下抑制1 mg 1∶250的胰蛋白酶活性所需要的抑制劑量為1個(gè)抑制劑活性單位(TIU)。

1.3.3 高溫高壓對胰蛋白酶抑制劑活性的影響

將上述樣品真空冷凍干燥后得到凍干粉, 在給定的溫度和壓力(0.047 MPa/80°C, 0.101 MPa/100°C, 0.143 MPa/110°C, 0.198 MPa/120°C)條件下, 分別處理5、10、15 和20 min, 在4℃條件下保存15 min后, 測定抑制劑殘余活性。

1.3.4 變性劑對胰蛋白酶抑制劑活性的影響 取 8 mol L–1尿素、6 mol L–1鹽酸胍0.5 mL分別于離心管(其中尿素和鹽酸胍分別用0.05 mol L–1、pH 8.1的Tris-HCl緩沖液配制), 再分別加入0.5 mL提取液, 室溫下處理1 h、2 h和3 h, 終止反應(yīng)后離心, 取上清液, 按前述方法計(jì)算抑制劑的殘余活性。

1.3.5 還原劑對胰蛋白酶抑制劑活性的影響 取0.5 mL 5 mmol L–1的β-疏基乙醇(β-ME)、二硫蘇糖醇(DTT)和三(2-羧乙基)膦鹽酸鹽(TCEP)(3種還原劑分別用0.05 mol L–1、pH 8.1的Tris-HCl緩沖液配制)分別于離心管中, 再分別加入0.5 mL提取液, 在37℃恒溫下處理20 min、40 min和60 min, 終止反應(yīng)后, 離心, 取上清液, 按前述方法計(jì)算抑制劑的殘余活性。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)中胰蛋白酶抑制劑活性測定均采取3次重復(fù), 以其平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。采用Microsoft Excel處理數(shù)據(jù), 用SPSS 16.0軟件統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 胰蛋白酶抑制劑活性在不同綠豆間的差異性

由圖1可知, 不同綠豆的胰蛋白酶抑制劑活性不同, 4個(gè)抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性均高于對照(<0.01), 并且4個(gè)抗豆象綠豆之間的差異顯著(<0.05), 其中活性最高的是C5200, 達(dá)70.2 TIU g–1, 比對照增加64.8%, C5193次之, C5205活性最低, 為55.2 TIU g–1?？梢? 4個(gè)抗豆象綠豆均有較高的胰蛋白酶抑制劑活性。

圖1 不同綠豆的胰蛋白酶抑制劑活性

標(biāo)以不同大小寫字母的柱值分別在0.01和0.05水平上差異顯著。

Bars superscripted by different letters are significantly different at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

2.2 高溫高壓鈍化對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響

由表1可知, 不同的高溫高壓對各供試綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響不同, 各抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑殘余活性隨溫度、壓力的不斷增加, 呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢, 且處理時(shí)間越長, 殘余活性越低。在0.047 MPa/80°C處理下, 處理時(shí)間為5 min、10 min時(shí), 4個(gè)抗豆象綠豆殘余活性均高達(dá)90%以上,說明較低的溫度和壓力、較短的處理時(shí)間對殘余活性影響很小, 但當(dāng)溫度和壓力升高至0.198 MPa/ 120°C, 處理時(shí)間增加至20 min時(shí), 4個(gè)抗豆象綠豆殘余活性均大幅下降, 但仍沒有失活, 且C5200和 C5193殘余活性仍為對照的4.60倍和3.36倍; 在各溫度壓力處理下, C5200和C5193的胰蛋白酶抑制劑均有較高的殘余活性, 且均與對照差異顯著, 說明C5200的耐高溫、耐高壓性最強(qiáng), C5193次之, C5205最差。各綠豆在各溫度、壓力處理下變異系數(shù)在0.025~0.507之間, 其中0.198 MPa/120℃下處理20 min變異系數(shù)比其他處理均大, 說明該處理對各綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響較大。

