【羊栖菜制备降胆固醇肽的工艺探究5000字（论文）】

羊栖菜制备降胆固醇肽的工艺研究

目录TOC\o"1-2"\h\u16730神经网络模型优化羊栖菜制备降胆固醇肽的工艺研究 127600前言 179631.海洋生物活性肽概述 227902.羊栖菜活性肽的制备 275333.羊栖菜活性肽的生物活性 3284943.1海洋活性肽的生物活性 3316773.2BP神经网络 513546参考文献 6摘要：生物活性肽是一种分子聚合物，与氨基酸相比，它的生物利用价值更高，吸收特点更明确，尤其具有较优的生物活性。不但可以为人类的生长发育供给营养，而且拥有很关键的生理性能，比如预防和治疗肝性脑病的肽、促使矿物质摄取的肽、用于身体防御的功能肽等。海洋生物是具有多种生物活性的结构多样的生物活性化合物的丰富来源。海洋生物作为新型生物活性物质来源的重要性正在迅速增长。因此，近年来对于海洋生物活性肽的提取与研究也逐渐增多，本文就针对活性肽的制备及其性质进行探究，通过广泛阅读总结相关文献对于羊栖菜活性肽的制备及其性质进行综述。关键词：羊栖菜；活性肽；制备；性质前言近年来，天然安全且具有生理活性的物质越来越受到人们的关注，生物活性肽因具有较强的生物活性和很高的生物安全性而成为国内外的研究重点。一些生物活性肽被证实有修复肠道屏障，治疗肠道炎症的作用[1-3]。我国海捕虾加工产业发展迅速，羊栖菜（Hizikiafusifarme），一种藻类植物，别名海菜芽、羊奶子、海大麦等。圆子纲，马尾藻科。藻体黄褐色，肥厚多汁，叶状体的变异很大，形状各种各样。株高30-50cm，最长达3m以上。分假根、主干、叶与气囊。圆柱状假根具分枝。“茎”下方初生叶扁厚，卵圆形，“茎”上部后生“叶”棒状或茄形。气囊纺锤形，生于叶腋。雌雄异株，生殖托内分别形成卵囊和精子囊。生长在低潮带岩石上，中国南方沿海生长繁茂，山东、辽宁等地也有分布。20世纪90年代后，浙江沿海大规模栽培，可做蔬菜，亦供药用。在医学上有食疗的功效。羊栖菜的生长和发育季节随着生长的地区而不同，黄、渤海产幼苗初见8～11月，次年5～10月成熟；东海产幼苗见于9月至次年2月，4～8月间成熟；南海产幼苗成熟期很早，一般为2～6月(曾呈奎等2000)。繁殖期一般在5～10月，南方由于气温较高，比北方要提前些。1.海洋生物活性肽概述由于海洋物种约占全球生物多样性的一半，海洋为新化合物提供了巨大的资源ADDINNE.Ref.{8878498C-8CDF-4F1D-8048-F34F27EB9820}[6]。此外，我们从海洋生物那里获得了各种各样的物质。因为海洋生物生活在一个非常紧迫、竞争激烈和具有侵略性的环境中，在许多方面与陆地环境非常不同，陆地环境要求要产生非常特殊和强大的活性分子。海洋环境是功能材料的来源，包括多不饱和脂肪酸（PUFA）、多糖、矿物质和维生素、抗氧化剂，酶和生物活性肽ADDINNE.Ref.{6546D2C6-E91F-49ED-8418-F5E83467FFC3}[7]。2.羊栖菜活性肽的制备最近，生物活性肽的结构、组成和序列研究受到了广泛的关注。海洋生物活性肽生产方法有如下三种，溶剂萃取法、酶法水解和食品蛋白的微生物发酵。但是，尤其是在食品和制药行业，由于产品中没有残留有机溶剂或有毒化学品，酶水解法是首选。生物活性肽在其原蛋白序列中是不活跃的，但可以通过酶水解释放出来ADDINNE.Ref.{9DB297BF-B233-49CA-A381-6F2ED99310E2}[8]。此外，生物活性肽通常含有3-20个氨基酸残基，它的活性由它们的氨基酸组成和序列决定[9]。根据氨基酸序列的不同，它们可能参与多种生物功能，如抗高血压、阿片类激动剂或拮抗剂、免疫调节、抗血栓、抗氧化、抗癌和抗菌活性，以及营养利用ADDINNE.Ref.