李婉春 吳光斌 陳發(fā)河

雙螺桿擠壓對低值海參多肽提取率及抗氧化活性的影響*

李婉春 吳光斌 陳發(fā)河①

(集美大學食品與生物工程學院 福建 廈門 361021)

海地瓜()屬低值海參產品，為了提高其使用價值，本研究以海地瓜為原料，利用雙螺桿擠壓輔助不同濃度亞硫酸鈉(Na2SO3)處理，并對擠出物多肽提取率、游離巰基含量和蛋白質溶解度進行測定；利用DA201-C型大孔吸附樹脂對擠出物多肽進行分離純化，并對多肽純化組分的分子量分布和抗氧化能力進行測定。結果顯示，雙螺桿擠壓輔助3.0% Na2SO3處理組多肽提取率、游離巰基含量和蛋白質溶解度分別為(57.12±0.62)%、(110.32±0.07)%和(28.72±0.13)%，較空白對照組(control check, CK)分別顯著提升(7.66±0.35)%、(105.32±0.01)%和(4.91±0.15)% (<0.05)；粗肽經純化得到純化組分Ⅰ(1000～3000 u)和純化組分Ⅱ(<1000 u)。CK組、雙螺桿擠壓輔助3.0% Na2SO3處理組及其經分離純化后得到的的純化組分Ⅰ、Ⅱ海地瓜多肽的DPPH自由基清除率的IC50值分別為25.51、12.72、6.58和9.02 mg/mL，對超氧陰離子自由基清除率的IC50值分別為25.56、13.51、11.87和8.44 mg/mL。純化組分Ⅰ在濃度為80 μg/mL時，人正常肝細胞(human normal liver cell, LO2)細胞存活率較損傷組最大提高(20.33±0.41)%；純化組分Ⅱ在濃度為20 μg/mL時，LO2細胞存活率較損傷組最大提高(17.07±1.18)%。綜上所述，雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理海地瓜提高了多肽的提取率，并增強了海地瓜多肽抗氧化活性。

低值海參；擠壓加工；多肽；抗氧化

我國大約有140多種海參，在遼寧、山東、福建省有豐富的資源(王麗麗等, 2019)，可食用的種類有20多種，其中，在黃海和渤海區(qū)域的刺參食用品質及營養(yǎng)價值最高(李忠清等, 2016)。海地瓜()是海參的一個種類，屬棘皮動物門(Echinodermata)、海參綱(Holothuroidea)、芋參目(Molpadida)、海地瓜屬()，因其外觀形似地瓜，故被稱為海地瓜；其體壁纖維粗壯，食用品質較差，被列為中國海參市場上的低值海參(趙麗等, 2019)。海地瓜營養(yǎng)成分不亞于刺參()(伏緯華等, 1991)，其含有蛋白質、多糖、皂苷等多種生物活性物質(王方國等, 1998)。海參膠原肽是海參膠原蛋白在一定條件下螺旋結構發(fā)生分解后的產物，通常采用酶法制備(王晴等, 2020)，具有抗氧化、抗炎、降血壓和降糖等功效(Ratih, 2018)。

雙螺桿擠壓技術是一種高溫高壓加工技術，通過螺桿轉動，推動擠出物料，在摩擦力和剪切力的作用下，物料發(fā)生破碎、捏合、混煉、殺菌、成型等物理和生化反應，最后通過不同的模口形成不同形態(tài)的“熔化物”(劉鵬等, 2018; 王旭等, 2020)。研究表明，擠壓加工使蛋白質的酶作用位點暴露，多肽得率有所提升(張旭娜等, 2017)，提高多肽的生物活性(王瑞斌等, 2019)。侯殿志等(2020)研究發(fā)現，擠壓小米多肽與發(fā)酵小米多肽相比有更強的血管緊張素轉換酶(angiotensin-I-converting enzyme, ACE)抑制活性和抗氧化能力，并能提高蛋白質消化率。齊寶坤等(2016)利用雙螺桿擠壓膨化預處理制備豆粕多肽，制得的多肽抗氧化能力得到提升。Ralston等(2008)利用亞硫酸鈉(Na2SO3)和半胱氨酸處理蛋白質，使其二硫鍵斷裂，可提高溶解度。蘇笑芳(2018)通過Na2SO3誘導大豆分離蛋白原料并進行雙螺桿擠壓，使蛋白原料中的二硫鍵斷裂，游離巰基含量增多，蛋白質聚集程度降低。目前，尚未見利用雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理技術制備海洋動物蛋白多肽的研究報道。

