一种鹿茸多肽混合物及其制备方法与应用技术领域
本发明涉及多肽类生物药物领域,具体地说,涉及一种鹿茸多肽
混合物及其制备方法与应用。
背景技术
炎症是当病原体侵袭机体时,机体发生的一种重要的防御反应。
过量的炎症反应会导致发生一些慢性炎症疾病,如类风湿性关节炎、
动脉粥样硬化、哮喘、鼻炎、咽炎和肠道炎性疾病等。目前治疗或干
预慢性炎症疾病的方法,包括甾体类和非甾体类抗炎药。然而,这些
药物疗效有限,且存在较多严重的并发症和副作用,如胃肠道不适、
肾毒性、增加心脏病发作的危险率等。因此,开发具有炎症防治功效
的食品功能因子,对防治炎症、提高食品的附加值、开发相关功能性
食品和保健品均具有重要意义。
蛋白质经胃肠消化、发酵或体外水解,在蛋白酶的作用下可产生
一些具有特殊生理调节作用的生物活性肽。同时,寡肽的吸收具有快
速、不易饱和、耗能低、与氨基酸的吸收无竞争等特点。近年来,抗
炎肽引起了科研人员的关注。已有报道发现一些从蛋白质的水解物中
分离的多肽具有抗炎作用,如三文鱼多肽、大豆多肽、菜豆多肽、螺
旋藻多肽和贝类多肽等,可以有效减少促炎细胞因子和增加抗炎因子
的表达。
鹿茸是我国传统名贵中药,可用于功能性食品和保健品,具有生
精补髓、养血益阳、强筋健骨、延年益寿等功效。蛋白质是鹿茸中最
主要的化学成分,占干重的52%以上。鹿茸多肽具有免疫调节、抗炎、
促进细胞增殖及修复神经损伤等生物学效应,作为鹿茸的功能成分之
一已经得到认可。然而,现有对于鹿茸的研究多集中于脂溶性成分及
天然存在的生物活性肽,而常常忽视对高含量的蛋白质的开发和利
用,且鲜有对鹿茸蛋白水解物功能活性的报道。因此,高效利用鹿茸
蛋白资源,制备源自鹿茸蛋白的抗炎多肽,开发相关的功能性食品和
保健品具有广泛的应用前景和巨大的市场价值。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种鹿茸
多肽混合物及其制备方法与应用。
为了实现本发明目的,本发明首先提供一种鹿茸多肽混合物,所
述鹿茸多肽混合物的主要组分为Ala-His-Gly,Ala-His-Trp-Lys,
Val-His,Leu-Ala-Gln,Ile-Ala,Ala-Tyr,Ala-Leu和Thr-Leu。
进一步地,所述多肽混合物的制备方法包括如下步骤:
1)将鹿茸蛋白先后使用胃蛋白酶和胰酶进行水解,灭酶后得到
鹿茸蛋白水解物;
2)从鹿茸蛋白水解物中分离分子量小于3kDa的多肽组分;
3)经分离纯化得到鹿茸多肽混合物。
进一步地,所述胃蛋白酶的添加量为鹿茸蛋白质量的1/500,所
述胰酶的添加量为鹿茸蛋白质量的1/250。
进一步地,所述步骤3)具体为:
a.将分子量小于3kDa的多肽组分进行浓缩使用大孔吸附树脂进
行分离纯化,采用乙醇梯度洗脱,测定各220nm吸收峰对应的洗脱
液的抗炎活性,收集抗炎活性最高的组分;
b.将上述组分用凝胶过滤色谱柱进行分离,采用去离子水洗脱,
测定各220nm吸收峰对应的洗脱液的抗炎活性,收集抗炎活性最高
的组分;
c.将上述组分用半制备型反相HPLC进行分离,采用含0.1%三氟
乙酸的乙腈溶液梯度洗脱,测定各220nm吸收峰对应的洗脱液的抗炎
活性,收集抗炎活性最高的组分,即得。
针对步骤3),本发明提供一个具体实施方式如下:
a.将分子量小于3kDa的多肽组分进行浓缩,使用大孔吸附树脂
DA201-C(2.6×40cm)进行分离纯化,上样量为10mL,样品浓度为
30mg/mL,采用乙醇梯度洗脱,洗脱流速为3mL/min。首先用去离子
水洗脱2个柱体积,然后用乙醇梯度(0~100%乙醇)洗脱3个柱体
积,最后再用无水乙醇洗脱2个柱体积。混合物中的多肽按疏水性被
流动相依次洗脱下来,用紫外检测器监测洗脱液在220nm吸收峰,
收集洗脱体积在600~1150mL的组分,冻干成粉末;
b.将上述组分用凝胶过滤色谱柱SephadexG-15(1.6×70cm)进