{A1675232-35E3-443F-B62A-B9E080EBE726}[10]。一些生物活性肽通过结构和其他因素显示出了多功能活性ADDINNE.Ref.{49177967-FE06-489D-87E4-2A1F17A2E8D2}[11]。海洋生物活性肽已广泛通过海洋生物的酶法水解生产ADDINNE.Ref.{A61D3766-1DB0-425E-A848-D45A00A9D0E3}[12]。然而，在发酵的海洋食品酱油中，已经利用微生物进行了酶解，因此无需进一步水解就可以纯化生物活性肽ADDINNE.Ref.{65ACA874-1EBC-440A-BC65-85A72C7BEAD7}[13]。此外，一些生物活性肽已经从海洋加工副产品中分离出来ADDINNE.Ref.{6CA66A2C-881D-4EA3-B21F-35EFB775CA95}[14]。海洋生物活性肽已被证明具有多种生理功能，包括抗高血压或血管紧张素转换酶（ACE）抑制，抗氧化物，抗凝剂，和抗菌剂活动ADDINNE.Ref.{C316E84D-1526-4097-93E8-91ED79D59989}[15-16]。此外，其中一些生物活性肽可能具有促进人类健康和降低疾病风险的潜力ADDINNE.Ref.{24E11A24-F89F-429D-B25A-14D8F4E03094}[17]。因此，食物源生物活性肽在降低心血管疾病风险方面的作用已经得到了很好的证明ADDINNE.Ref.{90940CAA-498F-40AB-9963-5CE5332260FA}[18]。此外，消费者对饮食与健康之间关系的了解不断增加，也提高了对功能性食品配料和保健品的认识和需求。因此，海洋生物活性肽可以作为多种原料为人类生产保健品和药品。蛋白质的酶解可制备生物活性肽，这些可通过使用适当的蛋白水解酶对蛋白质源进行体外水解获得。然后必须调整反应介质的物理化学条件，如温度和蛋白质溶液的pH值，以优化所使用的酶的活性。从微生物、植物和动物中得到的蛋白水解酶可水解海洋蛋白，来开发生物活性肽ADDINNE.Ref.{3DFA7361-B94C-4DCB-ACBE-92BC2855EDAB}[19]。卡斯特罗[20]等人使用混合物实验设计通过酶水解从不同来源生产蛋白质水解产物，并研究了这些混合物对其功能特性和抗氧化活性的影响。结论：该设计方法可应用于蛋白质的酶促水解修饰，将不同来源的蛋白质混合在一起进行水解产生协同作用，优化了获得具有多种功能特性和抗氧化活性的水解产物的条件。李云涛研究了活性肽酶解工艺，得出了活性肽的最佳酶解条件，并且得出了活性肽的生物活性[21]。胡川进行了酶法水解制备生物活性肽实验，确定了活性肽的提取的最优工艺条件[22]。时丽霞也探究了酶法制备克氏原螯虾活性肽的制备工艺，运用酶法制备生物活性肽是一种重要的方法[23]。郑斌对羊栖菜多酚氧化酶生化特性进行了探究，得出羊栖菜酚氧化酶的最适反应温度为45℃[24]。徐坤华探究了羊栖菜虾头的蛋白酶水解工艺，得出酶解最佳条件为温度55.5℃,pH值8.50，回收率也比较高[25]。3.羊栖菜活性肽的生物活性3.1海洋活性肽的生物活性3.1.1抗高血压活性高血压是心血管疾病的主要独立危险因素之一ADDINNE.Ref.{B463ABD4-11A9-4C40-9625-4C700B7D064D}[26]。血管紧张素转换酶最初是在1956年从马的血液分离，在血压的调节中扮演着关键角色，因为它促进了血管紧张转换成有效的血管收缩的血管紧张素和灭活的血管舒张血管舒缓激肽。这种强效血管收缩剂还参与了肾上腺皮质中纳保留类固醇醛固酮的释放，醛固酮有升高血压的趋势ADDINNE.Ref.