白茶蛋白酶解物的抗氧化与α-葡萄糖苷酶抑制力研究
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茶叶学报 2024,65 (1):53−61
Acta Tea Sinica
DOI:10.20045/ki.issn.2096-0220.2024.01.007
引文格式:卢学慧,陈巧玲,王弛,等. 白茶蛋白酶解物的抗氧化与α-葡萄糖苷酶抑制力研究[J]. 茶叶学报,2024,65(1):53−61.
白茶蛋白酶解物的抗氧化与α-葡萄糖苷酶抑制力研究
卢学慧,陈巧玲,王 弛,赵 峰*
(福建中医药大学药学院,福建 福州 350122)
摘 要:【目的】提取和酶解制备白茶蛋白生物活性肽,并探讨其抗氧化能力和α-葡萄糖苷酶抑制率,为白茶综合利用提供理论依据。
【方法】以寿眉白茶为原料,采用碱提酸沉法获得白茶蛋白粗提物,再分别以碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和复配酶进行酶解,比较各酶解物的DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、总还原力和α-葡萄糖苷酶抑制率差异。
【结果】采用碱提(0.3 mol·L−1 NaOH)酸沉(pH=3.0)法获得白茶蛋白粗提物,其纯度46.6 %,得率7.1%。
酶解物的活性评价结果显示,木瓜蛋白酶酶解物浓度为200 μg·mL−1时对DPPH自由基清除率最大,为86.8%;4种蛋白酶酶解物对ABTS自由基清除能力相当;复配酶酶解物浓度为1000 μg·mL−1时总还原力最大,为0.930;中性蛋白酶酶解物浓度为1 000 μg·mL−1时对α-葡萄糖苷酶抑制力最强,为97.8%。
【结论】使用中性蛋白酶、复配酶和木瓜蛋白酶,有望开发具备抗氧化能力与α-葡萄糖苷酶抑制力的白茶蛋白活性肽。
关键词:白茶;酶解物;抗氧化;α-葡萄糖苷酶
中图分类号:S571.1文献标志码:A文章编号:2096−0220(2024)01−0053−09 Antioxidative and α-Glucosidase Inhibition Activities of Protein Hydrolysates
of White Tea
LU Xue-hui , CHEN Qiao-ling , WANG Chi , ZHAO Feng*
(College of Pharmacy, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou, Fujian 350122) Abstract:【Objective】The enzymatically hydrolyzed protein from white tea was analyzed for antioxidant and α-glucosidase inhibition for the development of a functional ingredient. 【Method】Protein extracted by alkali solution from Shoumei white tea was acid-precipitated prior to protease hydrolysis using alcalase, papain, neutrase, or protamex.
Rates of DPPH and ABTS free radical scavenging as well as total reducing power and α-glucosidase inhibition of the resulting hydrolysates were determined. 【Result】The extraction applied 0.3 mol·L−1 NaOH to solubilize protein from the white tea and precipitated at pH 3.0 to yield 7.1% of a material containing 46.6% protein for the subsequent enzymatic hydrolysis. The hydrolysate of the 200 μg·mL−1 papain digestion exhibited the highest DPPH radical scavenging rate at 86.8%; The four protease hydrolysates were comparable in their ability to scavenge ABTS free radicals; and that of 1000 μg·mL−1 protamex, the total reducing power was the highest, amounting to 0.930; and that of the 1000 μg·mL−1 neutrase, the most powerful α-glucoglycanase inhibition at 97.8%. 【Conclusion】It appeared that the
收稿日期:2023−12−08初稿;2024−02−23修改稿
基金项目:福建中医药大学引进人才科研启动项目(2801/701190097)。
作者简介:卢学慧(1996−),女,硕士研究生,研究方向:中药学。
E-mail: *****************
* 通信作者:赵峰(1983−),男,博士,副教授/高级工程师,研究方向:食品化学。
E-mail: **********************.cn
application of neturase, protamex, or papain to enzymatically hydrolyze the white tea protein extract could produce peptides with significant antioxidative and α-glucosidase inhibition activities rendering a potential bioactive agent as a functional ingredient.