為解決海地瓜利用率低、肽提取率低的問題，本文以海地瓜為原料，研究了雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理對海地瓜多肽提取率和抗氧化活性的影響，以期為海地瓜開發(fā)利用及其多肽加工新工藝提供參考。

1 實驗與方法

1.1 材料與試劑

海地瓜干品(山東帆歌海洋食品有限公司)；亞硫酸鈉、乙腈和三氟乙酸(色譜純，國藥集團化學試劑有限公司)；無水乙醇(分析純，廣東西隴化工股份有限公司)；牛血清白蛋白生化試劑(滬試級BR)、福林酚(分析純)、胰蛋白酶和DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)(北京索萊寶科技有限公司)；大孔吸附樹脂(DA201-C)(河南鄭州勤實科技有限公司)；超氧陰離子試劑盒(南京建成生物科技有限公司)。

1.2 儀器與設備

G32型雙螺桿擠壓機(山東濟南盛潤機械公司)；DFY-500D高速粉碎機(浙江溫嶺市林大機械有限公司)；DHG-9146鼓風干燥箱(上海精宏實驗設備有限公司)；HH-4恒溫水浴鍋(江蘇金壇市科析儀器有限公司)；GL-20G-Ⅱ-D臺式高速冷凍離心機(上海安亭科學儀器廠)；Ultimate 3000高效液相色譜儀(DIONEX公司，美國)；T6新世紀-H紫外分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品前處理 將海地瓜干品充分泡發(fā)，洗凈去泥沙，剪成1 cm3左右的碎塊，于70℃的干燥箱中烘干至恒重，取出，用粉碎機粉碎成大小均勻的粉末，過60目篩，裝入密封袋中于–20℃中冷藏備用。以該方法制備的海地瓜干粉作為空白對照，記為CK組。

1.3.2 雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理海地瓜工藝

參考蘇笑芳(2018)方法略作修改，以1.3.1制備的海地瓜干粉為原料，分別用0 g/100 g、1.5 g/100 g、3.0 g/100 g干基原料的亞硫酸鈉溶于去離子水，調節(jié)海地瓜干粉水分含量至50%，并于4℃條件下平衡水分，過夜。設置螺桿轉速為34 Hz，機筒溫度為140 ℃，喂料速度為18 Hz，進行擠壓加工，擠出物二次烘干并粉碎過篩，裝袋備用。以該方法制備的海地瓜干粉為雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理組。

1.3.3 海地瓜多肽制備工藝 CK組和雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理海地瓜多肽制備工藝：以制備的海地瓜干粉→酶解→醇沉除多糖→旋蒸濃縮→冷凍干燥備用。酶解工藝條件：選用胰蛋白酶，pH值為8，酶解溫度為37℃，酶解時間為4 h，加酶量為10,000 U/g，料液比1∶120。

1.3.4 多肽提取率的測定 參考Lowry等(1951)的方法，取適量酶解液，加入10%的三氯乙酸(檀志芬等, 2005)，使大分子蛋白質沉淀，離心后取上清液，稀釋一定倍數，取1 mL按制作標準曲線方法操作，于640 nm處測定OD值，根據標準曲線和以下公式計算多肽提取率。