均數(shù)間多重比較表明, 在各溫度壓力處理下, 4個(gè)抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性均值均高于對照,且4個(gè)抗豆象綠豆之間及與對照之間均有極顯著差異(<0.01), C5200的胰蛋白酶抑制劑活性均值明顯高于其他3個(gè)抗豆象綠豆。而不同處理時(shí)間之間、不同高溫高壓處理之間胰蛋白酶抑制劑活性均值差異極顯著(<0.01), 且5 min的處理時(shí)間要比其他處理時(shí)間胰蛋白酶抑制劑活性的均值高, 0.047 MPa/ 80°C的溫度、壓力處理比其他溫度、壓力處理胰蛋白酶抑制劑活性的均值也要明顯高很多(表2)。

表1 高溫高壓鈍化對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響

Table 1 Effect of high temperature and high pressure passivation on TI activity in bruchid-resistant mung bean varieties

高溫高壓條件Condition of high temperature/high pressure綠豆編號Mung bean code殘余活性 Residual activity (%) 5 min10 min15 min20 min 0.047 MPa/80°CCK93.1±1.217 d90.2±0.361 d86.2±1.136 d81.3±0.854 d C674995.2±0.985 c92.5±0.800 c90.1±0.557 b84.1±0.721 c C520099.2±0.557 a96.3±0.889 a92.4±0.656 a88.3±0.794 a C519397.4±1.058 b94.2±0.819 b91.2±0.625 ab86.2±1.136 b C520594.1±0.985 cd91.1±0.872 cd88.4±0.755 c82.8±0.755 cd 均值 Mean95.8092.8689.6684.54 極差 Range7.507.107.608.70 變異系數(shù) CV0.0260.0250.0260.032

(續(xù)表1)

高溫高壓條件Condition of high temperature/high pressure綠豆編號Mung bean code殘余活性 Residual activity (%) 5 min10 min15 min20 min 0.101 MPa/100°CCK43.7±0.700 e35.8±0.900 e24.9±0.755 e16.7±0.700 e C674959.1±0.721 c54.1±0.964 c45.7±0.721 c30.2±0.755 c C520074.4±0.700 a70.2±0.800 a62.5±0.854 a45.3±0.900 a C519365.2±0.954 b60.5±0.700 b54.3±1.249 b36.4±0.755 b C520550.5±0.800 d44.1±1.082 d38.1±0.700 d24.5±0.755 d 均值 Mean58.5852.9445.1030.62 極差 Range32.0036.1039.3030.00 變異系數(shù) CV0.1910.2360.2990.332 0.143 MPa/110°CCK35.3±0.608 e27.7±0.700 e18.8±0.656 e13.5±0.800 e C674943.7±0.819 c39.9±0.872 c32.7±0.721 c22.4±0.819 c C520062.1±0.812 a55.5±0.625 a47.2±1.136 a36.2±0.954 a C519350.5±1.114 b47.2±0.889 b40.3±0.800 b28.7±0.700 b C520539.2±0.755 d34.5±0.755 d25.9±0.656 d18.5±0.917 d 均值 Mean46.1640.9632.9823.86 極差 Range28.2029.0030.3024.60 變異系數(shù) CV0.2120.2450.3170.345 0.198 MPa/120°CCK26.4±0.755 e18.6±0.600 e10.2±0.400 e5.5±0.300 e C674937.4±0.721 c31.2±0.608 c22.5±0.700 c12.4±0.436 c C520053.5±0.800 a44.7±0.755 a34.5±0.700 a25.3±0.458 a C519342.7±0.800 b35.4±0.755 b27.4±0.889 b18.5±0.557 b C520530.6±0.755 d24.8±0.819 d17.2±0.755 d9.5±0.361 d 均值 Mean38.1230.9422.3614.24 極差 Range28.6027.4025.4020.60 變異系數(shù) CV0.2590.2990.3870.507

同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. CV: coefficient of variation.

