大菱鲆魚(yú)皮多肽液的制備及其抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用

楊俊峰

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014109）

大菱鲆魚(yú)皮多肽液的制備及其抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用

楊俊峰

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014109）

利用熱水水解法制備大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白。以制備的膠原蛋白為原料，利用復(fù)合蛋白酶酶解法制備大菱鲆魚(yú)皮多肽液，并利用單因素和正交試驗(yàn)對(duì)復(fù)合蛋白酶酶解大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白的工藝進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)得到的大菱鲆魚(yú)皮多肽液的抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用進(jìn)行研究。結(jié)果表明，復(fù)合蛋白酶酶解法制備大菱鲆魚(yú)皮多肽液的最佳酶解工藝為：溫度50℃，pH 6.5，酶用量0.08%，酶解時(shí)間8 h。在此工藝條件下大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白的水解度為68.35%。小鼠負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)和抗疲勞生化指標(biāo)結(jié)果表明大菱鲆魚(yú)皮多肽液具有良好的抗運(yùn)動(dòng)疲勞能力。

大菱鲆；魚(yú)皮；多肽液；正交試驗(yàn)；抗運(yùn)動(dòng)疲勞

我國(guó)水產(chǎn)加工業(yè)發(fā)展迅速，大量的水產(chǎn)品通過(guò)深加工顯著提升了其原有價(jià)值，其中有關(guān)魚(yú)皮的深加工和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究深受廣大研究者的關(guān)注[1-3]。如羅非魚(yú)魚(yú)皮通過(guò)酶解法可得到具有良好抗氧化能力的膠原肽[4]。張振新等[5]利用響應(yīng)面法優(yōu)化了酶解廢棄?mèng)~皮的工藝，為廢棄?mèng)~皮的生產(chǎn)再利用提供了理論依據(jù)。劉成梅等[6]則利用超濾技術(shù)制備了羅非魚(yú)魚(yú)皮多肽，并對(duì)羅非魚(yú)魚(yú)皮多肽的抗氧化活性進(jìn)行了深入研究。大菱鲆俗稱歐洲比目魚(yú)，在中國(guó)被稱為“多寶魚(yú)”，肉質(zhì)鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，深受我國(guó)消費(fèi)者喜愛(ài)，在20世紀(jì)90年代末，大菱鲆在我國(guó)北方沿海推廣養(yǎng)殖，成為我國(guó)北方主要的海產(chǎn)品之一[7-8]。隨著大菱鲆產(chǎn)量的增加和加工業(yè)的興起，大菱鲆魚(yú)皮的進(jìn)一步加工利用將會(huì)成為提高大菱鲆經(jīng)濟(jì)效益的重要措施，然而目前此方面的研究并不多見(jiàn)。本研究以大菱鲆魚(yú)皮為研究對(duì)象，利用復(fù)合酶解法，對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白進(jìn)行酶解，并利用正交試驗(yàn)對(duì)酶解工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上對(duì)酶解得到的大菱鲆魚(yú)皮多肽液進(jìn)行抗運(yùn)動(dòng)疲勞的研究，以期為抗運(yùn)動(dòng)疲勞魚(yú)皮多肽的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 材料與儀器

1.1 樣品來(lái)源

大菱鲆魚(yú)：大小均一，尾重（800±20）g，鮮活即殺，剝皮，并將剝好的魚(yú)皮在-18℃下冷藏備用。

1.2 材料與試劑

小鼠：32只雄性小鼠，年齡均為8周，體重為（220± 14）g。

復(fù)合蛋白酶（120個(gè)單位/mg）：赫澎（上海）生物科技有限公司；茚三酮顯色液：上海拓旸生物科技有限公司；氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：上海芃碩生物科技有限公司；尿素氮（BUN）檢測(cè)試劑盒、乳酸測(cè)定試劑盒和糖原測(cè)試盒：上海江萊生物科技有限公司。

1.3 儀器與設(shè)備

FA系列電子分析天平：上海光學(xué)儀器廠；Sykam（賽卡姆）氨基酸分析儀：德國(guó)曼默博爾公司；ATN-500全自動(dòng)凱氏定氮儀：上海平軒科學(xué)儀器有限公司；小鼠恒溫游泳箱：安徽正華生物儀器設(shè)備有限公司。