式中，為測定樣品的質量濃度(μg/mL)；為測定時取用的體積(mL)；為稀釋倍數；為樣品質量(g)。

1.3.5 游離巰基含量的測定 參考Anderson等(2000)的方法，準確稱取30 mg樣品，加入1.0 mL A液(pH為8.0的0.2 mol/L Tris-HCl，8 mol/L的尿素，1% SDS和3 mmol/L EDTA)，迅速混勻，25℃振蕩水浴1 h，加入0.1 mL B液(pH 8.0的0.2 mol/L Tris-HCl和10 mmol/L DTNB)，繼續(xù)25℃振蕩水浴1 h，12,000 r/min離心15 min，取上清液，于412 nm處測定OD值，并作空白對照。

1.3.6 蛋白質溶解度的測定 參考Wu等(2012)的方法，稱取1 g樣品，加20 mL蒸餾水，振蕩混勻，95℃水浴20 min，取出后補蒸餾水至液面線位置，冷卻，4500 r/min離心20 min，福林酚法測定上清液中蛋白質含量。根據公式計算出樣品的蛋白質溶解度，計算公式如下：

式中，測為上清液中蛋白質含量(mg)；為樣品中總蛋白質含量(mg)。

1.3.7 海地瓜多肽的分離純化方法 參照孟春英(2016)和王穎(2015)的方法，選擇DA201-C型大孔吸附樹脂純化雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理海地瓜多肽粗提物。實驗條件：柱規(guī)格為1.5cm×30.0 cm，樣品濃度為10 mg/mL，上樣量為10 mL，洗脫速度為4mL/min，用25%、50%、75%和95%的乙醇進行梯度洗脫，于220 nm處測定OD值，收集洗脫峰旋轉濃縮，凍干備用。

1.3.8 海地瓜多肽分子量的測定 參照朱翰林等(2020)的方法，色譜柱選用TSK-GEL G2000SWXL(7.8mm×300.0 mm, 5 μm)，流動相為乙腈∶超純水∶三氟乙酸(35∶65∶0.1)，流速為0.8 mL/min，進樣量為10 μL，樣品濃度為2 mg/mL，檢測波長為220nm。制作標準曲線的標準品：細胞色素C (12,400 Da)，抑肽酶(6500 Da)，維生素B12(1355 Da)，谷胱甘肽(613Da)和L-精氨酸(174 Da)，以洗脫體積和相對分子質量的對數(lg MW)作圖得到的相對分子質量校正曲線及方程：= –0.268 5+5.641 6，2= 0.999 6。

1.3.9 海地瓜多肽DPPH自由基清除率的測定 參照趙夢倩等(2020)的方法，取各濃度的樣品2.0 mL，加入2.0 mL 0.1 mmol/L的DPPH溶液，漩渦振蕩混勻，室溫條件下避光反應30 min，于517 nm處測定OD值，記為A。取各濃度的樣品2.0 mL，加入2.0 mL的無水乙醇，記為。取2.0 mL無水乙醇，加入2.0 mL的DPPH溶液，記為0。DPPH自由基清除率計算公式如下：

1.3.10 海地瓜多肽超氧陰離子自由基清除率的測定 根據南京建成超氧陰離子試劑盒的說明書，對純化海地瓜多肽超氧陰離子自由基清除率進行測定。

1.3.11 不同純化組分海地瓜多肽對LO2細胞存活率的影響 參照霍嘉穎等(2018)的方法，采用MTT法測定純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ海地瓜多肽對人正常肝細胞(human normal liver cell, LO2)細胞存活率的影響。取對數生長期細胞，以1.5×104cells/孔的密度接種于96孔板，每孔100 μL，于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后加入不同濃度的純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ海地瓜多肽，空白對照組不作處理。培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)24 h后棄去培養(yǎng)液，每孔加入100 μL的0.5 mg/mL MTT溶液，孵育4 h后避光加入150 μL的DMSO溶液，振蕩10 min，在酶標儀上測定490 nm吸光值，其中，空白對照組記為0，樣品組為1，按以下公式計算細胞存活率。