{06B0EF97-3CF6-4BE8-A624-1369C6055B82}[27]。ACE是一种多功能酶，能催化缓激肽的降解，缓激肽是一种降血压非肽[ADDINNE.Ref.{9064C74B-7F0C-4717-97F8-8ABE0A123202}28]。此外，ACE已被证明可以降解包括脑啡肽、神经紧张素和P物质在内的神经肽，这些神经肽可能与心血管系统相互作用ADDINNE.Ref.{B8FAE815-8F72-4274-8ECD-E147FF947FB0}[29]。抑制ACE被认为是一种有用的治疗手段，高血压的治疗方法。因此，在开发控制高血压的药物中，ACE抑制已成为一个重要因素。具有ACE抑制活性的天然多肽最早是从蛇毒中获得的ADDINNE.Ref.{00AE2779-1CA9-46A8-B302-EB15DC39C2B6}[30]。此后，人们多次尝试合成ACE抑制剂，如卡托普利、依那普利、阿卡普利和赖诺普利，目前用于治疗人类原发性高血压和心力衰竭。然而，这些合成药物被认为有某些副作用，如咳嗽、味觉障碍、皮疹或血管神经性水肿，所以这些都可能与合成ACE抑制剂有内在联系ADDINNE.Ref.{B3442E57-6A81-45FC-863D-3244DC60D26D}[31]。因此，寻找天然ACE抑制剂作为合成抑制剂的替代品，对于安全和经济地作为药物使用是很有兴趣的。由于海洋生物活性肽在预防和治疗高血压方面的有效性，它们有潜力作为营养品和药物的功能成分。此外，海洋生物活性肽可以生产成本低、安全的天然保健品，这些抗高血压肽还需要进一步的临床试验研究。3.1.2抗氧化活性攻击膜脂、蛋白质和DNA等大分子的自由基不加控制地产生，可能导致许多健康疾病，如癌症、糖尿病、神经退行性疾病和炎症性疾病，并伴有严重的组织损伤ADDINNE.Ref.{29AB5CCA-D365-4C64-A9C5-4F6A031D9378}[32]。此外，一些食品的变质是由于脂质氧化或酸败和不良的二次脂质过氧化产物的形成。在食品和制药工业中，许多合成抗氧化剂被用于延缓过氧化反应。然而，由于潜在的健康问题，必须严格控制这些合成抗氧化剂的使用。因此，寻找天然抗氧化剂作为合成产品的安全替代品在食品工业中很重要ADDINNE.Ref.{BADB78C9-B2F1-4DA2-A1C3-373B1B13E10E}[33]。研究表明，这种抗氧化剂的效力主要是由于肽中存在疏水性氨基酸。此外，从牡蛎中分离的生物活性抗氧化肽对多不饱和脂肪酸过氧化的抗氧化活性高于a-生育酚。从海鱼蛋白中提取的肽在不同的氧化系统中具有比a-生育酚更强的抗氧化性能ADDINNE.Ref.{3FD3610B-E2E2-4BB3-A130-77EAC33E6D3D}[34]。然而，肽作为抗氧化剂的确切作用机制尚不清楚，但一些芳香族氨基酸和组氨酸被报道对观察到的活性其重要作用。明胶肽主要含有疏水性氨基酸，这些氨基酸的丰富有利于提高乳化能力。因此，海洋明胶衍生肽有望在其他抗氧化肽序列中发挥更高的抗氧化作用ADDINNE.Ref.{C305F73A-80E8-4861-9A40-44BF87C1F623}[35]。因此，具有抗氧化特性的海洋生物活性肽在保健品和药物以及合成抗氧化剂的替代品方面具有很大的潜力。3.1.3抗凝血活性当血管出现异常或暴露于血管损伤部位的非内皮表面时，凝血因子对血液进行凝血，目的是阻止血液通过损伤的血管壁流动。由于内源性或外源性抗凝剂干扰凝血因子，可延长或停止凝血ADDINNE.Ref.{F0F07601-5921-4C36-A2E9-EAEEB3284063}[36]。