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1、1,第三章 活性多肽及其加工技术,多肽指分子大小和结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物。 常为50个以下氨基酸组成的化合物。,2,第一节 酪蛋白磷酸肽（CCP ）,酪蛋白中富含磷酸丝氨酸(Ser-P)的天然多肽。,一、结构和生理功能,最典型的有as2-CPP和-CPP两种：,3,CCP核心结构：成串的磷酸丝氨酸和谷氨酸簇,此结构是CPP发挥生理功能的重要结构基础，且CPP氮与磷摩尔比值(N:P)与其功能关系密切：N:P越小，CPP肽键越短，磷酸基密度越高，CCP生理功能越强。,4,(二) 生理功能及作用机理,1促进小肠对钙的吸收,2促进骨骼对钙的利用,3抗龋齿作用,4提高精子细胞的受精率,5
2、,CPP对二价金属离子有强的亲和力，在小肠这种弱碱性环境中能与游离钙结合形成可溶性络合物，能有效地抑制磷酸钙沉淀的形成，增加可溶性钙的浓度，促进肠道对钙的吸收。,1促进小肠对钙的吸收,6,CCP能提高钙的溶解度，维持钙溶液的稳定性， 减弱破骨细胞作用， 增加钙在骨骼上的沉积， 促进家禽骨骼生长和防治骨质疏松、佝偻病等作用。,2促进骨骼对钙的利用,7,二、酪蛋白磷酸肽的制备工艺,(一)酶解沉淀法,1原理：,蛋白质,特异性蛋白酶,多肽,乙醇，低温,除去蛋白质分子表面的水化膜,多肽沉淀,8,水解罐,离心机,减压干燥箱,2设备：水解罐、离心机、减压干燥箱,9,3工艺流程,10,4工艺说明,(1)原料：
3、直接选用酪蛋白；工业生产选用鲜牛乳或羊乳。,(2)酪蛋白的制备：酸沉淀法制备。酪蛋白等电点为4.6。,(3)酶的选择：胰蛋白酶是目前认为特异性最强水解酶,(4)酶水解条件：Tris-HCl缓冲液 环境下水解,(5)离心分离：调节水解液至pH 4.6，离心去除沉淀。,(6)沉淀：加入氯化钙和无水乙醇沉淀多肽,(7)溶解沉淀：将沉淀溶解于柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液,(8)减压加热干燥：干燥温度6070，压力0.10MPa。,11,(二)酶解- 离子交换法,1原理,蛋白质,多肽,特异性蛋白酶,离子交换,多肽成品,2设备：水解罐、离心机、层析柱、真空冷冻干燥机,12,3工艺流程,13,4工艺说明,(1)制
4、备CPP初品：同酶解-沉淀法操作要点(1)(5),(2)离子交换 ：选用H+型阳离子交换树脂。,CPP在一定pH下带负电，而NPP带正电。将一定浓度的CPP进样，带正电的不含磷酸丝氨酰基的肽（NPP）被吸附于阳离子树脂上，用清水将未被吸附的CPP洗出即得到CPP洗脱液。,A+RB=RAB+,14,(3)洗脱：收集洗脱液,(4)冷冻干燥：40条件下预冷2h，然后在 60冷冻干燥机中干燥24h。,15,三、在功能食品中的应用,(一)在饮料中的应用,(二)在固体食物中的应用,(三)在其他方面的应用,酪蛋白钙肽,牛奶酪蛋白营养米粉,16,第二节 谷胱甘肽（GSH）,含巯基的低分子肽，由3个氨基酸组成,