1.3.12 H2O2誘導LO2細胞氧化損傷模型的建立 按照1.3.11方法培養(yǎng)細胞，設空白對照組(不做任何處理)，損傷組(不同濃度的H2O2溶液處理)于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4 h后棄去培養(yǎng)液，每孔加入100 μL的0.5 mg/mL MTT溶液，孵育4 h后避光加入150 μL的DMSO溶液，振蕩10 min，在酶標儀上測定490 nm處吸光值，按公式(1～4)計算細胞存活率。

1.3.13 不同純化組分海地瓜多肽對LO2細胞氧化損傷保護作用 按照1.3.11方法培養(yǎng)細胞，設空白對照組(不做任何處理)，損傷組(H2O2處理)和樣品組(不同濃度的純化組分Ⅰ溶液或純化組分Ⅱ溶液+H2O2)，于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后，加入終濃度為80 μmol/L的H2O2，于培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)4 h，棄去培養(yǎng)液，加入100 μL的0.5 mg/mL MTT溶液，孵育4 h后避光加入150 μL的DMSO溶液，振蕩10 min，在酶標儀上測定490 nm處吸光值，按公式(1～4)計算細胞存活率。

1.4 數據處理

2 結果與分析

2.1 雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理對海地瓜多肽提取率、游離巰基含量和蛋白質溶解度的影響

海地瓜的多肽提取率、蛋白質溶解度和游離巰基含量見表1，CK組多肽提取率為(49.47±0.26)%，游離巰基含量為(5.00±0.05)%，蛋白質溶解度為(23.81± 0.28)%。在雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理組中，當Na2SO3添加量為0時，與CK組相比，多肽提取率顯著增加了(2.52±0.01)% (<0.05)，游離巰基含量增加了(7.15±0.05)%，蛋白質溶解度增加了(1.41±1.06)%；當Na2SO3添加量為1.5%時，與CK組相比，多肽提取率顯著增加了(4.24±0.48)% (<0.05)，游離巰基含量顯著增加了(21.64±0.03)% (0.05)，蛋白質溶解度增加了(1.96±1.25)%；當Na2SO3添加量為3.0%時，與CK組相比，多肽提取率顯著增加了(7.65±0.35)%，游離巰基含量顯著增加了(105.32±0.01)%，蛋白質溶解度顯著增加了(4.91±0.15)%。

表1 雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理對海地瓜多肽提取率、游離巰基含量和蛋白質溶解度的測定

雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理提高了海地瓜多肽提取率，可能是海地瓜膠原蛋白在Na2SO3作用下蛋白質二硫鍵斷裂并發(fā)生解聚，游離巰基含量增多，使得蛋白質溶解度提高，再經過雙螺桿擠壓，海地瓜膠原蛋白在剪切力和摩擦力的作用下，蛋白質分子展露出更多的酶作用位點，使得酶能充分作用于底物，進而加強酶解效果，從而使多肽提取率得到提升。根據上述結果，雙螺桿擠壓輔助3.0% Na2SO3處理組的多肽提取率最高，選用該組進行后續(xù)分離純化實驗。

2.2 雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理海地瓜多肽的分離純化

海地瓜粗肽的分離純化結果見圖1，樣品經25%、50%、75%和95%乙醇梯度洗脫后得到2個組分，經25%乙醇洗脫得到的組分命名為純化組分Ⅰ，經50%乙醇洗脫得到的組分命名為純化組分Ⅱ。以上2個組分海地瓜多肽分別經旋蒸濃縮后凍干備用。

2.3 純化海地瓜多肽相對分子質量的分布分析

純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ的高效液相色譜圖見圖2，根據純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ的保留時間，由相對分子質量校正曲線的回歸方程= –0.2685+5.6416，2=0.999 6計算得出，純化組分Ⅰ中相對分子質量在1000～3000 u范圍內的多肽占相對含量的(61.97±1.71)%，相對分子質量在1000 u以內的多肽占相對含量的(37.49±2.67)%；純化組分Ⅱ中的多肽相對分子質量大多在1000 u以內。