这些抗凝剂用于治疗目的，例如治愈血友病。肝素作为一种商业抗凝剂已经被确认和使用超过50年，它被广泛用于预防静脉血栓栓塞性疾病。然而，肝素的一些副作用已经被确认，如血小板减少症的发展、出血效应、对先天性或获得性抗凝血酶缺乏无效，以及不能抑制凝血酶与纤维蛋白的结合ADDINNE.Ref.{BCAA17CA-34E4-45CF-89E4-D3543BCAE39D}[37]。此外，肝素在猪肠或牛肺中的浓度非常低，肝素主要是从那里提取的。因此，寻找其他抗凝剂来源的必要性已经引起了对更安全的抗凝治疗的兴趣。海洋生物活性抗凝肽的报道很少，但已从海洋生物中分离得到，如海洋异形虫、海星和蓝贻贝ADDINNE.Ref.{883C1519-2B89-4FE0-B5B3-2D97BCE07616}[38]。此外，还从血黄鳍鳎中纯化了海洋抗凝蛋白ADDINNE.Ref.{EE7ADCC9-EBFB-4FE6-9E79-B75AD05B8A31}[39]。通过延长活性部分凝血酶时间（APTT）、凝血酶原时间（PT）和凝血酶时间（TP）测定上述多肽的抗凝活性，并与商用抗凝剂肝素进行比较。然而，这些来自海洋的抗凝肽是非细胞毒性的，有潜力用作功能性药物或营养食品。3.1.4抗菌活性抗菌肽通常分子量低于10KDa，编码在天然蛋白前体的序列中，也可以在体外通过酶水解生成。自首次在昆虫中发现抗菌肽以来，已从多种昆虫、植物和哺乳动物中分离出700多个具有抗菌肽性质的分子ADDINNE.Ref.{9B67D975-1154-496D-A477-F0A1FF39BE49}[40]。据报道，蓝蟹血淋巴具有抗菌活性，对革兰氏阴性菌有较强的抑制作用ADDINNE.Ref.{6167D014-F288-4866-8724-EA16CB6A5A46}[42]。从牡蛎中提取的抗菌肽对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌等细菌以及灰霉、扩张青霉素等真菌具有抗菌活性和生长抑制作用。此外，抗病毒性生物活性肽的研究也有报道。AchourADDINNE.Ref.{C9D042F6-026A-42AD-964A-6F9FC22A5495}[43]等发现牡蛎蛋白提取物可以增强人体免疫缺陷病毒(HIV-1)免疫细胞的增殖。Lee和SusumuADDINNE.Ref.{1FAC5C58-5FF1-47CE-BBAE-D21DAADCE1B8}[44]从牡蛎热溶酶水解物中分离出两个抑制HIV-1蛋白酶的肽。3.1.4其他生物活性海洋生物活性肽通过降低血浆胆固醇水平降低心血管疾病风险，通过降低人类乳腺癌细胞系的细胞增殖降低抗癌活性，这些可能的作用已经得到证实ADDINNE.Ref.{36F2BB86-6D1C-457D-9C47-D2AEC3AAEC09}[45]。此外阿拉斯加pollack和hoki的胃蛋白酶水解物中提取的钙结合生物活性肽可以被引入到有乳糖消化不良或不耐受的东方人群中，并将强化钙果汁或富含钙的食物作为乳制品的替代品ADDINNE.Ref.{BF369B67-9703-4980-A6BC-604F7A1749EC}[46]。这些钙结合肽显示出高亲和力的钙，也适合减少骨质疏松的风险。事实证明，饮食中产生的小肽（二肽和三肽）可以被特定的肽转运系统通过刷缘膜吸收，从而产生多种生物学效应。3.2BP神经网络（1）BP神经网络概述BP神经网络的是由输入层、隐藏层、输出层三层结构组成的一种神经网络。BP神经网络的学习过程就是误差信号从不同方向传播的过程。在数据的分析预测过程中，会有误差的产生，而通过判断预测输出与实际输出的拟合程度，其学习过程也分为两个部分。