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整体柱固定化胰蛋白酶反应器的设计及其在水解β-乳球蛋白中的应用

2021-04-23茅宇虹李仁宽叶秀云

福州大学学报(自然科学版) 2021年2期

茅宇虹, 李仁宽, 叶秀云

(福州大学生物科学与工程学院, 福建省海洋酶工程重点实验室, 福建 福州 350108)

0 引言

β-乳球蛋白(β-Lactoglobulin, β-Lg)是牛乳中的主要蛋白质, 约占乳清总蛋白的80%. 由于母乳中不含该蛋白, β-乳球蛋白一直被认为是婴幼儿的主要过敏原之一[1]. 酶法水解是降低蛋白质过敏性的常用方法. 胰蛋白酶(Trypsin, EC3.4.21.4)特异性水解精氨酸(Arg/R)和赖氨酸(Lys/K)的C端肽键. 通过胰蛋白酶水解β-乳球蛋白不仅可显著降低其致敏性[2], 还可释放5种生物活性肽[3].

市售的胰蛋白酶主要来源于动物, 如牛胰脏和猪胰脏. 原料不足及分离纯化成本高昂大大限制了其在食品工业中的广泛应用. 固定化不仅可提高游离酶的稳定性, 还可实现其重复使用, 从而降低使用成本. 然而, 底物与产物在固定化酶反应器中的扩散局限性往往严重阻碍了固定化酶分子与底物的接触, 从而引起水解效率的降低[4].

为了解决扩散限制问题, 基于整体柱的固定化胰蛋白酶近年来备受关注[5-7]. 整体柱是由单体、 引发剂与致孔剂等混合物通过热引发或光引发聚合而成的整体材料[8]. 相较于传统的多孔颗粒, 整体柱往往具有高孔隙率和低扩散限制的优点, 可避免因扩散及逆流问题所导致的底物与酶无法接触[9-10]. 然而, 绝大多数所报道的固定化胰蛋白酶反应器专为质谱分析研究而设计, 处理的底物量往往为微克级. 这与应用于食品工业中蛋白质水解物的生产相距甚远. 在食品工业的应用中, 固定化酶反……

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