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核桃又名胡桃、羌桃、萬歲子等，是胡桃科核桃屬植物。核桃仁富含油脂、蛋白質(zhì)及維生素等營養(yǎng)成分，核桃中干基蛋白質(zhì)含量占14％～28％，其消化吸收率達85％。核桃蛋白中含有4種蛋白，為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，分別約占核桃蛋白總量的7％、18％、5％和70％。核桃蛋白因其消化率和凈蛋白比值較高而成為優(yōu)質(zhì)蛋白，人體利用價值較高。核桃蛋白中含有18種氨基酸，人體所需的8種必需氨基酸含量合理，核桃蛋白中還含有較多的健腦物質(zhì)——天門冬氨酸、谷氨酸、精氨酸等，因其特殊組成，具有一系列營養(yǎng)保健功效。近年科學研究發(fā)現(xiàn)，人體攝取蛋白質(zhì)經(jīng)消化作用后，并非主要以氨基酸形式吸收，而是以肽的形式吸收。同時，一些肽不僅能提供人體生長、發(fā)育所需營養(yǎng)物質(zhì)，還具有多種生理功能。活性肽具有相對分子質(zhì)量小，無抗原性，易于吸收，可避免耐藥性，通過消化道進人人體后無任何副作用等優(yōu)點，目前生物活性肽的研究發(fā)展很快，各國科學家和政府都高度重視。
核桃蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源，目前國內(nèi)對核桃蛋白的研究，尤其是對其中的蛋白水解物——核桃多肽的研究還較少，市場上相應(yīng)的產(chǎn)品極少。在生物活性肽成為當今研究熱點的背景下，對核桃多肽的研究將有著廣闊的前景。本文對核桃多肽的研究情況進行了綜述，以期為核桃多肽的開發(fā)利用提供參考。
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1核桃多肽的功能特性研究
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核桃多肽作為一種植物蛋白多肽具有多種生理活性，對其功能性質(zhì)的深入研究，將有助于正確指導其在食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)中的應(yīng)用。
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1．1基礎(chǔ)理化性質(zhì)
核桃多肽的理化性質(zhì)與其水解所用蛋白酶的特性、水解條件、分子大小、水解度及最終產(chǎn)物的組成成分有密切關(guān)系，并將直接影響核桃多肽的營養(yǎng)特性、加工特性、貯存穩(wěn)定性、品感質(zhì)量、應(yīng)用范圍和生物活性。
李艷伏對核桃蛋白酶解物的理化性質(zhì)進行了研究，實驗表明核桃多肽粉末具有較高溶解性及較強吸濕性。木瓜蛋白酶酶解核桃蛋白在酶解180min時所得酶解液的乳化能力和乳化穩(wěn)定性最高。堿性蛋白酶酶解核桃蛋白在酶解120min時所得酶解液的乳化能力最大，在酶解150min時乳化穩(wěn)定性最高。在對不同分子片段多肽的乳化性能及穩(wěn)定性測定過程中，得到木瓜蛋白酶酶解產(chǎn)物中相對分子質(zhì)量在5733～1321Da多肽片段其乳化性能和乳化穩(wěn)定性最好；堿性蛋白酶酶解產(chǎn)物中相對分子質(zhì)量在5733—1321Da多肽片段乳化性能最好，相對分子質(zhì)量在12384～5733Da多肽片段乳化穩(wěn)定性最好。張然等研究不同水解度下的核桃蛋白酶解產(chǎn)物的溶解性、乳化性、起泡性、表面疏水性及氮回收率的變化。結(jié)果表明核桃蛋白中性蛋白酶酶解產(chǎn)物的溶解性、乳化性、起泡性和表面疏水性均較未水解時有明顯改變。核桃酶解產(chǎn)物溶解度明顯增高，均達85％以上；水解度為9．29％時乳化性和起泡能力最強；表面疏水性隨著水解度的增大而降低；氮回收率隨著水解度的增大而升高，水解度為11．76％時氮回收率可達88．42％。經(jīng)酶修飾的核桃蛋白具有良好的溶解性、乳化性、起泡性。姜莉通過研究發(fā)現(xiàn)核桃多肽在某些方面具有比核桃蛋白更優(yōu)越的加工性能。核桃多肽具有溶解性高、黏度低、還原能力強、吸濕性強等特點，并且與核桃蛋白相比其在乳化性、起泡性、吸油性等方面均有所改善。
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1．2抗氧化性
Saiga等研究表明，多肽的抗氧化性與其結(jié)構(gòu)中含有谷氨酸、組氨酸、酪氨酸等氨基酸殘基有關(guān)。核桃蛋白中富含谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸。研究表明核桃多肽具有很好的抗氧化性。