行分离,上样量为5mL,样品浓度为5mg/mL,采用去离子水洗脱,
洗脱流速为1.5mL/min,洗脱4个柱体积,混合物中的多肽按分子量
大小依次被洗脱下来,用紫外检测器监测洗脱液在220nm吸收峰,
收集洗脱体积在60~120mL的组分,冻干成粉末;
c.将上述组分用半制备型反相HPLC分离,分离时使用ODS色
谱柱(EclipseXDB-C187μm,21.2×250mm),采用含0.1%三氟乙酸
(TFA)的乙腈溶液梯度洗脱,上样量为3mL,样品浓度为10mg/mL,
流动相A为含0.1%TFA的乙腈,流动相B为含0.1%TFA的超纯水;
洗脱条件为:0~10min1%A;10~60min1~45%A;60~70min
45~100%A;70~85min100%A;85~90min100~0%A;洗脱流速为
5mL/min,用紫外检测器监测洗脱液在220nm吸收峰,收集洗脱时间
在22~26min的组分,冻干成粉末,即得所述多肽混合物。
进一步地,所述抗炎活性的测定方法如下:
1、收集组分,冻干成粉末,配制成质量百分比浓度为0.05%的
样品溶液测定其抗炎作用。
2、制备3×105个/mL的RAW264.7巨噬细胞悬液,按100μL/孔
加入到96孔培养板中,置于37℃、5%CO2的培养箱中培养3小时。
之后吸弃上清,按100μL/孔加DMEM完全培养基和10μLLPS溶液
(终浓度为10μg/mL),样品组添加10μL不同的样品溶液,空白以
PBS代替样品,然后将培养板置于37℃、5%CO2的培养箱中培养24
小时。采用经典的Griess法检测培养液中NO含量,通过NO2-与磺
酸及萘乙烯二胺盐酸盐反应生成粉红色偶氮化合物,于波长550nm
比色,间接测得NO含量。NO含量越低,表明样品的抗炎作用越强。
按照上述分离,使用液相色谱偶联串联质谱技术鉴定所述鹿茸多
肽混合物中多肽的氨基酸序列,共得到了八个多肽序列,如表1所示。
表1本发明所述鹿茸多肽混合物中的八个多肽序列
编号
分子量
氨基酸序列
含量(%)
1
283.1
Ala-His-Gly
3.9
2
540.3
Ala-His-Trp-Lys
4.1
3
254.1
Val-His
5.1
4
316.1
Leu-Ala-Gln
5.7
5
252.1
Ala-Tyr
7.6
6
202.1
Ile-Ala
22.3
7
232.1
Thr-Leu
15.1
8
202.1
Ala-Leu
4.5
进一步地,所述步骤1)具体为:将鹿茸蛋白与水混合,得到混
合液,在37±1℃,pH=1.5~2.0的条件下,利用胃蛋白酶水解2~4小时,
再在37±1℃,pH=5.0~8.0的条件下,利用胰酶水解4~8小时。
其中,所述混合液中鹿茸蛋白的质量百分比为2%~5%。
进一步地,所述步骤2)具体为:将鹿茸蛋白水解物进行离心分
离,收集上清液,并将获得的上清液采用3kDa超滤膜进行分离,收集
下层清液,得到分子量小于3kDa的多肽组分。
本发明还提供了前述鹿茸多肽混合物的制备方法,所述方法包括
如下步骤:
1)将鹿茸蛋白先后使用胃蛋白酶和胰酶进行水解,灭酶后得到
鹿茸蛋白水解物;
2)从鹿茸蛋白水解物中分离分子量小于3kDa的多肽组分;
3)经分离纯化得到鹿茸多肽混合物。
其中,所述的灭酶处理为采用加热的方法使蛋白酶失活,例如,
沸水浴加热10分钟。
进一步地,所述鹿茸蛋白为从鹿茸及其副产物中提取得到的蛋
白。
具体为:取新鲜鹿茸或鹿茸副产物经冷冻干燥后低温粉碎制成粉
末。称取100g粉末加入800mL蛋白提取液(100mmol/LTris+6mol/L
盐酸胍+0.02mol/LEDTA-2Na+1%蛋白酶抑制剂),4℃浸提36h,然
后于4500rpm离心30分钟,收集上清液。经梯度盐析、透析、冷冻干
燥得鹿茸水溶性蛋白,低温密封保存。
本发明还提供了含有前述鹿茸多肽混合物的功能性食品或保健
品或药物。
本发明还提供了前述鹿茸多肽混合物在制备具有抗炎活性的功
