超声助力亚麻籽粕抗氧化肽制备:关键突破与创新应用

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Food Chemistry 8.5

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  为解决亚麻籽粕利用不充分问题,研究人员开展超声辅助亚麻籽粕制备抗氧化肽的研究。他们从热榨亚麻籽粕中鉴定出 3 种抗氧化肽,其对 DPPH 和羟基自由基有清除活性,还能抑制髓过氧化物酶(MPO)活性,为亚麻籽粕高值化利用提供依据。

  亚麻籽是一种富含多种营养成分的作物,其含有丰富的 α- 亚麻酸、多糖、蛋白质、酚类化合物、类胡萝卜素、膳食纤维等生物活性物质,在食品、医药和保健品领域应用广泛。亚麻籽经过加工提取油脂后,会产生大量的亚麻籽粕。亚麻籽粕含有 35% - 40% 的蛋白质,且其蛋白质营养价值较高,含有多种非极性氨基酸、含硫氨基酸和芳香族氨基酸 ,具备开发高品质植物蛋白和生物活性肽(Bioactive Peptides,BAPs)的潜力。然而,目前亚麻籽粕的利用现状却不尽如人意,存在大量的资源浪费现象。
随着人们对健康的关注度不断提高,生物活性肽的研究成为热点。其中,抗氧化肽能够预防和治疗氧化应激相关疾病,备受瞩目。在众多制备肽的方法中,酶解法应用最为广泛,但传统酶解法对于某些结构刚性的蛋白质水解程度有限,酶解效率不高。因此,寻找一种高效的预处理技术来提升酶解效果成为研究的关键方向。超声作为一种安全、高效且环保的预处理技术,逐渐进入科研人员的视野。它能够通过机械、空化和热效应破坏蛋白质的三级和二级结构,使蛋白质结构变得疏松,更易于水解,还可能增强蛋白质活性位点的暴露,提升水解产物的生理活性。但此前,关于亚麻籽肽对髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)抑制作用的研究尚无报道。

在此背景下,国内研究人员开展了相关研究,旨在探索亚麻籽粕作为生物活性肽来源的潜力,研究超声技术对亚麻籽蛋白水解的影响,并分析热榨和冷榨亚麻籽粕酶解产物的差异,为亚麻籽抗氧化肽的原料选择和加工优化提供科学依据。该研究成果发表在《Food Chemistry》上。

研究人员开展此项研究时,主要运用了以下关键技术方法:首先,通过超声辅助酶解法制备亚麻籽蛋白水解物,利用不同分子量截留值(MWCO)的超滤离心管对水解产物进行初步分离;接着,采用凝胶过滤色谱技术进一步纯化水解产物;然后,运用反相液相色谱 - 质谱(RPLC - MS)技术对纯化后的组分进行结构鉴定;最后,借助计算机模拟(in silico)分析和分子对接研究确定抗氧化肽序列及其与 MPO 的相互作用机制 。

水解效果及抗氧化活性分析


研究结果表明,超声处理组(UST)的水解度(Degree of Hydrolysis,DH)和总抗氧化能力(Ferric Reducing Antioxidant Power,FRAP)显著高于未处理组(UT)。这说明超声预处理能够促进蛋白质的酶解,使更多的活性位点暴露,从而增强水解产物的生物活性。该结果与以往其他研究人员的观察结果相符,进一步验证了超声预处理在提高蛋白质水解效率方面的积极作用。

抗氧化肽的筛选与鉴定


研究人员从热榨亚麻籽粕的纯化组分中,成功鉴定并筛选出三种抗氧化肽,分别为 PFFWLHHT、HCLEFLSPRF 和 ALTMPHNW。通过实验测定,这三种肽对 DPPH 自由基展现出显著的清除活性,其半抑制浓度(IC50)分别为 0.520 mM、1.190 mM 和 1.036 mM;对羟基自由基也具有一定的清除能力,IC50分别为 4.909 mM、6.471 mM 和 7.076 mM。这表明这些抗氧化肽在清除自由基方面具有潜在的应用价值。

分子对接研究


分子对接研究发现,这三种抗氧化肽能够通过占据 MPO 活性腔入口来抑制其活性。它们与 MPO 的结合亲和力分别为 - 12.2 kcal/mol、 - 9.1 kcal/mol 和 - 11 kcal/mol。这一结果初步揭示了亚麻籽抗氧化肽抑制 MPO 活性的作用机制,为深入理解其抗氧化功能提供了重要依据。

研究结论表明,超声处理能够改变亚麻籽蛋白的二级结构,显著提高酶解程度,进而增强水解产物的抗氧化活性。冷榨和热榨亚麻籽蛋白水解物均富含疏水、芳香和带电氨基酸。从热榨亚麻籽粕中分离得到的水解物组分 HPEH - frac - 2,经过进一步研究鉴定出具有抗氧化活性的肽序列。通过一系列实验和分析,确定了三种具有潜在 MPO 抑制活性的抗氧化肽,其中两种为新型抗氧化肽。这些发现不仅丰富了亚麻籽生物活性肽的分子数据库,还为亚麻籽粕的高值化利用开辟了新的研究方向。在未来的研究中,可以进一步探究这些抗氧化肽在体内的作用机制和生物利用度,为开发基于亚麻籽的功能性食品和药物提供更坚实的理论基础,推动亚麻籽粕在食品、医药等领域的广泛应用,实现资源的高效利用和经济价值的提升。

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