正向传播的传播路径就是，从输入层输入数据，在隐藏层经过数据分析处理最后从输出层输出。这个过程就是正向传播。也称为信号的正向反馈。当正向传播的实际输出数据与预测输出不符合时，误差信号就从输出层输入，经过隐藏层最后从输入层输出。这个过程就是误差信号的反向传播。在误差信号反向传播时，误差会分散到各个神经元中。神经元中的误差数据可以作为依据对单元权值修正以减少误差使结果更加精确。（2）BP神经网络特性分析BP神经网络的拓扑结构与多层感知器的拓扑结构一样[7]。因为BP神经网络也是一种感知器。结构越复杂的感知器，预测过程越复杂，最后得到的结果偏差越大。很多时候遇到的问题都是简单的非线性问题。这种问题三层感知器就可以解决，故而很多时候都用的是三层感知器。参考文献ZongX,HuW,SongD,etal.Porcinelactoferrin-derivedpeptideLFP-20protectsintestinalbarrierbymaintainingtightjunctioncomplexandmodulatinginflammatoryresponse[J].BiochemicalPharmacology,2016,104(10):74-82.ZhangL,WeiX,ZhangR,etal.DesignandDevelopmentofaNovelPeptideforTreatingIntestinalInflammation[J].FrontiersinImmunology,2019,10.FANGSP,YANB,ZHUBG,etal.Effectsofwheatglutenhydrolysateonulcerativecolitisofmice[J].FoodandMachinery,2016,32(02):124-127.江杨阳,杨水兵,余海霞,等.不同冻结方式对红虾肌肉品质的影响[J].现代食品科技,2017,33(10):142-148,116.安贤惠,吕毅,李卫国,等.中国对虾PC-Ⅲ系列抗菌肽的分离纯化及活性[J].动物学研究,2005,26(4):410-415.SeKwonKim.MarineBioactivePeptideSources:CriticalPointsandthePotentialforNewTherapeutics[M].JohnWiley&Sons,Ltd:2013-04-19.FengLiu,LilianeSchoofs,GeertBaggerman,etal.APatternSearchMethodforDiscoveringConservedMotifsinBioactivePeptideFamilies[M].INTECHOpenAccessPublisher:2011-11-02.刘霞,张中勋,伍铭慧,等.常见哺乳动物源胶原蛋白的提取及其性能表征[J].功能材料,2019,50(01):137-143+148.杨敏,吴兆明,李晶晶,等.鱼皮胶原蛋白寡肽的生物活性及应用研究进展[J].食品科学,2018,039(005):304-310.尹曼,魏颖,马勇,等.胶原肽和大米肽对黑色素生成的影响[J].食品科技,2017,42(10):244-247.YoshinoriMine,YoshinoriMine.PeptidomicsforBioactivePeptideAnalysis[M].Wiley‐Blackwell:2010-07-30.HariKrishnan,LijunYang,FumioTakaiwa.ProductionofBioactivePeptideinTransgenicRiceSeed[M].AmericanSocietyofAgronomy,CropScie