表2 不同綠豆在不同高溫高壓鈍化下TI活性均數(shù)間的多重比較

同一列數(shù)據(jù)后不同大小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上差異顯著。

Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

2.3 變性劑對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響

由表3可知, 不同變性劑在不同處理時(shí)間下對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響不同, 且殘余活性均與對照差異顯著(<0.05)。在2種不同的變性劑處理下, 4個(gè)抗豆象綠豆的殘余活性均隨處理時(shí)間的增加而急速下降; 處理時(shí)間為1 h時(shí), 尿素的影響不大, 均保持在80%以上, 而鹽酸胍的影響比較大; 當(dāng)處理時(shí)間為3 h時(shí), 尿素處理下C5200和 C5193殘余活性分別為30.4%和22.3%, 而在鹽酸胍處理下C5200和 C5193殘余活性分別只有5.5%和3.8%, 仍沒有完全失活。在不同變性劑不同處理時(shí)間下, C5200和 C5193的胰蛋白酶抑制劑均有較高的殘余活性, 說明C5200的耐變性最強(qiáng), C5193次之, C5205最差, 同時(shí)也可知鹽酸胍變性能力強(qiáng), 而尿素變性能力相對較差。各綠豆在不同變性劑處理下變異系數(shù)在0.084~0.753之間, 其中在鹽酸胍處理3 h的變異系數(shù)比其他處理均大, 說明該處理對各綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響較大。

均數(shù)間多重比較表明, 在不同變性劑處理下, 4個(gè)抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性均值均高于對照, 且4個(gè)抗豆象綠豆之間以及與對照之間均差異極顯著(<0.01), C5200的胰蛋白酶抑制劑活性均值明顯高于其他3個(gè)抗豆象綠豆。而不同變性劑之間、不同處理時(shí)間之間胰蛋白酶抑制劑活性均值差異極顯著(<0.01), 且尿素處理要比鹽酸胍處理的胰蛋白酶抑制劑活性均值要高1倍, 處理1 h比處理2 h、3 h的TI活性均值分別高1倍和5倍(表4)。

表3 變性劑對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響

同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. CV: coefficient of variation.

表4 不同綠豆在不同變性劑處理下TI活性均數(shù)間的多重比較

同一列數(shù)據(jù)后不同大小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上差異顯著。

Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

2.4 還原劑對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響

由表5可知, 不同還原劑在不同處理時(shí)間下對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響不同, 且殘余活性均與對照差異顯著(<0.05)。在3種不同的還原劑處理下, 4個(gè)抗豆象綠豆的殘余活性均隨處理時(shí)間的增加而降低, 各還原劑處理下C5200和C5193均有較高的殘余活性, 說明C5200的耐還原性最強(qiáng), C5193次之, C6749最差。3種還原劑中TCEP對各綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響最大, 其次是DTT, β-ME影響最小。各綠豆在不同還原劑處理下變異系數(shù)在0.142~0.421之間, 其中在TCEP下處理60 min變異系數(shù)比其他處理均大, 說明該處理對各綠豆品種活性的影響較大, 但C5200和 C5193在TCEP下處理60 min, 殘余活性仍為對照的3.78倍和2.94倍。

均數(shù)間的多重比較表明, 在各還原劑處理下, 4個(gè)抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性均值均高于對照, 且4個(gè)抗豆象綠豆之間及與對照之間均差異極顯著(<0.01), C5200的胰蛋白酶抑制劑活性均值明顯高于其他3個(gè)抗豆象綠豆。而不同還原劑之間、不同處理時(shí)間之間胰蛋白酶抑制劑活性均值也差異極顯著(<0.01), 且β-ME處理比其他還原劑處理的胰蛋白酶抑制劑活性均值高, 20 min的處理時(shí)間比其他處理時(shí)間胰蛋白酶抑制劑活性均值高(表6)。

表5 還原劑對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響

同一列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.05 probability level. CV: coefficient of variation.