圖1 雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理海地瓜多肽的分離純化

2.4 海地瓜多肽體外抗氧化能力分析

2.4.1 海地瓜多肽DPPH自由基清除率的分析 對CK組、雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理組及其分離純化后制得的純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ的DPPH自由基清除率進行測定。如圖3所示，隨著樣品濃度的增加，4種海地瓜多肽對DPPH自由基的清除均呈上升趨勢，IC50值分別為25.51、12.72、6.58和9.02 mg/mL。與CK組相比，原料經處理后制得的海地瓜多肽抗氧化活性得到提升，其中，純化組分Ⅰ的DPPH自由基的清除效果最好。

2.4.2 海地瓜多肽對超氧陰離子自由基清除率的分析 對CK組、雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理組及其分離純化后制得的純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ的超氧陰離子自由基清除率進行測定。如圖4所示，隨著樣品濃度的增加，4種海地瓜多肽對超氧陰離子自由基的清除均呈上升趨勢，IC50值分別為25.56、13.51、11.87和8.44 mg/mL。與CK組相比，原料經處理后制得的海地瓜多肽抗氧化活性得到提升，其中，純化組分Ⅱ的超氧陰離子自由基的清除效果最好。

圖2 純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ海地瓜多肽的相對分子量分布

圖3 4種海地瓜多肽DPPH自由基的清除率分析

圖4 4種海地瓜多肽超氧陰離子自由基清除率分析

這可能是由于原料經雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理后酶解制得的海地瓜與未處理原料制得的海地瓜多肽相比，在多肽的氨基酸序列和相對含量等方面會有所改變，從而影響了多肽的抗氧化活性。關于本研究中海地瓜多肽的氨基酸序列和相對含量與抗氧化活性之間的關系，還有待進一步研究。

2.5 不同純化組分海地瓜多肽對LO2細胞氧化損傷的保護作用

2.5.1 不同純化組分海地瓜多肽對LO2細胞存活率的影響 不同純化組分海地瓜多肽對LO2細胞存活率的影響見圖5。純化組分Ⅰ濃度在20～100 μg/mL內，能提高LO2細胞存活率，其中，濃度為40 μg/mL時，LO2細胞存活率達到最大值[(126.25±5.63)%]。純化組分Ⅱ在0～40 μg/mL時，細胞存活率提高，在濃度為20 μg/mL時，細胞存活率達到最大值[(112.84±2.53)%]，濃度>40 μg/mL時，細胞存活率開始下降。

2.5.2 H2O2誘導LO2細胞氧化損傷模型的建立 H2O2處理后細胞存活率見圖6。與對照組相比，在H2O2作用濃度小于60 μmol/L時，LO2細胞存活率沒有顯著變化；濃度≥80 μmol/L時，存活率開始下降，開始對細胞具有刺激作用(<0.05)，此時，細胞受到一定程度的氧化應激，但還未達到不可逆轉的狀態(tài)。隨著H2O2濃度的增大，細胞受到刺激的程度加深，對應的細胞存活率越低。因此，選擇濃度為80 μmol/L的H2O2進行后續(xù)實驗。

圖5 純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ海地瓜多肽對LO2細胞存活率的影響

圖6 不同濃度H2O2對LO2細胞存活率的影響

2.5.3 不同純化組分海地瓜多肽對LO2細胞氧化損傷的保護作用 不同純化組分海地瓜多肽對LO2氧化損傷細胞的保護作用見圖7。經80 μmol/L H2O2處理后，細胞存活率顯著降低，說明模型構建成功。經濃度為60～300 μg/mL的純化組分Ⅰ預處理后，細胞存活率顯著上升，且在濃度為80 μg/mL時，細胞存活率較損傷組最大提高(20.33±0.41)%。純化組分Ⅱ在20～50 μg/mL內能顯著提高細胞存活率，在濃度為20 μg/mL時，細胞存活率較損傷組最大提高(17.06±1.18)%。說明純化組分Ⅰ和Ⅱ均對氧化損傷的LO2細胞具有保護作用。