Key words:White tea; enzymatic hydrolysate; antioxidant; α-glucosidase
0 引言
【研究意义】白茶是我国传统的六大茶类之一,制作工艺独特,具有独特的感官风味和丰富的营养价值,被誉为“茶中珍品”[1, 2]。
白茶性味寒凉[3],具有降血压[4]、降血糖[5]、抗氧化[6]、降血脂[7]、抗炎[8]等功效。
蛋白质约占茶叶干重的21%~28%,主要包括谷蛋白(82.05%)、醇溶蛋白(13.61%)、白蛋白(3.47%)和球蛋白(0.87%)[9, 10]。
泡饮只能将其中水溶性蛋白质溶出,而如何进一步利用剩余的大量水不溶性蛋白质,仍值得研究。
近年来,随着生物活性肽研究的兴起和制备技术的成熟,通过食源性蛋白制备生物活性肽成为可能。
【前人研究进展】茶蛋白具有抗氧化、降“三高”和减肥等保健功能[11]。
碱提酸沉法是最常见的茶蛋白提取方法,而不同pH 沉淀条件可能会对茶蛋白的活性、纯度与得率产生影响[12, 13]。
CUI等[14]以提取温度70℃、提取时间60 min、pH=12、料液比50∶1为提取条件,蛋白提取率为29.71%,等电点加硫酸铵沉淀提取率达到82.88%。
酶法制备生物活性肽是当下主流的生产工艺,不同酶所制备的生物活性肽在理化性质、功能特性以及生物活性方面也存在差异[15, 16]。
YE等[7]以胃蛋白酶酶解茶蛋白后,发现该酶解物的胆酸盐结合能力强,从中进一步分离并鉴定到3种新的降血脂肽。
又如,SHAHI等[17]通过研究碱性蛋白酶和胰蛋白酶的不同酶解时间,发现酶解时间越长,水解度越高,产生低分子量的肽越多,碱性蛋白酶和胰蛋白酶分别在200、240 min 时酶解物的还原力最大。
【本研究切入点】白茶作为一种含有丰富生物活性物质的自然植物资源受到广泛关注。
尽管已有研究揭示了茶叶中蛋白质的抗氧化及对α-葡萄糖苷酶的抑制作用[18, 19],然而关于其蛋白酶解物的活性及其潜在应用的研究仍显不足。
【拟解决的关键问题】本研究以去除多酚等水溶性物质后的白茶为原料,先采用碱提酸沉法获得白茶蛋白粗提物,利用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和复配酶4种蛋白酶对白茶蛋白进行水解,比较各酶解物的DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、总还原力和α-葡萄糖苷酶抑制率差异,将白茶中的蛋白质转化为具有抗氧化能力和α-葡萄糖苷酶抑制力的小分子肽,进而对白茶生物活性肽的制备与产业开发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
寿眉白茶(‘福云6号’品种,2022年8月产,福建华侨茶厂);碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、复配酶(酶活分别为6×105、6×105、1×105、6×105 U·g−1,安琪酵母股份有限公司);α-葡萄糖苷酶(≥10 U·mg−1,美国Sigma公司);对硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(上海源叶生物科技有限公司);还原性谷胱甘肽[梯希爱(上海)化成工业发展有限公司];1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)(上海华蓝化学有限公司);硫酸亚铁、铁氰化钾、三氯乙酸、三氯化铁、氢氧化钠、硫酸铜、硫酸钾、过硫酸钾、硼酸、盐酸、硫酸、石油醚(60~90℃)、丙酮(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。
主要仪器:粉碎机(400Y,永康市铂欧五金制品有限公司);石墨消解仪(SH420F,山东海能科学仪器有限公司);自动凯氏定氮仪(K9840,山东海能科学仪器有限公司);多功能微孔板酶标仪[Infinite M200 Pro,帝肯(上海)贸易有限公司];pH计(PHS-3E,上海仪电科学仪器股份有限公司);恒温水浴锅(HH-6S,上海拓赫机电科技有限公司);冷冻干燥机(LGL-20F,北京松源华兴科技发展有限公司)。
1.2 预处理
称取适量白茶粉末(过80目筛),以料液比
54茶叶学报第 65 卷
1∶10(g∶mL,以下同),100℃水浸提15 min,重复提取3次,过滤,目的是去除多酚类物质;滤渣用石油醚以料液比1∶5浸提4 h,重复提取5次;再以冷丙酮(4℃)以料液比1∶5清洗3次,目的是脱除脂溶性色素等,待有机溶剂挥干,备用。
1.3 白茶蛋白粗提物制备
