色谱 ›› 2020, Vol. 38 ›› Issue (12): 1431-1439.DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.04019
收稿日期:
2020-04-29
出版日期:
2020-12-08
发布日期:
2020-12-01
通讯作者:
张博
基金资助:
XUE Yaru1, GUO Rui2, ZHANG Bo2,*()
Received:
2020-04-29
Online:
2020-12-08
Published:
2020-12-01
Contact:
ZHANG Bo
Supported by:
摘要:
在海洋天然产物中,马鲛鱼是一种重要的高活性抗氧化肽生物源,具有极高的加工附加值。由于鱼体组织的复杂性,活性抗氧化肽成分的提取和筛选对样品制备和分离技术提出了挑战。使用不同蛋白酶对鱼体组织进行酶解时,所获得的活性肽结构及功能活性会有显著的差别。为了获得高活性的抗氧化肽,该研究分别考察了风味蛋白酶、胰蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶5种蛋白酶的酶解效果。以二苯代苦味肼基自由基(DPPH·)、羟自由基(·OH)清除率和水解度(DH)为指标,筛选最优水解酶。结果表明,胰蛋白酶酶解液清除DPPH·和·OH能力最强,清除率分别达到88.93%±0.82%和53.09%±0.73%。在单因素试验的基础上,以DPPH·清除率为响应值,以加酶量、酶解温度和时间为函数,进行了三因素三水平响应面试验,获得水解度23.66%、DPPH·清除率93.78%以及·OH清除率62.59%的最优制备条件。纳流液相色谱具有低样品量、低溶剂消耗和高效等优势。为筛选出适合于马鲛鱼内脏抗氧化肽分离分析的固定相,该研究使用1∶1000分流比的纳流液相平台,分别使用反相C18柱(15 cm×100 μm, 5 μm, 30 nm)和强阳离子交换柱(15 cm×100 μm, 5 μm, 100 nm)进行分离,收集、冻干并评测了各组分的抗氧化能力。结果表明,强阳离子交换固定相更适合于马鲛鱼内脏抗氧化肽的分离纯化,并筛选出1个强活性抗氧化肽组分。该组分DPPH·清除力的半抑制浓度(IC50)为0.672±0.051 mg/mL,与纯化前相比提高了13.6倍。该研究报道了纳流液相色谱在海洋天然产物源抗氧化肽分离分析中的应用,并证明了其在活性抗氧化肽成分筛选中的有效性和良好的应用前景。
中图分类号:
薛雅茹, 郭睿, 张博. 马鲛鱼抗氧化肽的纳流液相色谱法分离与筛选[J]. 色谱, 2020, 38(12): 1431-1439.
XUE Yaru, GUO Rui, ZHANG Bo. Separation and screening of antioxidant peptides from Scomberomorus niphonius based on nano flow liquid chromatography[J]. Chinese Journal of Chromatography, 2020, 38(12): 1431-1439.
Type of enzyme | Enzyme activity/(u/g) | Temperature/ ℃ | pH | Time/ h |
---|---|---|---|---|
Flavor protease | 15000 | 50 | 7 | 8 |
Trypsin | 250000* | 37 | 7 | 8 |
Acid protease | 800000 | 50 | 3 | 8 |
Neutral protease | 200000 | 50 | 7 | 8 |
Alkaline protease | 200000 | 50 | 8 | 8 |
表 1 蛋白酶的水解条件
Table 1 Hydrolysis conditions of various proteases
Type of enzyme | Enzyme activity/(u/g) | Temperature/ ℃ | pH | Time/ h |
---|---|---|---|---|
Flavor protease | 15000 | 50 | 7 | 8 |
Trypsin | 250000* | 37 | 7 | 8 |
Acid protease | 800000 | 50 | 3 | 8 |
Neutral protease | 200000 | 50 | 7 | 8 |
Alkaline protease | 200000 | 50 | 8 | 8 |
Level | Factors | ||
---|---|---|---|
A(Addition of enzyme/%) | B(Hydrolysis temperature/ ℃) | C(Hydrolysis time/h) | |
-1 | 0.2 | 35 | 2.0 |
0 | 0.4 | 40 | 2.5 |
1 | 0.6 | 45 | 3.0 |
表 2 响应面分析试验的因素和水平
Table 2 Factors and levels of response surface analysis
Level | Factors | ||
---|---|---|---|
A(Addition of enzyme/%) | B(Hydrolysis temperature/ ℃) | C(Hydrolysis time/h) | |
-1 | 0.2 | 35 | 2.0 |
0 | 0.4 | 40 | 2.5 |
1 | 0.6 | 45 | 3.0 |
Source | Sum of squares | df | Mean square | F value | p-value (Prob>F) | Significance |
---|---|---|---|---|---|---|
Model | 220.21 | 9 | 24.47 | 77.59 | <0.0001 | ** |
A | 9.22 | 1 | 9.22 | 29.25 | 0.001 | ** |
B | 8 | 1 | 8 | 25.37 | 0.0015 | ** |
C | 2.11 | 1 | 2.11 | 6.7 | 0.0361 | * |
AB | 4.35 | 1 | 4.35 | 13.79 | 0.0075 | ** |
AC | 1.04 | 1 | 1.04 | 3.3 | 0.1122 | |
BC | 14.18 | 1 | 14.18 | 44.95 | 0.0003 | ** |
A2 | 59.65 | 1 | 59.65 | 189.17 | <0.0001 | |
B2 | 84.94 | 1 | 84.94 | 269.36 | <0.0001 | |
C2 | 19.45 | 1 | 19.45 | 61.66 | 0.0001 | |
Residual | 2.21 | 7 | 0.32 | |||
Lack of fit | 1.27 | 3 | 0.42 | 1.79 | 0.2879 | |
Pure error | 0.94 | 4 | 0.24 | |||
Cor total | 222.41 | 16 |
表 4 回归方程模型的方差分析
Table 4 Analysis of variance for regression equation model