能性食品或保健品或药物中的应用。
本发明的有益效果在于:
本发明提供的具备抗炎活性的鹿茸多肽混合物,原料成本低,鹿
茸蛋白可来源于炸茸水、鹿茸胶、鹿茸皮、鹿茸渣等鹿茸精加工中的
副产物,鹿茸精残渣常用作畜禽饲料添加剂,从而使成品具有较高的
附加值。
本发明提供的鹿茸多肽混合物,能够显著抑制炎症巨噬细胞NO
的生成,具有很强的抗炎作用,在对由慢性炎症诱发的疾病的防治和
辅助治疗方面具有较好的应用前景。该产品可用于功能性食品、保健
品、动物食品及饲料等,应用范围广,具有很高的社会和经济效益。
本发明提供的鹿茸多肽混合物,从蛋白酶解液中获取,安全性高,
生产条件温和,生产条件易于控制及成本低,易于开发利用。
本发明提供的鹿茸多肽混合物,主要由2~4个氨基酸的多肽组成,
分子量小,更易被消化道吸收和直接利用。
附图说明
图1为本发明所述的鹿茸蛋白水解液小于3kDa超滤组分经大孔吸
附树脂DA201-C分离的洗脱曲线(A)及各分离组分的抗炎作用(B)。
图2为图1中组分F2经SephadexG-15凝胶过滤层析分离的谱图
(A)及各分离组分的抗炎作用(B)。
图3为图2中组分G2经半制备反相高效液相分离(RP-HPLC)的
谱图(A)及各分离组分的抗炎作用(B),组分H3的抗炎作用最强。
图4为图3中组分H3所含八种主要多肽的串联质谱图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1酶法制备含抗炎肽的鹿茸蛋白水解物
一、鹿茸水溶性蛋白的制备
取新鲜鹿茸或鹿茸副产物经冷冻干燥后低温粉碎制成粉末。称取
100g粉末加入800mL蛋白提取液(100mmol/LTris+6mol/L盐酸胍
+0.02mol/LEDTA-2Na+1%蛋白酶抑制剂),4℃浸提36h,然后于
4500rpm离心30分钟,收集上清液。经梯度盐析、透析、冷冻干燥
得鹿茸水溶性蛋白,低温密封保存。
二、用酶法制备含抗炎肽的鹿茸蛋白水解物
将鹿茸蛋白与水混合,得到混合液,使得鹿茸蛋白在混合液中的
质量百分比为2.5wt%,用10mol/L的盐酸调节混合液的pH值至2.0,
然后加入胃蛋白酶(pepsin),酶与鹿茸蛋白的质量比为1:500,于
37℃进行水解反应2.0小时;在此基础上用胰酶继续进行酶解,用
10mol/LNaOH调节胃蛋白酶水解产物的pH值为6.9,酶与鹿茸蛋白
的质量比为1:250,于37℃继续水解4小时,水解结束时,将水解
物于沸水浴中加热10分钟,停止酶解反应,得到鹿茸蛋白水解物。
将得到的鹿茸蛋白水解物进行离心分离,收集上清液,并将获得
的上清液采用3kDa超滤膜进行分离,将所有分子量大于超滤膜截留
分子量的多肽留在膜上,除去脂肪和大分子蛋白、多肽及杂质等,收
集下层清液,得到分子量小于3kDa的多肽组分,然后冻干,得到冻
干粉。
将上述得到的冻干粉配制成质量百分比浓度为0.01~0.2%的水溶
液,测定其抗炎作用。
抗炎作用的测定方法:制备3×105个/mL的RAW264.7巨噬细胞
悬液,按100μL/孔加入到96孔培养板中,置于37℃、5%CO2的培
养箱中培养3小时。之后吸弃上清,按100μL/孔加DMEM完全培养
基和10μLLPS溶液(终浓度为10μg/mL),样品组添加10μL不同浓
度的样品溶液,空白以PBS代替样品,然后将培养板置于37℃、5%
CO2的培养箱中培养24小时。采用经典的Griess法检测培养液中NO
含量,NO含量越低,表明样品的抗炎作用越强。
结果:上述得到的冻干粉在质量百分比浓度为0.01~0.2%时,均
对炎症巨噬细胞NO生成有抑制作用。当质量百分比浓度为0.05%时,
对炎症巨噬细胞NO生成量的抑制率为25.5%;当质量百分比浓度增
加至0.2%时,对炎症巨噬细胞NO生成量的抑制率可达73.7%。
实施例2分离获得鹿茸多肽混合物并鉴定其组成
将实施例1中得到的冻干粉用少量去离子水溶解,用大孔吸附树