参考SHEN[20]方法,称取适量经预处理的白茶粉末,以料液比1∶40加入0.3 mol·L−1 NaOH溶液,40℃条件下磁力搅拌4 h后,离心(4 000 r·min−1,10 min),收集上清液。
取6份等体积上清液,以0.1 mol·L−1 HCl溶液分别调节pH至2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,以确定最佳沉淀点,4℃静置2 h,离心(4 000 r·min−1,15 min),水洗至中性,冷冻干燥后即得白茶蛋白粗提物。
1.4 白茶蛋白粗提物的得率、纯度和茶多酚含量
白茶蛋白粗提物得率按以下公式计算:
式中:Y为白茶蛋白粗提物得率,%;M1为白茶蛋白粗提物干重,g;M0为经预处理的白茶干重,g。
白茶蛋白粗提物纯度按GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法测定并按以下公式计算:
式中:X为白茶蛋白粗提物纯度,%;V1为白茶蛋白粗提物消耗盐酸标准滴定液的体积,mL;V
2
为空白消耗盐酸标准滴定液的体积,mL;c为盐酸标准滴定液浓度,mol·L−1;0.014 0为盐酸[c(HCl)=1.000 mol·L−1]标准滴定液相当的氮的质量,g;m为白茶蛋白粗提物的干重,g;F为氮换算为蛋白质的系数,以6.25计。
按照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》定量测定白茶蛋白粗提物中的残留茶多酚含量。
1.5 4种酶对白茶蛋白粗提物的酶解处理
按照马凤[21]的方法并略作改进,酶解温度及pH如下:碱性蛋白酶(50 ℃,pH 10.0)、木瓜蛋白酶(55℃,pH 6.0)、中性蛋白酶(45℃,pH 7.0)及复配酶(55℃,pH 6.5),底物浓度为2%悬浊液(w∶w)、加酶量(6 000 U·g−1)、酶解时间3 h,期间每1 h调节一次pH。
酶解后,100℃灭活10 min以终止反应,冷却后离心(10 000 r·min−1,15 min),上清液冷冻干燥,即得碱性蛋白酶酶解物、木瓜蛋白酶酶解物、中性蛋白酶酶解物和复配酶酶解物。
1.6 不同酶解物的抗氧化能力评价
1.6.1 对DPPH自由基的清除率
参照王小娟等[22]的方法并略作改进,以谷胱甘肽(Glutathione,GSH)为阳性对照。
将4种蛋白酶(碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、复配酶)的酶解物均配制为12.5、25、50、100、200、400 μg·mL−1的样品溶液,向96孔酶标板中加入100 μL样品溶液、100 μL DPPH自由基溶液(0.2 mmol·L−1),充分混匀,避光反应30 min,于517 nm
处测吸光度,按以下公示计算:
式中:A为实验组;A0为空白组,无水乙醇代替DPPH自由基溶液;A1为对照组,无水乙醇代替样品溶液。
1.6.2 对ABTS自由基的清除率
参照刘娟娟[23]的方法并略作改进,以GSH为阳性对照。
将4种蛋白酶酶解物均配制为31.25、62.5、125、250、500 μg·mL−1的样品溶液,将ABTS(7.4 mmol·L−1)和K2S2O8(2.6 mmol·L−1)水溶液等体积混合,室温下避光放置12 h,让其充分反应生成ABTS自由基,用超纯水稀释20倍后使用。
在96孔酶标板中加入40 μL样品溶液和160 μL ABTS自由基溶液,混匀后黑暗放置6 min,734 nm
处测量吸光度值,按以下公示计算:
式中:A为实验组;A0为空白组,超纯水代替ABTS自由基溶液;A1为对照组,超纯水代替样品溶液。
1.6.3 总还原力
参照谢妍祎等[24]的方法并略作改进,以GSH 为阳性对照。
将4种蛋白酶酶解物均配制为62.5、125、250、500、1 000 μg·mL−1的样品溶液,在5 mL离心管中依次加入0.5 mL样品溶液、0.5 mL 磷酸缓冲溶液(0.2 mol·L−1,pH 6.6),0.5 mL 1%铁氰化钾,于50℃水浴20 min后,加入0.5 mL
第 1 期卢学慧等:白茶蛋白酶解物的抗氧化与α-葡萄糖苷酶抑制力研究55
10%三氯乙酸(TCA),离心(4 000 r·min−1,10 min)。
向96孔酶标板中依次加入100 μL上述离心后的上清液、100 μL超纯水、20 μL 0.1%三氯化铁,室温反应10 min,700 nm波长下测定吸光度,按以下公示计算:
式中:A为实验组;A0为空白组,超纯水代替样品溶液。
1.7 对α-葡萄糖苷酶的抑制率
参考MANZOOR[25]方法并略作改进。
以阿卡波糖(Acarbose)为阳性对照。
样品、阿卡波糖、α-葡萄糖苷酶、硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(pNPG)溶液均用磷酸盐缓冲液(0.2 mol·L−1,pH 6.9)配制。