圖7 純化組分Ⅰ和純化組分Ⅱ海地瓜多肽對氧化損傷LO2細胞存活率的影響

3 討論

3.1 雙螺桿擠壓輔助亞硫酸處理海地瓜對多肽提取率的提升作用

雙螺桿擠壓技術主要應用于以淀粉和蛋白質為原料的食品加工領域(涂德星等, 2020; 趙貴興等, 2017)。在輔助制備植物多肽中有一些報道，陳盛楠等(2012)利用雙螺桿擠壓膨化高溫豆粕酶解制備豆粕肽的得率得到明顯提高。相關研究表明，亞硫酸鈉處理蛋白可使聚集蛋白質解聚，二硫鍵斷裂，從而提高蛋白質溶解度(Tsen, 1969)。將雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理技術用于海地瓜膠原蛋白多肽制備目前尚未見研究報道。本研究通過雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理海地瓜酶解制備多肽，使海地瓜膠原蛋白中的二硫鍵斷裂，多肽提取率為(57.12±0.62)%，較CK組顯著提升(7.66±0.35)% (<0.05)，游離巰基含量顯著提升(105.32±0.01)% (<0.05)，蛋白質溶解度顯著提升(4.91±0.15)% (<0.05)。童靜靜(2014)利用蛋白酶酶解方法對海地瓜膠原蛋白進行水解，得到的海地瓜多肽提取率為52.63%。陳超(2014)利用胰蛋白酶對海地瓜膠原蛋白進行水解，在最優(yōu)工藝條件下多肽提取率為(42.66±1.51)%。說明雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理聯合酶解技術與普通酶解方法相比，能有效提高海地瓜膠原蛋白的多肽提取率，使海地瓜的使用價值得到提升。

3.2 雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理對海地瓜多肽抗氧化活性的提升作用

近年來，大量研究表明，海參膠原蛋白經酶解后產生的多肽對DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基等有清除作用(Zhou, 2012)。曹亞蘭等(2011)研究表明，擠壓預處理技術可提高蛋白酶解產物的抗氧化活性。本研究表明，CK組、雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理組及純化組分Ⅰ(1000～3000 u)和純化組分Ⅱ(<1000 u)的DPPH自由基清除率IC50值分別為25.51、12.72、6.58和9.02 mg/mL；超氧陰離子自由基清除率IC50值分別為25.56、13.51、11.87和8.44 mg/mL，經雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理的海地瓜多肽的抗氧化能力與申彩紅(2015)研究結果相似。李真(2015)研究發(fā)現，相對分子質量在1000～5000 Da海地瓜多肽對DPPH自由基清除能力較好，而<1000 Da的海地瓜清除效果次之，本研究結果與上述一致。但不同分子量范圍的海參多肽清除氧自由基的能力存在差異，抗氧化活性與分子量并不是簡單的線性關系，多肽的抗氧化性還取決于組成多肽的氨基酸組成和序列。當短肽中能與自由基發(fā)生反應的供氫基團充分暴露時，此時才具有較強的抗氧化性(王靜等, 2010)。經H2O2誘導建立LO2細胞氧化損傷模型，純化組分Ⅰ在濃度為80 μg/mL時，LO2細胞存活率較損傷組顯著提高(20.33±0.41)% (0.05)，純化組分Ⅱ在濃度為20 μg/mL時，LO2細胞存活率較損傷組顯著提高(17.07±1.18)% (0.05)，這表明低分子量的海地瓜多肽具有較強的抗氧化活性，這與王天明等(2014)的研究結果相一致。綜上所述，海地瓜膠原蛋白經雙螺桿擠壓和亞硫酸鈉處理后制得的多肽分子量較小，抗氧化能力得到提升，對氧化損傷細胞有較好的保護作用。