李艷伏采用木瓜蛋白酶和堿性蛋白酶酶解核桃粕，研究了不同條件下酶解產(chǎn)物的抗氧化性和不同分子片斷多肽的抗氧化性。木瓜蛋白酶酶解液•OH清除率為55．43％，0•清除率為64．23％，DPPH•清除率79．32％，總抗氧化能力98．74單位／mL；木瓜蛋白酶酶解核桃粕其蛋白產(chǎn)物抗氧化活性多肽的相對分子質(zhì)量主要集中在1321～607，該相對分子質(zhì)量片段總抗氧化能力88．43單位／mL。堿性蛋白酶酶解液的•OH清除率為72．3％，O•清除能力為83．1％，DPPH•清除能力為102．6％，總抗氧化能力為171．579單位／mL。堿性蛋白酶酶解核桃粕，其蛋白產(chǎn)物抗氧化活性多肽的相對分子質(zhì)量主要集中在1321～612Da，該相對分子質(zhì)量片段總抗氧化能力118．987單位／mL。林燕等利用木瓜蛋白酶酶解核桃分離蛋白制備小分子活性肽，并用截留相對分子質(zhì)量為3kDa和10kDa的超濾膜將核桃粗肽液分離成小于3kDa、3～10kDa及大于10kDa3個相對分子質(zhì)量段，研究了不同相對分子質(zhì)量段小分子肽的抗氧化性能，實驗證明相對分子質(zhì)量越小的肽抗氧化性越強。劉昭明等。。研究木瓜蛋白酶水解核桃蛋白的酶解產(chǎn)物的抗氧化活性，實驗表明在水解度達到38．4％時，其酶解產(chǎn)物對•OH和0•的清除率分別為22．5％和46．6％。采用SelxhadexG一25凝膠柱層析對水解度38．4％的酶解物進行分離得到了A、B、C、D4個肽片段。其中肽片段C的自由基清除能力最大。易建華等對核桃蛋白的不同蛋白酶酶解產(chǎn)物的抗氧化性進行了研究，結(jié)果表明：采用Alcalase2．4L與Neutrase0．8L蛋白酶水解核桃蛋白，其酶解產(chǎn)物具有抗氧化性，且水解度對酶解產(chǎn)物的抗氧化性有影響；采用Alcalase2．4L與Neutrase0．8L復合酶對核桃蛋白進行連續(xù)水解，可一定程度提高產(chǎn)物的抗氧化性；不同酶解產(chǎn)物的抗氧化能力大小次序為：復合酶酶解產(chǎn)物>Alcalase2．4L酶解產(chǎn)物>Neutrase0．8L酶解產(chǎn)物；隨著酶解產(chǎn)物濃度的增大，其抗氧化性增強。康瑋莉等選用Alcalase2．4L堿性蛋白酶對核桃蛋白水解，在最佳酶解條件下制備的核桃多肽對DPPH•的清除率達69．85％。薛洋等研究表明核桃蛋白固定化蛋白酶酶解物對亞油酸的過氧化反應(yīng)具有明顯的抑制作用。
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1．3抑菌性
蛋白質(zhì)酶解產(chǎn)物中可能包含有抑菌活性的肽段——抗菌肽，抗菌肽具有獨特的抗菌機制，核桃蛋白作為一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白，其中的肽段有可能具有相應(yīng)的抑菌活性。
劉昭明等對核桃蛋白木瓜蛋白酶和中性蛋白酶酶解產(chǎn)物的抑菌陛能進行了研究。實驗結(jié)果表明，酶解產(chǎn)物對大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌均有一定的抑制作用，且酶解產(chǎn)物的抑菌性隨水解度的增加而增強。復合酶酶解產(chǎn)物對枯草桿菌和金黃色葡萄球菌抑制能力與0．8％的山梨酸鉀和Nisin相當，對大腸桿菌、枯草桿菌和金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度分別是50％、50％和60％。閆鳳選用胰蛋白酶、胃蛋白酶和木瓜蛋白酶分別酶解核桃蛋白，研究了不同酶解產(chǎn)物的抑菌活性。結(jié)果表明3種酶解產(chǎn)物多肽對大腸抗菌、枯草芽抱桿菌、金黃色葡萄球菌、蠟樣芽抱桿菌、巨大芽抱桿菌和白色念球菌等6種細菌均無抑菌活性，對Hela細胞株、PC一12細胞株、MCF一7細胞株、MDA一435細胞株和HepG2細胞株等5種腫瘤細胞株具有一定的抗腫瘤活性。不同學者對核桃多肽的抑菌陛的研究存在一定的差異，關(guān)于核桃多肽的抗菌性仍需進一步的研究證實，以便更好地發(fā)揮其功能。
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1．4其他性質(zhì)
近年來的一些研究發(fā)現(xiàn)，核桃多肽還具有一些重要的保健、醫(yī)藥功能，如ACE(血管緊張素轉(zhuǎn)換酶)抑制活性、絲氨酸蛋白酶水解活性、纖維蛋白原水解活性、溶血活性、血小板聚集抑制活性_1副等。無論是核桃多肽的理化性質(zhì)還是功能特性都有待進一步深入的研究證實，并分離出特定活性片段，只有充分了解核桃多肽的組成及其性質(zhì)，才能將我們掌握的這些信息反過來控制核桃多肽在食品、醫(yī)藥等行業(yè)中的作用，提高其營養(yǎng)價值，更好地發(fā)揮其營養(yǎng)保健功效。