将4种酶(碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、复配酶)的酶解物均配制为31.25、62.5、125、250、500、1 000 μg·mL−1浓度的样品溶液。
取100 μL不同浓度的样品溶液与100 μL α-葡萄糖苷酶(0.5 U·mL−1)溶液混匀,在37 ℃下孵育10 min,再加入100 μL底物pNPG溶液(5 mmol·L−1)后在37 ℃条件下孵育20 min,加1 mL碳酸钠溶液(0.1 mol·L−1)停止反应,在405 nm处用酶标仪测定吸光度,按以下公示计算:
式中:A为实验组;A1为实验空白组,磷酸盐缓冲液代替酶液;A2对照组,超纯水代替样品溶液;A0为对照空白组,磷酸盐缓冲液代替酶液和样品溶液。
1.8 数据处理及统计分析
实验数据均进行3个平行实验,以Excel计算结果,以“平均值±标准差”表示;SPSS 20.0软件进行统计分析,具体包括:IC50、单因素ANOVA 分析;Origin 2021进行柱形图和点线图绘制。
2 结果与分析
2.1 白茶蛋白粗提物制备
等电点是蛋白质净电荷为零的pH值,将pH 调整到等电点,以促进蛋白质的沉淀和分离[26, 27]。
由图1可知,随着pH值的升高,白茶蛋白粗提物纯度与得率均呈现先升后降的变化。
统计检验结果显示,pH=3.0时纯度最高,且显著高于pH=5.0;pH=2.5~4.5时各组得率间不存在显著差异,但显著高于pH=5.0。
故确定以pH=3.0沉淀白茶蛋白粗提物,其得率7.1%、纯度46.6%。
同时经检测,白茶蛋白粗提物中残留茶多酚含量为1.65%,可基本排除茶多酚对其抗氧化及α-葡萄糖苷酶抑制作用的干扰。
10
20
30
40
50
纯度 Purity %
pH
纯
度
P
u
r
i
t
y
(
%
)
1
2
3
4
5
6
7
8
得
率
Y
i
e
l
d
(
%
)
图1 不同pH沉淀白茶蛋白粗提物的纯度与得率Fig. 1 Purity and yield of crude protein extracted from white tea and precipitated at different pHs
注:不同小写字母表示不同pH下白茶蛋白粗提物的纯度与得率差异显著(P<0.05)。
Note: Different lowercase letters indicate significant differences in the purity and yield of crude extracts precipitated from white tea at different pH (P<0.05).
2.2 抗氧化能力
2.2.1 DPPH自由基清除率
各浓度蛋白酶酶解物的DPPH自由基清除率结果见图2。
当浓度为12.5~200 μg·mL−1时,木瓜蛋白酶酶解物、中性蛋白酶酶解物、复配酶酶解物和碱性蛋白酶酶解物对DPPH自由基清除率呈现浓度依赖性,而浓度大于400 μg·mL−1时DPPH自由基清除率呈下降趋势。
浓度为200μg·mL−1时4种酶解物对应的DPPH自由基清除率分别为碱性蛋白酶酶解物60.9%、中性蛋白酶酶解物80.5%、复配酶酶解物83.0%、木瓜蛋白酶酶解物86.8%。
据推测,4种蛋白酶酶解物均能够作为供电子物质,通过阻止DPPH自由基链式反应实现抗氧化作用[28]。
相比较而言,木瓜蛋白酶酶解物对DPPH自由基清除能力最强。
56茶叶学报第 65 卷
20
30405060708090100
20
304050607080D P P H 自由基清除率D P P H r a d i c a l s c a v e n g i n g r a t e (%)
D P P H 自由基清除率D P P H r a d i c a l s c a v e n g i n g r a t e (%)
浓度 concentration (μg·mL −1)
浓度 concentration (μg·mL −1)
图2 不同浓度下谷胱甘肽和4种蛋白酶酶解物的DPPH 自由基清除率
Fig. 2 DPPH radical scavenging rates of glutathione and tea protein hydrolysates at varied concentrations
木瓜蛋白酶酶解物、中性蛋白酶酶解物、复配酶酶解物浓度范围为12.5~200 μg·mL −1
时,IC 50依次为:76.6 μg·mL −1
(中性蛋白酶酶解物)>59.3 μg·mL −1
(复
配酶酶解物)>53.4 μg·mL −1
(木瓜蛋白酶酶解物),线性回归方程分别为Y=