表6 不同綠豆在不同還原劑處理下TI活性均數(shù)間的多重比較

同一列數(shù)據(jù)后不同大小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上差異顯著。

Values within a column followed by different letters are significantly different at the 0.01 and 0.05 probability levels, respectively.

3 討論

胰蛋白酶抑制劑不僅有抗蟲作用, 還有抗病毒、抗腫瘤的作用[8-16], 且其含量與植物品種、生理狀態(tài)及受病蟲侵害程度有一定關(guān)系[32]。據(jù)江均平等報(bào)道, 不同產(chǎn)地的26個(gè)綠豆品種胰蛋白酶抑制劑活性存在明顯差異[33]。本試驗(yàn)表明, 4個(gè)抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性不同, 且其活性顯著高于感豆象綠豆及江均平等[33]的報(bào)道結(jié)果。

胰蛋白酶抑制劑與內(nèi)源抗蟲物質(zhì)協(xié)調(diào)可以增強(qiáng)植物抗蟲性, 自Hilder等[34]將豇豆胰蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)入煙草, 獲得高抗煙芽夜蛾的轉(zhuǎn)基因植株以來, 目前至少有15種不同來源的胰蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)入不同植物, 如利用大豆、大麥、南瓜、馬鈴薯等胰蛋白酶抑制劑基因獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因煙草、棉花、馬鈴薯等[35]。此外, 胰蛋白酶抑制劑可治療因消化酶過多而造成損傷的胰腺炎[36], 綠豆胰蛋白酶抑制劑還可有效抑制人結(jié)腸癌和肺腺癌細(xì)胞增殖和遷移, 使之凋亡[37-38]。本試驗(yàn)表明, 抗豆象綠豆C5200和C5193中胰蛋白酶抑制劑活性均顯著高于其他綠豆, 因此C5200和C5193有望作為生產(chǎn)胰蛋白酶抑制劑的潛在原料而用于培育抗蟲的轉(zhuǎn)基因植株和治療人類疾病。

胰蛋白酶抑制劑可用來防止香腸、肉丸、低鹽魚產(chǎn)品、海洋藍(lán)鲹魚糜凝膠軟化, 改善肉類食品的質(zhì)構(gòu)[17］。本研究表明, 抗豆象綠豆C5200和C5193中的胰蛋白酶抑制劑活性均有較高的抗高溫高壓性,因此, C5200和C5193有望作為生產(chǎn)胰蛋白酶抑制劑的潛在原料而用于高溫高壓下的食品生產(chǎn)和加工。

目前, 有關(guān)胰蛋白酶抑制劑耐變性、耐還原性的研究還很少, 小決明子胰蛋白酶抑制劑經(jīng)β-疏基乙醇、二硫蘇糖醇處理15 min后, 胰蛋白酶抑制劑活性幾乎消失殆盡[39]。紫花蕓豆胰蛋白酶抑制劑經(jīng)二硫蘇糖醇處理30 min后, 其胰蛋白酶抑制劑活性幾乎喪失一半[40], 而本研究中經(jīng)β-疏基乙醇、二硫蘇糖醇和三(2-羧乙基)膦鹽酸鹽還原劑于同樣條件下處理60 min, 抗豆象綠豆C5200仍有較高的胰蛋白酶抑制劑活性保存率, 達(dá)35.5%~52.3%, C5193次之。三(2-羧乙基)膦鹽酸鹽是一種較強(qiáng)的還原劑, 其還原能力強(qiáng)于β-疏基乙醇和二硫蘇糖醇, 但在三(2-羧乙基)膦鹽酸鹽處理下仍有一定的活性保存率, 可見抗豆象綠豆C5200和C5193中的胰蛋白酶抑制劑均具有較強(qiáng)的耐還原性。