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2制取工藝研究
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活性肽的制備方法主要有：食品蛋白質(zhì)水解(包括酸水解、堿水解、酶水解)，化學合成法，微生物發(fā)酵法等。其中酶水解法具有反應(yīng)條件溫和，專一性強，效率高，產(chǎn)品純度高，產(chǎn)物易分離，不產(chǎn)生消旋作用，不破壞氨基酸，不易產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)等其他方法無法比擬的優(yōu)點，因此酶法水解蛋白質(zhì)制備活性肽成為生產(chǎn)活性肽的主要方法。目前關(guān)于核桃多肽制備的研究大多采用此法。
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2．1酶解工藝
植物蛋白多肽的制備中篩選具有特定水解專一性的酶是關(guān)鍵。對于多肽而言，特定的氨基酸序列，往往對其活性起決定作用，尤其是肽鏈的末端氨基酸，其性質(zhì)直接影響肽與作用底物的結(jié)合，從而影響肽生物活性的發(fā)揮，因此酶的專一性和作用機制對活性肽的制備至關(guān)重要。目前核桃多肽的制備研究中常用到的酶主要有木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶、胰蛋白酶、風味蛋白酶等。多肽的性質(zhì)及功能特性還與酶解條件密切相關(guān)，一般酶解條件主要從酶解溫度、pH、加酶量、酶解時間、底物濃度等方面來考察。李艷伏對木瓜蛋白酶酶解核桃蛋白的單因素和響應(yīng)面分析得出最佳的酶解條件為：酶解溫度65℃，pH6．5，底物濃度3％，加酶量7000U／g，酶解時間210min。對堿性蛋白酶酶解核桃蛋白的單因素和響應(yīng)面分析得出最佳的酶解條件為：酶解溫度55℃，pH8，底物濃度3％，加酶量4000U／g，酶解時間210min。張文翠等優(yōu)化了胰蛋白酶酶法制備核桃多肽的工藝條件，優(yōu)化工藝條件為：酶解pH7．0，酶解溫度45℃，加酶量5000U／g，此條件下氨基氮含量達到0．206％。李建杰等以水解度為指標，篩選出Alcalase2．4L為酶解核桃蛋白的最適蛋白酶，其次為胰蛋白酶和Neutrase0．8L。比較了Alcalase2．4L+Neutrase0．8L復合酶和Alcalase2．4L+胰蛋白酶復合酶對核桃蛋白的酶解效果，確定Alealase2．4L+胰蛋白酶復合酶為酶解核桃蛋白的最適酶，采用該復合酶最佳酶解條件為：底物質(zhì)量濃度40g／L，Alcalase2．4L與胰蛋白酶的復合配比3：1，pH7．4，酶解溫度6O．46℃，加酶量5．7l％，酶解時間5．05h。最佳條件下核桃蛋白水解度可達14．54％。劉昭明等。采用木瓜蛋白酶水解核桃蛋白的最優(yōu)條件是：酶解溫度55℃，底物濃度4％，加酶量60000U／g，此時水解度為35％。易建華等研究了核桃蛋白酶法水解的工藝條件，結(jié)果表明：蛋白酶種類對核桃蛋白水解作用影響較大，Alcalase2．4L、Neutrase0．8L對核桃蛋白水解作用較強；A1一calase2．4L酶和Neutrase0．8L酶復合使用可以對核桃蛋白進行連續(xù)水解，并能提高核桃蛋白的水解度。不少研究表明，使用復合酶對核桃蛋白的水解作用較強，可有效提高酶解產(chǎn)物的水解度。
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2．2輔助酶解技術(shù)
常規(guī)的酶解反應(yīng)需要在水浴中進行，費時費力。近年來一些學者嘗試通過使用各種物理輔助手段來縮短酶解時間，提高酶解效率。微波、超聲波等作為一種常用的物理輔助手段，具有環(huán)保無污染等特點，其應(yīng)用范圍不斷擴大。
張興燦等對照研究了微波加熱和水浴加熱條件下，蛋白酶水解核桃蛋白效果的差別，以水解度為評價指標，確定了微波加熱條件下單酶水解的最佳工藝。實驗結(jié)果表明：微波加熱只需5min左右就可以達到水浴加熱條件下200min才能達到的水解度，這對提高生產(chǎn)力水平具有重要意義。李艷伏在木瓜蛋白酶和堿性蛋白酶酶解核桃蛋白的研究中運用超聲波預處理技術(shù)，可提高蛋白酶酶解效果，與未使用超聲預處理的對照組相比，水解度均有提高。陳朝銀等利用超聲輔助酶解法制取核桃多肽，通過超聲協(xié)同作用，使酶解分離效率得到大幅提高，酶解提取時間大大縮短。
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3應(yīng)用前景