0.237 3X+31.818 0,
R 2
=0.9804;
Y=0.247 9X+
35.289 0,R 2=0.980 3;Y=0.265 5X+35.834 0,R 2
=0.981 4;碱性蛋白酶酶解物浓度为25~200μg·mL −1时,线性回归方程Y=0.123 9X+36.858 0,R 2=0.980 0,算得IC 50为106.1 μg·mL −1。
2.2.2 ABTS 自由基清除率
各浓度谷胱甘肽和4种蛋白酶酶解物对
ABTS 自由基清除率结果见图3。
浓度为5~80μg·mL −1
内,谷胱甘肽对ABTS 自由基清除率呈现浓度依赖性;浓度为31.25~500 μg·mL −1
内4种蛋白酶酶解物对ABTS 自由基清除率也随浓度增大
而增大。
当浓度为80 μg·mL −1
时,谷胱甘肽对ABTS 自由基清除率最大,为90.0%;浓度为500μg·mL −1
时,4种蛋白酶酶解物对ABTS 自由基清除率也最大,均达到90%以上。
总体上看,4种蛋白酶酶解物对ABTS 自由基清除率相当。
经计算,IC 50依次为:237.5 μg·mL
−1
(碱性蛋白酶酶解物)>217.9 μg·mL −1
(木瓜蛋白酶酶解物)>215.4 μg·mL −1
(中性蛋白酶酶解物)>212.3 μg·mL −1
(复配酶酶解物),线性回归方程分别为Y=0.170 8X+9.439 9,R 2
=0.980 4;Y=0.1625X+14.597 0,R 2
=0.981 8;Y=0.159 7X+15.601 0,R 2=0.984 8;Y=0.160 8X+15.863 0,R 2
=0.982 4。
2.2.3 总还原力
不同浓度4种蛋白酶酶解物的总还原力见图4。
浓度为62.5~1 000 μg·mL −1
时,谷胱甘肽和4种蛋白酶酶解物对Fe 3+
总还原力呈现浓度依赖性。
20
30405060708090100浓度 (μg·mL −1
)
A B T S 自由基清除率A B T S r a d i c a l s c a v e n g i n g r a t e (%)
20406080100A B T S 自由基清除率A B T S r a d i c a l s c a v e n g i n g r a t e (%)
浓度 concentration (μg·mL −1)
图3 不同浓度下谷胱甘肽和4种蛋白酶酶解物ABTS 自由基清除率
Fig. 3 ABTS radical scavenging rates of glutathione and tea protein hydrolysates at varied concentrations
第 1 期
卢学慧等:白茶蛋白酶解物的抗氧化与α-葡萄糖苷酶抑制力研究
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1 000 μg·mL −1
时谷胱甘肽和4种蛋白酶酶解物的总还原力分别为:谷胱甘肽1.015、碱性蛋白酶0.779、木瓜蛋白酶0.896、中性蛋白酶0.845、复配酶0.930。
由此表明,4种蛋白酶酶解物的总还原力都弱于谷胱甘肽,相对而言,复配酶酶解物对Fe 3+
总还原力强于其他3个蛋白酶酶解物。
0.20.40.60.81.01.21.4总还原力T o t a l r e d u c i n g p o w e r (O D 700 n m )
浓度 concentration (μg·mL −1
)
图4 不同浓度下谷胱甘肽和4种蛋白酶酶解物的
总还原力
Fig. 4 Total reducing power of glutathione and tea protein
hydrolysates at varied concentrations
2.3 α-葡萄糖苷酶抑制力
不同浓度的阿卡波糖和4种蛋白酶酶解物对
α-葡萄糖苷酶抑制率见图5,结果可知,浓度为1 000~8 000 μg·mL −1
时,阿卡波糖对α-葡萄糖苷酶抑制率呈现浓度依赖性;当浓度为31.25~1 000μg·mL −1
时,4种酶酶解物对α-葡萄糖苷酶抑制率
也随浓度的增大而增大。
8 000 μg·mL −1
浓度的阿卡波糖对α-葡萄糖苷酶抑制率为54.8%,1 000μg·mL −1
浓度的4种蛋白酶酶解物对α-葡萄糖苷酶抑制率分别为木瓜蛋白酶酶解物83.4%、碱性蛋白酶酶解物84.1%、复配酶酶解物85.4%、中性蛋白酶酶解物97.8%,均大于阿卡波糖。
由此表明,4种酶酶解物均能与α-葡萄糖苷酶结合,阻止其催化反应的进行,从而抑制酶的活性
[29, 30]。
经计算,62.5~500 μg·mL −1
浓度内,
4种蛋白酶酶解物对α-葡萄糖苷酶抑制效果的IC 50值排序依次为:290.0 μg·mL −1