5、一、结构与生理功能,(一) 结构：由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成,L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸,活泼的巯基(-SH),17,氧化型谷胱甘肽(GSSG),活泼的巯基(-SH),特殊结构： N末端肽键由谷氨酸的-羧基和 半胱氨酸的氨基构成，使得它在细胞内稳定。,巯基是GSH发挥生物学功能所必需的。,还原型谷胱甘肽(GSH),18,(二)谷胱甘肽的生理功能及作用机理,1清除自由基作用,2参与解毒作用,3维持红细胞的完整性,4保护肝细胞、促进肝功能作用,5. 参与人体内代谢调节作用,6防治眼角膜疾病,7其他功能,19,GSH清除自由基作用的机理：,清除H2O2和ROOH，抑制自由基生成,直接作用于
6、自由基，使之转化为稳定的分子 2GSH+2R2GSSG+2RH,1清除自由基作用,20,2参与解毒作用,21,GSH自身巯基与自由基结合,清除细胞内外的自由基，维持红细胞的完整性和正常功能。,保护肝细胞膜、促进肝脏酶活性、 促进肝脏合成功能和肝脏解毒功能。,3维持红细胞的完整性,4保护肝细胞、促进肝功能作用,22,降低低白蛋白血症,促进ATP和凝血因子合成,促进肝脏合成VK依赖性的凝血因子，减少出血倾向,GSH参与高铁血红蛋白的还原作用 ，增加铁的溶解性； 参与胰岛素的灭活，促进雌激素的灭活。,5. 参与人体内代谢调节作用,23,6防治眼角膜疾病,GSH的含量及活性下降是白内障的重要致病因素；
7、 提高GSH水平，可防治白内障。,7其他功能,美容、抗过敏等,24,二、谷胱甘肽的制备工艺,(一)萃取法（经典方法 ）,1原理,破坏细胞壁释放谷胱甘肽分离成品,2设备：提取罐 、真空浓缩装置、喷雾干燥机,真空浓缩装置,喷雾干燥,提取罐,25,用乙醇等易挥发的有机溶剂进行加热浸取。有机溶剂在提取罐中受热蒸发，其蒸汽被引入到冷凝器中再次冷凝成液体并回流到提取罐中继续进行浸取操作，直至目的产物被提取完全为止。,提取罐,26,喷雾干燥装置,雾化后的料液,热空气,喷雾干燥器干燥,27,3工艺流程,原料提取提取液沉淀水洗脱盐浓缩干燥成品,4工艺说明,(1)原料：植物种子胚芽、动物内脏、 酵母，以酵母作为原
8、料居多。,(2)萃取：关键是使谷胱甘肽从细胞中释放出来。 酶溶解法 化学抽提法机械破碎法,均质机,球磨机,28,(3)分离：铜盐法沉淀分离,(5)水洗：用清水洗滤渣至无硫酸根离子,(6)脱盐：通入H2S除去铜离子，再通入H2或N2排去H2S,(7)浓缩：蒸馏法浓缩滤液,(8)干燥: 喷雾干燥法、冷冻干燥法或电热真空干燥,4工艺说明,29,(二)发酵法,1原理,固定化细胞(或酶)发酵法,选育或构建GSH合成能力强、胞内含量高的微生物菌种，控制生产过程中-谷氨酰半胱氨酸合成酶和谷胱甘肽合成酶的合成以及谷氨酰转肽酶的降解。,酵母发酵法,重组大肠杆菌工程菌发酵法,30,2设备：发酵罐、提取罐、高速离心
9、机、 层析装置、真空浓缩器、喷雾干燥机,3. 酵母发酵生产法工艺流程,酵母诱变高产酵母热水提取离心调节pH树脂吸附酸洗脱Cu2O沉淀水洗沉淀过滤浓缩干燥成品,薄层层析,柱层析,31,(3)培养基基本成分,（4）发酵条件,（5）热水提取,（6）树脂吸附：阳离子交换树脂。树脂要预处理,（7）沉淀、浓缩、干燥等工艺见GSH提取法,4. 重组大肠杆菌工程菌发酵生产法,5. 固定化细胞(或酶)发酵生产法,4. 工艺说明,(1)酵母菌种: 酿酒酵母及假丝酵母属中的某些种,(2)诱变方法:紫外光诱变后，进行抗性筛选,32,三、在功能食品中的应用,(一)在面制品加工中的应用,(二)在奶制品及婴儿食品加工中的应