4 小結

本研究利用雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理結合酶解技術制備海地瓜多肽，海地瓜膠原蛋白中游離巰基含量、蛋白質溶解度和多肽提取率得到提升。與CK組相比，雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理組及其純化組分抗氧化能力得到提升。同時，2個純化組分對氧化損傷的LO2細胞有較好的保護作用。綜上所述，雙螺桿擠壓輔助亞硫酸鈉處理技術能提升海地瓜多肽提取率和抗氧化能力，該方法可為海地瓜多肽的制備新工藝提供新思路。

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Effect of Twin-Screw Extrusion on the Extraction Rate and Antioxidant Activity of Low-Value Sea Cucumber Polypeptides

LI Wanchun, WU Guangbin, CHEN Fahe①

(College of Food and Bioengineering, Jimei University, Xiamen, Fujian 361021,China)

The sea cucumberis a low-value aquatic product of the ocean. To increase its value, in this study, dried body walls of low-valuewere selected as research material, from which the polypeptides were extracted by employing twin-screw extrusion with sodium sulfite-assisted treatment. The extraction rate of polypeptides and free sulfhydryl groups, and protein solubility from extrudate ofwere determined. Polypeptides were separated from the extrudate and purified with DA201-C type microporous adsorption resin, and the molecular weight distribution and antioxidant ability of the purified components were determined. The results showed that for thetreated with twin-screw extrusion-assisted 3.0% sodium sulfite, the polypeptide extraction rate, free sulfhydryl content, and protein solubility were (57.12±0.62)%, (110.32±0.07)%, and (28.72±0.13)%, respectively, which were significantly higher (<0.05) by (7.66±0.35)%, (105.32±0.01)% and (4.91±0.15)%, respectively, compared with those of the control check (CK). Moreover, the molecular weights of the purified polypeptides component I and Ⅱ were 1000～3000 u and <1000 u, respectively. Additionally, comparing thepolypeptides with those in the CK group, twin-screw extrusion-assisted 3.0% sodium sulfite extraction group, purified component I, and purified component Ⅱ, the IC50values of DPPH radical scavenging rate were 25.51 mg/mL, 12.72 mg/mL, 6.58 mg/mL, and 9.02 mg/mL, respectively, and the IC50values of the superoxide anion radicals scavenging rate were 25.56mg/mL, 13.51 mg/mL, 11.87 mg/mL and 8.44 mg/mL, respectively. The results of oxidation damage protection test suggested that for purified component I, the optimal concentration for the survival rate of LO2cells was 80 μg/mL, with (20.33±0.41)% increase compared with that in the injured group; as for the purified component Ⅱ, it was 20 μg/mL with (17.07±1.18)% increase than that in the injured group. In summary, the twin-screw extrusion-assisted sodium sulfite treatment onimproved the extraction rate of polypeptide and the extracted polypeptide possessed enhanced antioxidant activity.

Low-value sea cucumber; Extrusion processing; Polypeptide; Anti-oxidation

CHEN Fahe, E-mail: fhchen@jmu.edu.cn

TS254.4

A

2095-9869(2021)06-0142-09

10.19663/j.issn2095-9869.20201014001

http://www.yykxjz.cn/

李婉春, 吳光斌, 陳發(fā)河. 雙螺桿擠壓對低值海參多肽提取率及抗氧化活性的影響. 漁業(yè)科學進展, 2021, 42(6): 142–150

LI W C, WU G B, CHEN F H. Effect of twin-screw extrusion on the extraction rate and antioxidant activity of low-value sea cucumber polypeptides. Progress in Fishery Sciences, 2021, 42(6): 142–150

陳發(fā)河，教授，E-mail: fhchen@jmu.edu.cn

2020-10-14,

2020-12-18

*廈門南方海洋研究中心科技項目(14GZP007NF07)和福建省食品微生物與酶工程重點實驗室開放基金(B18097-2)共同資助[This work was supported by Science and Technology Project of Xiamen Southern Oceanographic Center (14GZP007NF07), and Open Fund of Fujian Provincial Key Laboratory of Food Microbiology and Enzyme Engineering (B18097-2)]. 李婉春，E-mail: 1135663452@qq.com

(編輯 陳 輝)