(木瓜蛋白酶酶解物)>267.5 μg·mL −1
(碱性蛋白酶酶酶解物)>262.0μg·mL −1
(复配酶酶解物)>223.0 μg·mL −1
(中性酶酶解物),线性回归方程分别为Y=0.167 2X+
1.515 6,R 2=0.982 9;Y=0.155 6X+8.376 7,R 2
=0.986 4;Y=0.158 0X+8.599 8,R 2
=0.981 8;Y=0.178 2X+10.260 0,R 2
=0.980 9。
总体上看,4种蛋白酶酶解物对α-葡萄糖苷酶有一定的抑制能力,且中性蛋白酶酶解物对α-葡萄糖苷酶抑制率最大。
3 讨论与结论
在碱性条件下,蛋白质结构发生变化,蛋白
质分子次级键氢键发生破坏,某些极性基团发生解离,促进结合物与蛋白质分离,调整离心后上清液的pH 值,使pH 达到蛋白质的等电点,降低了蛋白质的溶解性,从而让蛋白质析出。
本研究采用0.3 mol·L −1
NaOH 溶液提取再酸沉(pH =3.0)
102030405060浓度 concentration (μg·mL −1)
α-葡萄糖甘酶抑制率α-
g l u c o s i d a s e i n h i b i t o r y r a t i o (%)
20406080100浓度 (μg·mL −1
)
Alcalase
Neutrase α-葡萄糖甘酶抑制率α-g l u c o s i d a s e i n h i b i t o r y r a t i o (%)
图5 不同浓度下阿卡波糖和4种蛋白酶酶解物对α-葡萄糖苷酶抑制率
Fig. 5 α-glucosidase inhibition rates of acarbose and tea protein hydrolysates at varied concentrations
58
茶叶学报
第 65 卷
获得白茶蛋白粗提物,其纯度和得率分别为46.6%、7.1%。
这与梁杰等[31]的研究结果一致。
不同蛋白酶酶解物对不同种类的自由基具有不同程度的清除能力。
DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率和总还原力通常用于评价植物及其提取物的抗氧化能力。
DPPH自由基体外清除体系模型是一种被广泛用来评价天然化合物清除自由基能力的方法[32]。
研究表明,蛋白酶解物含有较高DPPH自由基清除活性与高含量的疏水性氨基酸或肽有关联[33]。
木瓜蛋白酶酶解物的DPPH 自由基清除率最高,可能是其含有的疏水性氨基酸或肽含量较高所致。
此外,本研究中,碱性蛋白酶解物浓度在25~200 μg·mL−1内与DPPH清除率呈线性关系,超过200 μg·mL−1之后活性呈下降趋势,其原因有待进一步考察。
ABTS在碱性条件下可与过硫酸钾反应生成蓝绿色的ABTS自由基离子,产物在732 nm波长处有最大吸光值,据此可以测定待测样品的ABTS自由基清除能力[34, 35]。
吸光度值越低,清除ABTS自由基的能力越强。
4种蛋白酶酶解物对ABTS自由基清除率随着浓度的增大而增大,酶解物浓度的增加可以提高与ABTS自由基的反应速率和数量,从而增加清除率。
还原力是一种单纯的基于电子转移的抗氧化活性测定方法,反映了抗氧化剂提供电子的能力,吸光值越大,还原能力越强[36, 37]。
本研究发现在相同浓度条件下,4种蛋白酶酶解物中以复配酶酶解物的的总还原力最大,但均低于谷胱甘肽,这可能是由于4种蛋白酶酶解物中含有抗氧化成分较少,纯度和含量不高。
α-葡萄糖苷酶通过可逆性地抑制小肠黏膜上的α-葡萄糖苷酶活性,来延缓碳水化合物分解为葡萄糖的速度,从而降低血糖[38]。
本研究发现,相同浓度条件下4种蛋白酶酶解物对α-葡萄糖苷酶抑制率远远大于阿卡波糖,推测是因为4种蛋白酶酶解物中可能含有多种α-葡萄糖苷酶抑制成分,这些成分之间可能存在协同作用,也可能是4种蛋白酶酶解物具有与α-葡萄糖苷酶结构更好的亲和力或更高的选择性,从而增强了α-葡萄糖苷酶抑制率。
本研究表明,以pH=3.0为等电点,白茶蛋白粗提物的纯度与得率分别为46.6%、7.1%,残留茶多酚含量为1.65%。
浓度为200 μg·mL−1木瓜蛋白酶酶解物对DPPH自由基的清除率最大,为86.8%;4种蛋白酶酶解物对ABTS自由基清除能力相当;复配酶酶解物浓度为1 000 μg·mL−1总还原力最大,为0.930;浓度为1 000 μg·mL−1中性蛋白酶酶解物对α-葡萄糖苷酶抑制力最强,为97.8%,这可能与酶解物的蛋白种类、结构有关。
通过对白茶蛋白酶解物进行抗氧化活性和α-葡萄糖苷酶抑制力的初步评价,期望为茶叶产业的可持续发展提供新的理论依据。
参考文献
韦城. 白茶加工技术研究进展[J]. 农技服务,2023,40(12):
94−98.