10、用,(三)在肉制品及海鲜类制品加工中的应用,(四)在果蔬制品加工中的应用,(五)在饮料加工中的应用,醒酒、护肝、抗氧化,33,第三节 降血压肽,一、结构及生理功能,（一）降血压肽的结构,活性中心的分子结构与氨基酸组成存在共同点： N末端一般为长链或具有支链的疏水性氨基酸 ； C末端氨基酸一般为具有环状结构的芳香族氨基酸。,活性除与氨基酸的组成及结构有关外， 还与其分子质量有关，分子质量1000 的组分降血压活性最强,亮氨酸,苯丙氨酸,34,（二）生理功能及作用机理,作用机理：通过抑制人体内血管紧张素转换酶ACE的活性而实现,功能：降低血压,35,二、降血压肽的制备工艺,(一)酶解法,1.原理,
11、2设备：水解提取罐、离心机、层析装置、超滤机,36,3工艺流程,植物原料碱处理离心上清液调pH(沉降蛋白质) 加入蛋白酶灭酶层析超滤成品,4工艺说明,(1)原料：玉米蛋白(玉米面筋粉) 玉米降血压肽,(2)酶的选择：单一蛋白酶、两种或多种酶,(3)碱处理：去纤维素等杂质,(4)离心：去沉渣,(5)调pH：沉降蛋白,(6)酶解条件,(7)灭酶,(8)柱层析：葡聚糖凝胶；分离原理,37,葡聚糖凝胶的化学结构,38,凝胶层析的原理 l 分子大小不同混合物上柱； 2 洗脱开始，小分子扩散进人凝胶颗粒内，大分子被排阻于颗粒之外；3 大小分子分开： 4大分子行程较短，已洗脱出层析柱，小分子尚在进行中,39
12、,(二)提取法,1原理：硫酸铵盐析沉淀多肽，然后超滤获得所需多肽,2设备：离心机、离子交换设备、超滤机,3工艺流程,收集发酵液离心上清液沉淀离心脱色超滤干燥成品,40,4工艺说明,(1)离心：发酵液离心分离,(2)沉淀：硫酸铵盐析沉淀多肽,(3)脱色：DEAE-Sephacel （二乙氨乙基葡聚糖纤维素阴离子交换层析柱）,(4)超滤：截留相对分子质量3000的中空纤维超滤,41,(三)自溶法,1原理：激活细胞内自溶酶系统， 水解自身蛋白质产生降血压肽。,2设备：粉碎机、离心机、恒温搅拌机、超滤机,动物原料粉碎自溶加热冷却超滤浓缩液干燥成品,3工艺过程,42,(4)超滤：用截留相对分子质量300
13、0的中空纤维超滤,4工艺说明,(1)原料 ：动物内脏、鱼肉,(2)自溶：加水调节pH至7.6，60保温3h，轻微搅拌,(3)加热：加热至90，终止反应,43,三、降血压肽在功能食品中的应用,日本：沙丁鱼肽、玉米多肽混合物“缩氨酸”,我国：暂无产品上市,44,本章总结,核心结构：成串的磷酸丝氨酸和谷氨酸簇,主要功能：促进钙吸收,制备：先酶解，再沉淀或离子交换得到多肽,一 酪蛋白磷酸肽,45,本章总结,结构：由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成； 活性中心：活泼巯基,主要功能：清除自由基作用、解毒、护肝等,制备：萃取法、发酵法,二 谷胱甘肽（GSH）,46,本章小结,主要功能：降血压,制备：先酶解或沉淀多肽，然后离子交换或超滤得到成品,结构：活性中心的分子结构与氨基酸组成存在共同点： N末端氨基酸为长链或具有支链的疏水性氨基酸 ； C末端为具有环状结构的芳香族氨基酸。 分子质量1000 的组分降血压活性最强。,三 降血压肽,