2 方法

2.1 大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白的制備

將冷凍的大菱鲆魚(yú)皮室溫解凍，清洗表面，按照林家福等[9]的研究利用熱水水解法提取大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白，熱水提取法工藝條件為：溫度90℃，pH6.0，固液比1∶13（g/mL），時(shí)間2 h，最后利用凱氏定氮法測(cè)定大菱鲆魚(yú)皮蛋白得率為276 mg/g魚(yú)皮，且得到的大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白無(wú)異味。

2.2 大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的測(cè)定

大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度利用直接測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定[10]。利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.5-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的方法測(cè)定大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白提取物中N的含量，利用茚三酮顯色法測(cè)定多肽液中游離-NH2的含量。計(jì)算公示為：

式中：Nh為大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白酶解液中的總游離-NH2數(shù)，mmol；N0為大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白中固有的游離-NH2數(shù)，mmol；N總為大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白強(qiáng)酸水解后的總游離-NH2數(shù)，mmol。

2.3 單因素試驗(yàn)

利用單因素試驗(yàn)分別研究溫度（40、45、50、55、60℃）、pH（5.5、6.0、6.5、7.0、7.5）、酶用量（0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%）和酶解時(shí)間（2、4、6、8、10 h）對(duì)酶解法制備大菱鲆魚(yú)皮多肽液的影響。

2.4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合酶解法制備大菱鲆魚(yú)皮多肽液的工藝，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)。選用溫度、pH值、酶用量和酶解時(shí)間4個(gè)因素進(jìn)行優(yōu)化組合，因素與水平表見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

2.5 大菱鲆魚(yú)皮多肽液抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用分析

2.5.1 動(dòng)物分組及給藥

將32只雄性小鼠隨機(jī)分為4組，A組為空白對(duì)照組，灌胃2.0 mL/d的生理鹽水，B、C和D組分別灌胃5、20、35 mL/（kg·d）的大菱鲆魚(yú)皮多肽液，并定義為低、中和高劑量組。灌胃量的確定參考蘇永昌等的研究[11]。灌胃上述4組小鼠均灌胃30 d，期間小鼠自由飲水和進(jìn)食。

2.5.2 大菱鲆魚(yú)皮多肽液對(duì)小鼠負(fù)重游泳力竭時(shí)間的影響

小鼠末次灌胃30 min后，以負(fù)重量為小鼠體重的5%，對(duì)4組小鼠進(jìn)行負(fù)重游泳試驗(yàn)。具體方法為將4組試驗(yàn)小鼠置于水溫為25℃，水深為30 cm的游泳箱進(jìn)行負(fù)重游泳試驗(yàn)，并記錄4組小鼠首次下沉?xí)r間和力竭時(shí)間[12]。

2.5.3 大菱鲆魚(yú)皮多肽液對(duì)小鼠抗疲勞生化指標(biāo)的影響

小鼠負(fù)重游泳試驗(yàn)結(jié)束后休息1 d，隨后進(jìn)行無(wú)負(fù)重游泳30 min，采用試劑盒法對(duì)4組小鼠進(jìn)行血清尿素氮（BUN）、血清乳酸（LD）和肝糖原（LG）測(cè)定。

2.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，并利用SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)P＜0.05時(shí)定義差異顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 單因素試驗(yàn)

3.1.1 溫度對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響

在溫度為40、45、50、55、60℃下分析溫度對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 溫度對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響Fig.1 Effect of the temperature on the DH of collagen of SMF

當(dāng)溫度為50℃時(shí)，大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度最高。

3.1.2 pH值對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響

在pH值為5.5、6.0、6.5、7.0和7.5下分析pH值對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 溫度對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響Fig.2 Effect of the pH on the DH of collagen of SMF

當(dāng)pH值為6.5時(shí)，大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度最高。

3.1.3 酶用量對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響

在酶用量為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%和 0.10%下分析酶用量對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 酶用量對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響Fig.3 Effect of the enzyme dosage on the DH of collagen of SMF

隨著酶用量的增加，大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白的水解度也隨之增加，但是當(dāng)酶用量大于0.08%時(shí)，水解度的增加幅度減少，考慮到生產(chǎn)成本的問(wèn)題，可以選擇最優(yōu)酶用量為0.08%。