[1]
缪伊雯,周静芸,杨春明,等. 不同茶树品种寿眉白茶品质分
析[J/OL]. 食品工业科技,[2023-12-06]. https:///10.
13386/j.issn1002-0306.2023080168.
[2]
戴伟东,解东超,林智. 白茶功能性成分及保健功效研究进
展[J]. 中国茶叶,2021,43(4):1−8.
[3]
MAHESWARAPPA N B, BANERJEE R, MUTHUKUMAR M.
Antioxidant and angiotensin-I-converting enzyme (ACE-I)
inhibitory activities of protein hydrolysates derived from water
buffalo (Bubalus bubalis) liver[J]. Journal of Food Science and
Technology, 2023, 60 (1): 36−43.
[4]
PHUANGJIT U, KLINKESORN U, TAN C P, et al. Enhancing
silkworm protein yield, extraction efficiency, structure,
functionality, and antioxidant activity using ultrasound-,
microwave-, and freeze-thaw-assisted methods[J]. Journal of the
Science of Food and Agriculture, 2024, 104 (1): 383−390.
[5]
WANG Y, WANG C, WANG S,et al. Physicochemical
properties and antioxidant activities of tree peony (Paeonia
suffruticosa Andr. ) seed protein hydrolysates obtained with
different proteases[J]. Food Chemistry, 2021, 345: 128765.
[6]
YE H, XU Y, SUN Y,et al. Purification, identification and
hypolipidemic activities of three novel hypolipidemic peptides
from tea protein[J]. Food Research International, 2023, 165:
112450.
[7]
ZHAO F, WANG X, LIU H,et al. In vitro and in vivo anti-
inflammatory models demonstrate oligopeptides play a
significant role in anti-inflammatory properties of white tea[J].[8]
第 1 期卢学慧等:白茶蛋白酶解物的抗氧化与α-葡萄糖苷酶抑制力研究59
Journal of Functional Foods, 2024, 112: 105983.
顾谦等编著. 茶叶化学[M]. 合肥:中国科学技术大学出版社,2002.
[9]
DEMIR I. An investigation on the production of construction
brick with processed waste tea[J]. Building & Environment,
2006, 41 (9): 1274−1278.
[10]
WEI K, WEI Y, ZHOU P, et al. Preparation, characterization,
and antioxidant properties of selenium-enriched tea
peptides[J]. Foods, 2023, 12 (22): 4105.
[11]
KUMAR M, SELVASEKARAN P, CHIDAMBARAM R, et
al. Tea (Camellia sinensis (L.) Kuntze) as an emerging source
of protein and bioactive peptides: A narrative review[J]. Food
Chemistry, 2023, 428: 136783.
[12]
QIAOYUN C, XINGHONG N I, LIANG Z, et al. Optimization
of protein extraction and decoloration conditions for tea
residues[J]. Horticultural Plant Journal, 2017, 3 (4): 172−176.[13]
CUI Q, XINGHONG N, ZENG L. Optimization of preliminary
purification conditions for protein extraction from tea
residues[J]. Acta Horticulturae, 2018, 3 (4): 172−176.
[14]
李希宇,林伟玲,杨怀谷,等. 不同蛋白酶水解牛肉蛋白产物
的ACE抑制活力比较[J]. 现代食品科技,2021,37(10):
197−204.
[15]
郑志强,李宝林,郝利民,等. 不同蛋白酶对小麦蛋白酶解物
抗氧化活性的影响[J]. 食品科学,2017,38(7):161−166.[16]
SHAHI Z, SAYYED-ALANGI S Z, NAJAFIAN L. Effects of
enzyme type and process time on hydrolysis degree,
electrophoresis bands and antioxidant properties of hydrolyzed
proteins derived from defatted Bunium persicum Bioss. press
cake[J]. Heliyon, 2020, 6 (2): e3365.
[17]
唐冰冰,叶有明,廖政达,等. 微波辅助碱法提取茶酒糟中茶
蛋白及其脱色、抗氧化性研究[J]. 粮食与油脂,2023,36(7):
99−103.
[18]
苏可盈. 四种黑茶蛋白的降血糖活性及其机理的研究[D].
