蛋白质是重要的产能营养素,摄入后经肠道酶水解,以多肽的形式被机体吸收。多肽是源于蛋白质的多功能化合物,因其消化吸收率优于蛋白质和氨基酸,且具有促进免疫、抗病毒、降血压血脂等许多对生物机体有益的生理功能,又被称为“功能性多肽”或“生物活性肽”,是近年来国内外研究人员的研究热点之一。海洋生物的数量占地球上所有物种的一半,鱼类、贝类、海藻等海产品提供了丰富的营养资源。同样的,来自这些海产品的蛋白质也可用于生产具有生理调节功能的生物活性肽。蛏子是富含蛋白质的海产贝类之一,将其生产加工为高营养价值的生物活性肽,将拓宽蛏子资源的利用空间,给其他海产精深加工产品提供参考,也为开发和利用海洋来源的功能性食品新方向提供了技术支撑。
端粒酶是负责端粒伸长的酶,是负责快速细胞分裂的关键组成部分,在维持干细胞稳态上至关重要。近年来,研究发现,多种衰老相关的慢性疾病与端粒酶活力下降有关。而常用的端粒酶再激活手段中,基于腺病毒转染端粒酶mTR基因的生物工程方法效果最为显著,但该方法具有不可逆性,易引起周身细胞癌化;注射小分子端粒酶再激活剂易造成端粒酶激活过度和不可控,副作用较大。肽及肽的衍生物因具有直接亲核结合端粒酶而直接激活端粒酶的潜力,被认为是下一代安全、出色、稳定的端粒酶再激活剂的候选靶标。
基于目前海洋功能活性肽的开发需求,针对当前蛏子精深加工水平有限、产品单一、综合利用率低等现状,本项目将以蛏子为研究对象,应用酶解技术、分离纯化精制技术等现代技术手段建立蛏子生物活性肽高效制备工艺,制备出的功能性蛏子肽产品,能推动蛏子的高值化利用与开发、丰富蛏子食品的种类,增加蛏子产品的附加值并延长产业链,满足消费者对新型食品的需求;同时可以扩大食源性生物活性肽的来源与种类,对其他食源性原料的生产加工具有实践意义。
本项目依托当地特色资源,在后疫情时代,把握“蓝色机遇”,通过创新技术,引领海洋功能食品向营养与健康蓬勃发展,是2021年《浙江省健康产业发展“十四五”规划》中“创新拓展健康食(用)品:重点发展膳食补充剂、营养强化食品、功能保健食品和抗疲劳(衰老)食品,同时加强开发功能性糖原等生物技术保健产品、海洋生物保健品、功能食品等”的深切落实,对推动浙江省蛏子产业的绿色可持续发展及具有重要意义,有望带来显著的经济、生态和社会效益,为进一步促进海洋资源的全面利用、提高国民身体素质做出积极贡献。
本项目致力于将优势资源转化为具有高附加值和高技术含量的产品。利用生物酶解技术提取蛏子肉中的天然有效成分,并且为尽快形成规模生产探索出科学、合理、经济的工艺路线和生产参数,为产业化的形成奠定夯实的基础,研制出一款具有提升免疫力、提高生殖功能、有助患者病后恢复等生理功能的产品。此项目中技术及产品的开发不仅丰富了市场的空白,也将充分发挥企业在蛏子等海产品产业化发展中的带动作用,从而极大地促进浙江省海产经济的发展。
蛏子生物活性肽提取与高效制备技术研究
以蛏子生物活性肽为导向,采用酶法水解对蛏子中的蛋白进行降解,以蛏子肽对端粒酶活性的影响为指标;通过HPLC-MS、膜分离技术等对已获取的蛏子肽进行过滤、纯化及鉴定,实现蛏子中生物活性肽的高效制备与纯化。综合酶解技术与高效提取制备技术,建立蛏子生物活性肽的高效提取制备技术体系。
2.1.2 蛏子生物活性肽食品产品研创
以蛏子酶解物为原料,经冷冻干燥将其制成粉末状,研制出适用于有提高免疫力、提升生殖功能、调理妇女产后虚损、助甲亢及肿瘤患者病后恢复等需求人群食用的蛏子生物活性肽功能性产品。
2.1.3 实施方案
2.1.3.1 蛏子肽提取与高效制备技术研究
① 蛏子肽高效提取与鉴定技术的建立
根据蛏子特性,研究酶解法对蛏子肽的提取与降解效果,利用正交试验法获取酶解法提取蛏子肽的最优条件;利用大数据分析技术筛选出最佳肽段,并通过HPLC-MS分析鉴定目标肽的组成。通过综合应用上述方法,建立蛏子生物活性肽的高效提取与鉴定技术。
