泸州老窖-江南大学国宝生态研究协同创新中心江南大学毛健团队与泸州老窖沈才洪团队在食品科学技术领域期刊Journal of Functional Foods (中科院二区,IF=3.8)上发表了题为“Conversion of Baijiu distillers’ grains to functional peptides: Process optimization and antioxidant activity evaluation(白酒糟醇溶肽制备:过程优化和抗氧化活性评价)”的研究论文,实现了对浓香型白酒糟醇溶活性肽的一步酶解制备、树脂动态纯化、快速筛选评价,论文获得国家重点研发计划(2021YFD2100102)和国家自然科学基金(22138004、32001828)的资助。
文章背景
酒糟是白酒生产过程中重要的副产物,我国每年白酒糟的量约1亿吨。浓香型白酒在白酒市场中占比达60%,其采用传统固态发酵工艺,续糟配料、循环使用,故有“千年老窖万年糟”之说。白酒糟营养成分丰富,含有12.5~16.1%的蛋白质、18.2~31.4%的多糖,1.0~4.1%的脂类。由于酒糟含有大量水分,直接丢弃会造成环境污染和资源浪费。目前酒糟高值化策略包括动物饲料开发、沼气生产、堆肥、食用菌基质、食醋酿造等,但还存在较大附加值提升空间。氧化应激是多种慢性疾病(糖尿病、癌症、神经系统损伤等)的重要诱因之一。食源性活性多肽是抵抗氧化应激的有效途径,具有生物相容性好,功能多样,易于吸收的特点。白酒糟可作为功能性肽的新来源。当前已有一些酒糟水溶性功能肽开发的方法,但制备过程往往需要大量化学试剂。目前还缺乏可用于中试放大、化学试剂消耗低、醇溶性白酒糟功能肽的制备工艺,尤其是具有较好醇溶性,可以方便的返添加到白酒中的醇溶性肽的制备工艺。
针对以上问题,本研究以浓香型白酒糟为原料,通过比较湿法粉碎、湿法研磨、干法粉碎和干法研磨物理处理、淀粉酶和纤维素酶协同处理,探索出了较为简便的可高效促进酒糟中蛋白溶出的前处理方法。以抗氧化活性为导向,从多种商业酶制剂中优化得到适用于浓香型白酒醇溶抗氧化肽制备的一步酶解组合,确定了最适料液比、水解时间与温度、醇提浓度、活性炭脱色条件。为实现规模化纯化,在超滤基础上建立了非极性大孔树脂动态上样与纯化参数。此外,通过肽组学和分子对接虚拟筛选方法,以抗氧化信号通路关键蛋白Keap1-Nrf2/ARE和过氧化物酶为靶点,筛选到5条来源于微生物、高粱蛋白的醇溶抗氧化肽,其中1条为未报道肽。体外自由基清除活性评价验证了制备工艺和多肽筛选流程的有效性。以上工作为白酒糟新食品资源开发、醇溶性活性肽制备、食源性抗氧化应激成分挖掘提供了新的思路。
文章作者
该论文第一作者是泸州老窖刘小刚博士,通讯作者是毛健教授,论文得到沈才洪教授级高工的多次指导。
研究亮点
(1)湿法粉碎协同生物酶处理使得白酒糟肽产率升高2倍。
(2)添加1%的椰壳活性炭在脱色率51%的同时能有效减少多肽损失。
(3)通过肽组学结合虚拟筛选技术鉴定到1条未报道的抗氧化肽。
(4)抗氧化肽AAHVLAAAFL和LMFPYPQ具有抑制氧化通路应激的潜力。
图文赏析
图1.白酒糟前处理优化(a, 物理法;b, 酶法;c, 淀粉酶添加量优化;d, 纤维素酶添加量优化)
图2.白酒糟醇溶肽脱色条件优化
(a, 活性炭类型;b, 脱色树脂上样量优化;c, 活性炭添加量优化;d, 活性炭不同添加量处理后吸光度值;e, 脱色时间优化;f, 活性炭不同脱色时间处理后吸光度值)
图3.未报道的白酒糟醇溶肽AAHVLAAAFL与抗氧化通路蛋白的残基互作
(a, Keap1-Nrf2/ARE通路蛋白; b, 髓过氧化物酶)
原文连接:https://doi.org/10.1016/j.jff.2023.105722