脂DA201-C(2.6×40cm)进行分离,上样量为10mL,样品浓度为
30mg/mL,采用乙醇梯度洗脱,洗脱流速为3mL/min。首先用去离子
水洗脱2个柱体积,然后用乙醇梯度(0~100%乙醇)洗脱3个柱体
积,最后再用无水乙醇洗脱2个柱体积。混合物中的肽按疏水性由弱
到强依次洗脱下来,在220nm检测洗脱液中多肽的浓度,将混合物
中的多肽成三个组分,如图1(A)所示,并检测各个组分对应的抗
炎作用(抗炎作用的测定方法与实施例1中相同),如图1(B)所示,
收集抗炎作用最高的组分F2,然后冻干成粉末。
将组分F2的冻干粉用去离子水溶解,上样到用去离子水平衡后
的SephadexG-15(1.6×70cm)色谱柱上进行分离纯化。上样量为5mL,
样品浓度为5mg/mL,采用去离子水洗脱,洗脱流速为1.5mL/min,
洗脱4个柱体积,混合物中的肽按分子量由大到小依次洗脱下来,在
220nm检测洗脱液中多肽的浓度,将混合物中的多肽分成四个组分,
如图2(A)所示,并检测各个组分对应的抗炎作用(抗炎作用的测
定方法与实施例1中相同),如图2(B)所示,收集抗炎作用最高的
组分G2,然后冻干成粉末。
将组分G2进一步用半制备型反相高效液相色谱进行分离纯化。
分离时使用ODS色谱柱(EclipseXDB-C187μm,21.2×250mm),上
样量为3mL,样品浓度为10mg/mL,流动相A为含0.1%TFA的乙腈,
流动相B为含0.1%TFA的超纯水;洗脱条件为:0~10min1%A;
10~60min1~45%A;60~70min45~100%A;70~85min100%A;
85~90min100~0%A;洗脱流速为5mL/min,220nm下检测多肽的出
峰时间,将混合物中的多肽分成十个组分,如图3(A)所示,测定
各分离组分的抗炎作用,如图3(B)所示,收集抗炎作用最高的组
分H3,然后用冻干机冻干。
分离得到抗炎组分H3后,采用液相色谱偶联串联质谱技术对混
合物中多肽的氨基酸序列进行鉴定,鉴定出八种多肽,氨基酸序列分
别为:Ala-His-Gly,Ala-His-Trp-Lys,Val-His,Leu-Ala-Gln,Ile-Ala,
Ala-Tyr,Ala-Leu和Thr-Leu,如图4所示。
实施例3制备含有本发明所述鹿茸多肽混合物的抗炎保健饮料
抗炎保健饮料配方如下(以质量百分比计):
食用香精适量
纯净水补充至100%。
源自鹿茸蛋白的抗炎肽混合物,既增强了金银花保健饮料的抗炎
功能,又提高了产品蛋白质含量,是绿色、安全、健康的功能性食品
配料。
实施例4制备含有本发明所述鹿茸多肽混合物的清咽抗炎含片
清咽抗炎含片配方如下(以质量百分比计):
经包埋处理,混料制粒,干燥压片等过程制得产品。源自鹿茸蛋
白的抗炎肽混合物在含服的过程中可被快速吸收,功效显著,主要起
润喉消炎止痒的作用。
实施例5制备含有本发明所述鹿茸多肽混合物的保健成犬粮
成犬粮配方为(以质量百分比计):鸡肉10%,大米20%,豆粕
18%,玉米20%,鱼粉10%,面粉10%,食用油7%,在此基础上添
加1-2%的抗炎肽混合物,再添加微量元素、维生素、防腐剂和诱食
剂,经挤压膨化制得成品犬粮。
源自鹿茸蛋白的抗炎肽混合物作为新型宠物食品或饲料添加剂,
既能有效缓解动物的各种炎症,如皮炎,肠胃炎症等,又能帮助动物
补充蛋白质,同时起到促进生长及增强免疫力的作用。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详
尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本
领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础
上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。