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核桃蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白資源，多數(shù)研究表明將其進行酶解改性后，功能特性得到大大改善，核桃多肽比核桃蛋白具有更好的營養(yǎng)價值和生理功能，這些特性使得核桃多肽在食品、醫(yī)藥、保健品、化妝品等領(lǐng)域具有廣泛的開發(fā)和利用前景。
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3．1在食品中的應(yīng)用
核桃多肽不同于蛋白質(zhì)和氨基酸在營養(yǎng)學上的許多優(yōu)點，具有更好的理化特性、加工特性和營養(yǎng)生理功能，利用這些獨特的功能在食品工業(yè)上能得到多方面的應(yīng)用。可作為食品添加劑應(yīng)用到肉制品、乳制品、冷飲食品及焙烤食品的加工中，以改善食品的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)、風味，增加食品營養(yǎng)價值。由于核桃多肽具有較強的抗氧化能力，更適合用于加工出優(yōu)質(zhì)食品。核桃多肽還具有促進酵母發(fā)酵的作用，用于發(fā)酵食品中，可提高生產(chǎn)效率、改善品質(zhì)、增強風味和增加營養(yǎng)價值。姜莉研究了核桃多肽酒的工藝條件，其最終產(chǎn)品口感良好。
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3．2在保健品中的應(yīng)用
核桃多肽具有良好的營養(yǎng)學特性，小分子的肽比蛋白質(zhì)或氨基酸更容易被吸收，能迅速恢復和增強體力，促進健康。因此，核桃多肽最適合用于特殊病人的營養(yǎng)劑，特別是作為消化系統(tǒng)中腸道營養(yǎng)劑和流質(zhì)食品，應(yīng)用于康復期病人、消化功能衰退的老人及消化功能未成熟的嬰幼兒，可滿足他們對氨基酸的需要。由于核桃多肽能迅速補充機體的能量，促進脂質(zhì)代謝和恢復體力，還可制成運動員的專用食品，快速補充運動員及體力勞動者體能，迅速消除肌肉疲勞，增強耐力。根據(jù)不同人群的生理特點和營養(yǎng)要求，可以以核桃多肽為基料，添加部分營養(yǎng)強化劑制成速溶核桃多肽粉；將核桃蛋白肽與其他保健品組合制成保健品膠囊；或以核桃多肽為基料，制成核桃多肽乳飲料等。
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3．3在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用
已有的研究表明核桃多肽具有較強的抗氧化性、抗ACE抑制活性、抗腫瘤活性、抗菌性等功能，因此可以用于醫(yī)藥行業(yè)中生產(chǎn)出相應(yīng)功效的藥品。經(jīng)酶解得到的多肽混合物在醫(yī)藥行業(yè)中使用需進一步分離提純，以更好地發(fā)揮其功效，提高產(chǎn)品附加值。
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3．4在化妝品行業(yè)中的應(yīng)用
由于核桃多肽的溶解性好，吸濕性和保濕性強，易溶解于多種化妝品溶劑中，因此可以應(yīng)用在化妝品行業(yè)中。核桃多肽具有一定的抗氧化作用，在頭發(fā)及皮膚的護理上具有一定的作用，亦可用于一些修復型化妝品的添加劑。
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4結(jié)束語
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我國核桃資源豐富，產(chǎn)量位居世界前列。對于核桃多肽的開發(fā)研究，將進一步提高核桃加工附加值，促進我國核桃產(chǎn)業(yè)化良性發(fā)展。但是，目前國內(nèi)外市場上鮮有核桃多肽產(chǎn)品的出現(xiàn)，對于核桃多肽的制備及性能研究大多處于探索階段，對蛋白酶解機理與過程控制缺乏系統(tǒng)深人的研究，分離純化工藝亦不成熟。因此，分析核桃蛋白的活性肽序列，篩選合適的蛋白酶切割特定的位點，制備并分離具有不同生物活性的功能肽將是未來核桃多肽研究開發(fā)的熱點。核桃多肽作為一種新型的核桃深加工產(chǎn)品，是一種具有廣泛應(yīng)用前景和值得大力開發(fā)的功能因子，蘊含著巨大的市場潛力。
機械大類
當前位置:
核桃多肽功能特性及制備工藝研究進展
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-04-28 21:49:24