3.1.4 酶解時(shí)間對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響在酶解時(shí)間為2、4、6、8、10 h下分析酶時(shí)間對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4 酶解時(shí)間對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響Fig.4 Effect of dissociation time on the DH of collagen of SMF

隨著酶解時(shí)間的增加，大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白的水解度也隨之增加，但是當(dāng)酶解時(shí)間大于8 h之后，水解度幾乎不會(huì)發(fā)生改變，因此，最優(yōu)酶解時(shí)間為8 h。

3.2 正交試驗(yàn)

為了得到酶解大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白的最佳參數(shù)組合，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)，并進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表2、表3所示。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of orthogonal experiment

續(xù)表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Continue table 2 Results of orthogonal experiment

表3 方差分析Table 3 Variance analysis

由表2可知，4個(gè)因素對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響順序?yàn)椋簻囟龋ˋ）＞pH值（B）＞酶解時(shí)間（D）＞酶用量（C），且最佳因素水平組合為A2B2C2D2，即溫度50℃，pH 6.5，酶用量0.08%，酶解時(shí)間8 h。由表3方差分析可知，4個(gè)因素都對(duì)大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度有極顯著的影響（P＜0.01）。根據(jù)最佳參數(shù)進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度分別為68.93%、67.79%、68.33%，3次試驗(yàn)的平均值為68.35%，其結(jié)果高于正交試驗(yàn)各組的水解度。

3.3 大菱鲆魚(yú)皮多肽液抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用研究

3.3.1 大菱鲆魚(yú)皮多肽液對(duì)小鼠負(fù)重游泳力竭時(shí)間的影響

記錄4組小鼠游泳首次下沉和游泳力竭時(shí)間，結(jié)果如圖5所示，與對(duì)照組相比（A），灌胃低（B）、中（C）和高（D）劑量大菱鲆魚(yú)皮多肽液的3組小鼠的游泳首次下沉?xí)r間和力竭時(shí)間得到了顯著的延長(zhǎng)（P＜0.05），并隨著灌胃劑量的增加而增加，這說(shuō)明大菱鲆魚(yú)皮多肽液具有良好的抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用。

圖1 大菱鲆魚(yú)皮多肽液對(duì)小鼠游泳耐力的影響Fig.1 Effects of PISMF on swimming endurance of mices

3.3.2 大菱鲆魚(yú)皮多肽液對(duì)小鼠抗疲勞生化指標(biāo)的影響

為了進(jìn)一步研究大菱鲆魚(yú)皮多肽液對(duì)小鼠的抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用，利用試劑盒法測(cè)定4組小鼠血清尿素氮、血乳酸和肝糖原含量，結(jié)果如表4所示。

表4 大菱鲆魚(yú)皮多肽液對(duì)運(yùn)動(dòng)后小鼠血清尿素氮、血乳酸和肝糖原含量的影響Table 4 Effects of PISMF on serum urea nitrogen，blood lactic acid and the content of hepatic glycogen of mices after exercising

與空白對(duì)照組相比，低、中和高劑量組的小鼠血清尿素氮和血乳酸的含量都顯著的降低（P＜0.05），而肝糖原含量顯著增加（P＜0.05）。運(yùn)動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生大量的血尿素氮，如果是激烈的無(wú)氧運(yùn)動(dòng)，血液中則會(huì)產(chǎn)生大量的乳酸，使人體產(chǎn)生疲勞感；而肝糖原是機(jī)體運(yùn)動(dòng)的主要能量來(lái)源，一定含量的肝糖原能夠減輕運(yùn)動(dòng)疲勞感[12－13]?？梢?jiàn)，大菱鲆魚(yú)皮多肽液是通過(guò)減少機(jī)體血清中尿素氮和血乳酸的含量，并通過(guò)增加肝糖原含量來(lái)達(dá)到抗疲勞的作用。

