枯草芽孢杆菌发酵油茶籽饼制备生物活性肽:工艺优化与功效评估,开辟资源利用新路径

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 3.4

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  油茶籽饼(CSC)常被丢弃或用作肥料,造成资源浪费。研究人员利用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对 CSC 进行发酵,优化发酵条件提高肽产量,并评估水解产物生物活性。结果显示优化后肽产量达 11.68%,水解产物有抗氧化和抑制酪氨酸酶潜力,为 CSC 利用提供新思路。

  油茶,这种广泛种植于中国南方的植物,其种子所榨取的油,凭借着高营养价值和对人体健康的诸多益处,深受人们喜爱,成为餐桌上常见的食用油。但在享受茶油带来的美味与健康的同时,一个被忽视的问题悄然浮现 —— 油茶籽饼(Camellia seed cake,CSC)。每年,大量的油茶籽在加工成茶油的过程中,会产生数量可观的 CSC,在中国,其年产量超过两百万吨。长久以来,CSC 往往被当作肥料随意使用,甚至直接丢弃,实在令人惋惜。要知道,CSC 可不是毫无价值的废料,它蕴含着 14 - 20% 的粗蛋白,本可以在食品和医药领域大放异彩,却一直被埋没。
为了改变这一现状,挖掘 CSC 的潜在价值,来自国内的研究人员开启了一场意义非凡的探索之旅。他们以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为 “魔法钥匙”,对 CSC 进行发酵,试图解锁其中隐藏的生物活性肽,让 CSC “变废为宝”。研究成果发表在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》上,为油茶产业的可持续发展注入了新的活力。

在研究过程中,研究人员主要运用了单因素实验和响应面法(Response Surface Methodology,RSM)这两个关键技术。通过单因素实验,他们逐一探究不同因素对发酵的影响;借助 RSM,进一步优化发酵条件,找到最佳组合,以提高生物活性肽的产量。

研究的第一步,是对 CSC 的化学成分进行分析。研究人员采用标准曲线法测定 CSC 的化学组成,发现其主要由总糖(276mg/g)、蛋白质(112.1mg/g)和皂苷(105.3mg/g)构成,同时还含有少量的黄酮类化合物(21.1mg/g)和多酚(10.9mg/g) ,这些成分让 CSC 具备了开发高附加值产品的潜力。

接着,研究人员运用单因素实验和 RSM 对发酵条件进行优化。他们以肽产量为指标,研究了料液比、接种量和温度等因素的影响。经过一系列复杂而严谨的实验,最终确定了最佳发酵条件:料液比为 30g/L、接种量为 19.0%、温度为 35.4°C。在这一条件下,肽产量大幅提升,达到了 11.68% ,这一成果为大规模生产生物活性肽奠定了坚实基础。

随后,研究人员对 CSC 水解产物(CSC hydrolysates,CSCH)的氨基酸组成和分子量分布展开分析。结果显示,CSCH 主要由酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)、甘氨酸(Gly)和缬氨酸(Val)组成,并且 94.01% 的肽分子量小于 3kDa。这些小分子肽可能是 CSCH 发挥生物活性的关键成分,为后续研究其功能提供了重要线索。

最后,研究人员对 CSCH 的生物活性进行评估。体外实验表明,CSCH 具有较强的抗氧化和酪氨酸酶抑制潜力。通过 Lineweaver - Burk 分析发现,CSCH 对酪氨酸酶呈现可逆竞争性抑制 。这意味着 CSCH 有望成为新型纯天然抗氧化剂和抗酪氨酸酶制剂,应用于健康促进产品中。

综合来看,本次研究利用枯草芽孢杆菌发酵 CSC,成功优化了发酵条件,提高了肽产量。同时,CSCH 展现出的抗氧化和酪氨酸酶抑制活性,为 CSC 的高值化利用开辟了新方向。这不仅能减少资源浪费,还为食品和医药行业提供了新的原料选择,推动相关产业的发展。不过,目前研究主要集中在实验室阶段,未来还需进一步探索如何将这些成果转化为实际生产力,实现 CSC 的大规模工业化应用,让这份被忽视的 “宝藏” 真正造福人类。

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