② 蛏子肽的纯化制备技术的建立
通过酶水解技术、膜分离技术与高效液相色谱法、超滤膜法和柱层析法三种常见的肽纯化技术的结合,对从蛏子中获取的肽进行进一步纯化制备,利用响应面法优化活性肽制备条件,并对比上述方法对蛏子肽的纯化效果,确定蛏子生物活性肽的最佳纯化制备技术。
③ 蛏子肽对端粒酶活性的影响机制研究
利用制备液相对蛏子肽进分级,通过肠增殖干细胞研究蛏子肽对细胞活力、端粒长度以及端粒酶活力的影响,从Wnt、BMP、Notch等信号通路对蛏子肽影响端粒酶活性的机制进行深入研究,明确蛏子肽促进端粒酶活力、延长细胞端粒长度的分子机制及亚细胞作用位点。
2.1.3.2 蛏子肽食品产品研创
将蛏子酶解物经冷冻干燥制成粉末状,研发出一款适用于有提高免疫力、提升生殖功能、调理妇女产后虚损、助甲亢及肿瘤患者病后恢复等需求人群食用的粉末状蛏子生物活性肽功能性产品。
2.2 技术关键
每一个物种的蛋白都具有其独特的生理结构特点和生物活性归属,本项目通过针对蛏子蛋白的特性,优化选择特定蛋白酶,和专有酶解生物转化条件,结合特定生物可控精准制备具有免疫力提升、肾功能修补和补虚养颜功效的功能肽,并开发功能性肽产品是本项目需要攻克的关键技术。
2.3 创新点
本项目首次以蛏子为原料,经一系列酶解、分离纯化及冷冻干燥技术,以抗氧化及端粒酶激活为目标,制备一款功能性蛏子肽,填补了蛏子高精尖生物产品的空白,为海产资源在功能型产品的开发方面提供技术支撑和示范。
公司是一家为保障食品安全提供管控技术服务的国家高新技术企业,是行业龙头企业,专业从事食品安全快速检测仪器及试剂的研发、生产、销售,为政府部门、企事业单位提供食品安全相关的风险管控一站式服务,通过ISO9001质量管理体系认证,与中科院宁波材料研究所建立联合实验室,与浙江大学理工学院建立产学研成果转化基地,与宁波市农科院建立科技兴农核心示范基地,与浙江万里学院共建食品安全管控技术协同创新中心,与湖北大学联合创办食品安全创新实验室,与浙江医药高等专科学校建立教学实训基地,联合完成了一系列科研项目,包括《便携式现场食品重金属智能检测仪与试剂研发》、《用于食品安全快检的THZ光谱测试系统及检测技术开发》、《食用农产品质量安全快速检测整体解决方案研发》、《猪瘟病毒IgG检测试剂的研究与应用》等,并将80%科研成果转化为运用。通过合作,联合培养科研人才和完成科研攻关,先后研发生产两百多种高端系列产品,公司拥有授权专利29项(其中授权发明专利12项,实用新型17项),研发能力与水平在行业中处于领先地位。现有研发人员21人,覆盖了分子生物学、微生物学、电子仪器、自动控制、统计分析、食品检验等多学科的专业技术人员,致力于食品安全检测产品和生物酶的开发与销售,已成功开发出几百余种与公众生活密切相关的食品安全快速检测试剂、食品安全检测仪、生物酶系列产品与重金属分析仪。
4.1 硬性指标(如:具体参数等,可根据实际情况增减条目。)
(1)所得蛏子蛋白肽分子量小于2000Da所占比例达到80%,原粉肽含量达到70%以上;
(2)开发蛏子抗氧化肽固体饮料1个,浓度达到20 mg/mL,清除ABTS•+自由基清除率大于80%;
(3)建设蛏子肽固体饮料生产示范基地1个;
(4)建立高品质蛏子肽抗氧化肽固体饮料的品质标准1个。
4.2 选择性指标(如:在可接受成本范围内的指标等,可根据实际情况增减条目。)
(1)建设蛏子肽美妆生产示范基地1个;
(2)建立高品质蛏子肽抗氧化肽美妆的品质标准1个。
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