4 結(jié)論

本研究?jī)?yōu)化了復(fù)合酶法制備大菱鲆魚(yú)皮多肽液的工藝參數(shù)，結(jié)果表明，大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白水解度的影響順序?yàn)椋簻囟龋緋H值＞酶解時(shí)間＞酶用量，復(fù)合蛋白酶酶解法制備大菱鲆魚(yú)皮多肽液的最佳酶解工藝為：溫度50℃，pH 6.5，酶用量0.08%，酶解時(shí)間8 h。此條件下大菱鲆魚(yú)皮膠原蛋白的水解度為68.35%。此外，通過(guò)小鼠負(fù)重游泳試驗(yàn)表明大菱鲆魚(yú)皮多肽液具有抗運(yùn)動(dòng)疲勞能力，且是通過(guò)減少血清中尿素氮和血乳酸，和增加肝糖原含量。

[1] 勵(lì)建榮,馬永鈞.中國(guó)水產(chǎn)品加工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].食品科技, 2008,33(1):1-4

[2] 魏龍?chǎng)?張世龍.我國(guó)增值型水產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展對(duì)策研究[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技,2016(5):66-67

[3] 胡凌飛.淺談我國(guó)水產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 1999(1):61-64

[4]郭瑤.羅非魚(yú)皮膠原肽的制備及其抗氧化活性的研究[D].青島:中國(guó)海洋大學(xué),2006

[5]張振興,劉永峰,劉毅,等.廢棄?mèng)~皮中制備分離多肽的酶解工藝研究[J].食品科技,2014(8):131-136

[6]劉成梅,梁漢縈,劉偉,等.羅非魚(yú)魚(yú)皮多肽的超濾分離及其抗氧化活性研究[J].食品科學(xué),2008,29(5):227-230

[7] 滕瑜,趙麗靜,王平,等.大菱鲆熏制預(yù)調(diào)味技術(shù)研究[J].食品工業(yè),2016(1):133-135

[8]雷霽霖,梁萌青,劉新富,等.大菱鲆營(yíng)養(yǎng)成分與食用價(jià)值研究概述[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展,2008,29(4):112-115

[9]林家福,謝福美,易美華,等.熱水提取羅非魚(yú)魚(yú)皮膠原蛋白的研究[J].中國(guó)熱帶醫(yī)學(xué),2008,8(8):1317-1318

[10]余勃,陸兆新.微生物發(fā)酵法產(chǎn)大豆多肽液水解度的測(cè)定[J].食品科學(xué),2005,26(4):104-107

[11]蘇永昌,劉淑集,王茵,等.羅非魚(yú)多肽飲料的制備及抗氧化抗疲勞作用[J].福建水產(chǎn),2013,35(2):112-117

[12]朱一聞,方樹(shù)遠(yuǎn),徐天姿,等.黃秋葵多糖抗小鼠運(yùn)動(dòng)性疲勞及其作用機(jī)理的研究[J].浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),2013(7):902-904

[13]Lin Y,Liu H L,Fang J,et al.Anti-fatigue and vasoprotective effects of quercetin-3-O-gentiobiose on oxidative stress and vascular endothelial dysfunction induced by endurance swimming in rats[J]. Food&Chemical Toxicology,2014,68:290-296

Preparation and Anti-exercise-fatigue Activity of Peptide Liquid from Scophthalmus maximus Fishskin

YANG Jun-feng
（Vocational and Technical College of Inner Mongolia Agricultural University，Baotou 014109，Inner Mongolia，China）

The collagen of Scophthalmus maximus fishskin（SMF）was prepared using the hot water extraction，and was used as the raw material for further study.The peptide liquid of Scophthalmus maximus fishskin（PISMF）was prepared using the compound proteinase enzyme hydrolysis method，which was optimized using the single factor experiment and orthogonal experiment.In addition，the anti-exercise-fatigue activity of PISMF was analyzed.The results showed that the optimum enzyme hydrolysis condition of collagen of SMF using compound proteinase enzyme hydrolysis method was：temperature 50℃，pH 6.5，enzyme dosage 0.08%，dissociationtime 8h.Under the optimum conditions，the enzymatic hydrolysis degree ofcollagenofSMF was 68.35%.The results of the weight-loaded swimming test and the biochemical indicators associated with fatigue showed that PISMF had a good resistance to movement fatigue.

Scophthalmus maximus；fishskin；peptide liquid；orthogonalexperiment；anti-exercise-fatigue

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.10.023

2016-10-04

楊俊峰（1979—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品科學(xué)，食品營(yíng)養(yǎng)分析與安全檢測(cè)。