广东:华南理工大学,2019.
[19]
SHEN L, WANG X, WANG Z,et al. Studies on tea protein
extraction using alkaline and enzyme methods[J]. Food
Chemistry, 2008, 107 (2): 929−938.
[20]
马凤,叶灏铎,夏珍,等. 英红九号茶蛋白ACE抑制肽的制备、
氨基酸组成及不同超滤组分的活性评价[J]. 现代食品科技,
2023,39(7):237−245.
[21]
王小娟,刘慧,王良瑄,等. 白茶寡肽的抗氧化活性研究[J].[22]
茶叶学报,2022,63(4):233−242.
刘娟娟. 基于中药配位理论以大黄素为先导的多靶点抗AD
螯合剂的设计、合成及活性探究[D]. 天津:天津中医药大学,
2022.
[23]
谢妍祎,吴苏喜,谭传波,等. 油茶籽水相脱脂液中多糖的回
收及抗氧化活性研究[J]. 粮食与油脂,2021,34(10):41−45.[24]
MANZOOR M, SINGH J, BHAT Z F, et al. Multifunctional
apple seed protein hydrolysates: Impact of enzymolysis on the
biochemical, techno-functional and in vitro α-glucosidase,
pancreatic lipase and angiotensin-converting enzyme inhibition
activities[J]. International Journal of Biological
Macromolecules, 2023, 257(Pt 1): 128553.
[25]
王敏,徐丽萍. 植物蛋白质提取方法的研究进展[J]. 植物学
研究,2021,10(3):246−259.
[26]
QI H, ZHANG Q, ZHAO T, et al. In vitro antioxidant activity
of acetylated and benzoylated derivatives of polysaccharide
extracted from Ulva pertusa (Chlorophyta)[J]. Bioorganic &
Medicinal Chemistry Letters, 2006, 16 (9): 2441−2445.
[27]
贾润红. 油牡丹籽粕蛋白质提取工艺优化及其抗氧化活性研
究[J]. 中国食品添加剂,2023(12):42−50.
[28]
DENG C, ZHANG N, LIN H, et al. Recent progress on natural
α-glucosidase inhibitors derived from the plants and
microorganisms[J]. Current Medicinal Chemistry, 2024 (31):
1−27.
[29]
AGRAWAL N, SHARMA M, SINGH S,et al. Recent
advances of alpha-glucosidase inhibitors: a comprehensive
review[J]. Current Topics in Medicinal Chemistry, 2022, 22
(25): 2069−2086.
[30]
梁杰,汪秀妹,杨艺伟,等. 茶渣蛋白的提取及酶解产物抗氧
化性质研究[J]. 食品科技,2020,45(9):214−220.
[31]
CZELEJ M, GARBACZ K, CZERNECKI T,et al. Protein
hydrolysates derived from animals and plants-a review of
production methods and antioxidant activity[J]. Foods, 2022,
11 (13): 1953.
[32]
RAJAPAKSE N, MENDIS E, JUNG W, et al. Purification of a
radical scavenging peptide from fermented mussel sauce and its
antioxidant properties[J]. Food Research International, 2005,
38 (2): 175−182.
[33]
ZLATIĆ G, ARAPOVIĆ A, MARTINOVIĆ I,et al.
Antioxidant capacity of herzegovinian wildflowers evaluated by
UV-VIS and cyclic voltammetry analysis[J]. Molecules, 2022,[34]
60茶叶学报第 65 卷
27 (17): 5466.
ABUDUREHEMAN B, ZHOU X, SHU X, et al . Evaluation of
biochemical properties, antioxidant activities and phenolic content of two wild-grown berberis fruits: berberis nummularia and berberisatrocarpa [J ]. Foods, 2022, 11 (17): 2569.
[35]TEJPAL C S, VIJAYAGOPAL P, ELAVARASAN K, et al .
Antioxidant, functional properties and amino acid composition of pepsin-derived protein hydrolysates from whole tilapia waste
[36]as influenced by pre-processing ice storage [J ]. Journal of Food Science and Technology, 2017, 54 (13): 4257−4267.
张丽平,童华荣. 抗氧化能力测定方法的研究进展[J ]. 中国
食品添加剂,2004(3):108−113.
[37]郅丽超,张琳依,梁馨元,等. 天然活性成分对α-葡萄糖苷酶
抑制作用的研究进展[J ]. 食品安全质量检测学报,2021,12(6):2276−2282.
[38]第 1 期
卢学慧等:白茶蛋白酶解物的抗氧化与α-葡萄糖苷酶抑制力研究61。