Source | Sum of squares | df | Mean square | F value | p-value (Prob>F) | Significance |
---|---|---|---|---|---|---|
Model | 220.21 | 9 | 24.47 | 77.59 | <0.0001 | ** |
A | 9.22 | 1 | 9.22 | 29.25 | 0.001 | ** |
B | 8 | 1 | 8 | 25.37 | 0.0015 | ** |
C | 2.11 | 1 | 2.11 | 6.7 | 0.0361 | * |
AB | 4.35 | 1 | 4.35 | 13.79 | 0.0075 | ** |
AC | 1.04 | 1 | 1.04 | 3.3 | 0.1122 | |
BC | 14.18 | 1 | 14.18 | 44.95 | 0.0003 | ** |
A2 | 59.65 | 1 | 59.65 | 189.17 | <0.0001 | |
B2 | 84.94 | 1 | 84.94 | 269.36 | <0.0001 | |
C2 | 19.45 | 1 | 19.45 | 61.66 | 0.0001 | |
Residual | 2.21 | 7 | 0.32 | |||
Lack of fit | 1.27 | 3 | 0.42 | 1.79 | 0.2879 | |
Pure error | 0.94 | 4 | 0.24 | |||
Cor total | 222.41 | 16 |
Test | A | B | C | Y(DPPH· scavenging ability/%) |
---|---|---|---|---|
1 | 0.2 | 35 | 2.5 | 84.73 |
2 | 0.6 | 35 | 2.5 | 85.16 |
3 | 0.2 | 45 | 2.5 | 88.91 |
4 | 0.6 | 45 | 2.5 | 85.17 |
5 | 0.2 | 40 | 2 | 88.94 |
6 | 0.6 | 40 | 2 | 87.32 |
7 | 0.2 | 40 | 3 | 90.37 |
8 | 0.6 | 40 | 3 | 86.71 |
9 | 0.4 | 35 | 2 | 83.95 |
10 | 0.4 | 45 | 2 | 89.62 |
11 | 0.4 | 35 | 3 | 89.36 |
12 | 0.4 | 45 | 3 | 87.50 |
13 | 0.4 | 40 | 2.5 | 94.04 |
14 | 0.4 | 40 | 2.5 | 93.71 |
15 | 0.4 | 40 | 2.5 | 94.51 |
16 | 0.4 | 40 | 2.5 | 94.03 |
17 | 0.4 | 40 | 2.5 | 94.95 |
表 3 Box-Behnken试验设计及结果
Table 3 Design and results of Box-Behnken test
Test | A | B | C | Y(DPPH· scavenging ability/%) |
---|---|---|---|---|
1 | 0.2 | 35 | 2.5 | 84.73 |
2 | 0.6 | 35 | 2.5 | 85.16 |
3 | 0.2 | 45 | 2.5 | 88.91 |
4 | 0.6 | 45 | 2.5 | 85.17 |
5 | 0.2 | 40 | 2 | 88.94 |
6 | 0.6 | 40 | 2 | 87.32 |
7 | 0.2 | 40 | 3 | 90.37 |
8 | 0.6 | 40 | 3 | 86.71 |
9 | 0.4 | 35 | 2 | 83.95 |
10 | 0.4 | 45 | 2 | 89.62 |
11 | 0.4 | 35 | 3 | 89.36 |
12 | 0.4 | 45 | 3 | 87.50 |
13 | 0.4 | 40 | 2.5 | 94.04 |
14 | 0.4 | 40 | 2.5 | 93.71 |
15 | 0.4 | 40 | 2.5 | 94.51 |
16 | 0.4 | 40 | 2.5 | 94.03 |
17 | 0.4 | 40 | 2.5 | 94.95 |
图 2 加酶量和酶解温度对DPPH·清除率交互影响的响应面和等高线
Fig. 2 Surface and contour plots of influence for the addition of enzyme and hydrolysis temperature against DPPH· scavenging ability
图 3 加酶量和酶解时间对DPPH·清除率交互影响的响应面和等高线
Fig. 3 Surface and contour plots of influence for the addition of enzyme and hydrolysis time against DPPH· scavenging ability
图 4 酶解温度和酶解时间对DPPH·清除率交互影响的响应面和等高线
Fig. 4 Surface and contour plots of influence for hydrolysis temperature and hydrolysis time against DPPH· scavenging ability
图 5 C18柱分离APS的高效纳流液相色谱图
Fig. 5 nano-HPLC chromatogram of APS using C18 column Mobile phase: 60% ACN; flow rate: 0.6 mL/min; split ratio: 1∶1000; chromatographic column: C18, 15 cm×100 μm, 5 μm, 30 nm.
图 6 SCX固定相分离APS的高效纳流液相色谱图
Fig. 6 Nano-HPLC chromatogram of APS using SCX stationary phase Mobile phase: 60% ACN; flow rate: 0.6 mL/min; split ratio: 1∶1000; chromatographic column: SCX, 15 cm×100 μm, 5 μm, 100 nm.
图 7 C18固定相分离后各组分的DPPH·清除力
Fig. 7 DPPH· scavenging activity of fractions obtained on C18 column The letters indicate significant difference at 0.05 level (data=mean±standard, n=3).
图 8 SCX柱分离后各组分的DPPH·清除力
Fig. 8 DPPH· scavenging activity of fractions obtained on SCX column The letters indicate significant difference at 0.05 level (data=mean±standard, n=3).
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