科技进展 | 胡福良教授团队突破王浆酶解技术瓶颈助力蜂王浆高值化利用

胡福良教授团队突破王浆酶解技术瓶颈助力蜂王浆高值化利用

蜂王浆是工蜂分泌的浆状物质，因其具有丰富的营养和独特的功能活性而受到人们广泛关注。蛋白质是蜂王浆的重要组成成分，占蜂王浆的9-18%，富含丰富且均衡的必需氨基酸，被视为蜂王浆中的独特的生物活性成分。蜂王浆蛋白质主要由王浆主蛋白构成，约占82%-90%，具有免疫调节、降压、抗炎、抗菌等多种生物活性。

我国是世界蜂王浆生产第一大国，如何提高蜂王浆生物率，实现蜂王浆高值化利用一直是困扰行业的重大难题。据报道，酶解技术可以通过改变蛋白质性质，以获得更高的营养及功能活性。目前已有研究主要集中于蜂王浆蛋白水解物的制备及应用，如蛋白酶-N、胃蛋白酶、胰酶和木瓜蛋白酶所制备的蜂王浆蛋白水解液，在体外和体内均显示出相对较强的抗氧化活性，可能是由于酶解增加了生物活性肽的数量和种类。然而，由于目前研究中水解时间差异较大，难以确定酶解时间与水解度的联系。另一方面，以往研究主要集中于水解产物的生物活性，而对其结构特征的研究较少，因此难以建立酶解产物结构与功能的关系。此外，蛋白酶是水解蛋白质的主要手段之一，其中碱性蛋白酶是一种来自地衣芽孢杆菌的丝氨酸内肽酶，被视为获得生物活性肽的较为高效的蛋白酶之一，目前仅有少数研究将其用于制备蜂王浆蛋白来源的抗氧化肽。因此，应用碱性蛋白酶酶解蜂王浆蛋白，并探究水解液的结构与功能特性很有意义。

中国养蜂学会副理事长、浙江大学动物科学学院胡福良教授;李珊珊副研究员联合爱尔兰农业部Teagasc国家食品研究中心马晓彬博士等在本文采用碱性蛋白酶水解蜂王浆蛋白来获得生物活性肽，通过比较不同水解度的酶解产物的结构特征和体外抗氧化活性，最终确定蜂王浆蛋白生物活性肽生产的最佳水解时间，比较了水解程度对蜂王浆蛋白结构与功能的影响。研究发现蜂王浆蛋白水解液的水解度呈现时间依赖性不断增加，抗氧化活性呈现水解度依赖不断增加。蛋白结构方面，随着水解度的增加，蛋白质分子量降低，初级结构未发生改变，而内部的α-螺旋减少，β-折叠、β-转角和无规则卷曲结构增加。与蜂王浆蛋白相比，蜂王浆蛋白水解液的表面疏水性和内源荧光密度显著降低，内源荧光发生红移，其表面形态也从较大的蛋白质结构转化为更小的蛋白质片段。但是也许是由于碱性蛋白酶效率随着反应时间延长而降低，这些变化在水解度大于20%时呈现不显著的变化。综合酶解效率和产量，蜂王浆蛋白的最佳酶解时间为5 h。

该研究为蜂王浆蛋白酶解条件的选择、生物活性水解产物的设计提供参考，并为蜂王浆蛋白酶解产物结构与功能关系提供理论依据。