對紫花蕓豆胰蛋白酶抑制劑耐變性的研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)尿素處理2 h后, 其體內(nèi)只殘留較少胰蛋白酶抑制劑活性, 而經(jīng)鹽酸胍處理2 h后, 胰蛋白酶抑制劑活性基本喪失[40]。而本研究中抗豆象綠豆經(jīng)尿素、鹽酸胍處理3 h后, 4個(gè)抗豆象綠豆中C5200胰蛋白酶抑制劑殘余活性仍可達(dá)30.4%和5.5%, C5193次之,說明鹽酸胍對抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性的影響最大, 其變性能力強(qiáng)于尿素, 導(dǎo)致耐變性、耐還原性差異的主要原因可能是植物品種的不同?？梢娍苟瓜缶G豆C5200和 C5193較紫花蕓豆的胰蛋白酶抑制劑活性具有較強(qiáng)的耐變性, 這對于抗豆象綠豆C5200、C5193中胰蛋白酶抑制劑的開發(fā)利用具有非常重要的意義。如何將抗豆象綠豆C5200、C5193中的胰蛋白酶抑制劑應(yīng)用于疾病治療、食品生產(chǎn)和加工還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

4個(gè)抗豆象綠豆胰蛋白酶抑制劑活性均顯著高于對照感豆象綠豆品種, 且在不同高溫高壓、變性劑和還原劑處理后, 殘余活性均比對照感豆象綠豆高。其中, 抗豆象綠豆C5200胰蛋白酶抑制劑活性最高, 且耐高溫高壓、耐變性和耐還原性均最強(qiáng), C5193次之。

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Stability of Trypsin Inhibitor in Foun Bruchid-Resistant Mung Bean Varieties

FAN Yan-Ping1, CHENG Xiao-Fang2, WANG Hong-Min3, ZHANG Yao-Wen4, and ZHANG Xian-Hong1,*

1College of Agriculture, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi, China;2College of Arts and Sciences, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China;3College of economics and management, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, Shanxi, China;4Institute of Crop Science, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030000, Shanxi, China

Taking bruchid-resistant mung beans C6749, C5200, C5193, and C5205 as experimental materials, with a susceptible mung bean Jinlyu 1 as control, the activity and the stability of mung bean trypsin inhibitor were measured under high temperature, high pressure, denaturant and reductant stresses. The trypsin inhibitor activities of four bruchid-resistant mung beans were significantly higher (<0.01) than those of control (Jinlyu 1), showing C5200 > C5193 > C6749 > C5205. When treated with high temperature, high pressure, denaturant and reductant, the residual activities of trypsin inhibitor from the four bruchid-resistant mung beans were higher than those of control, and decreased with increasing temperature and pressure, and extending treatment time of denaturant and reductant. The effects of denaturant and reductant on the residual activity of trypsin inhibitor of bruchid-resistant mung beans showed a tendency of guanidine hydrochloride > ure, and TCEP > DTT > β-ME. Among the four bruchid-resistant mung beans, C5200 had the highest tolerance and C5193 had the moderate tolerance to high temperature, high pressure, denaturant and reductant stresses; C5205 had the lowest tolerance to high temperature, high pressure, denaturant stresses, while C6749 had the lowest tolerance to reductant treatment. We concluded that C5200 and C5193 have the highest residual acti-vity of bruchid-resistant mung bean trypsin inhibitor under high temperature, high pressure, denaturant and reductant stresses, being of the higher value in its application.

bruchid-resistant mung bean; trypsin inhibitor; high temperature and high pressure; denaturant; reductant

2017-09-10;

2018-03-25;

2018-04-16.

10.3724/SP.J.1006.2018.00867

張仙紅, E-mail: zxh6288@sina.com

E-mail: ndxxxy@126.com

本研究由國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-08-G10)和山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(201703D211002-8)資助。

The study was supported by the China Agriculture Research System (CARS-08-G10) and the Major Project of Key Research and Development Program in Shanxi Province (201703D211002-8).

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20180416.0830.002.html