不同干燥方法對(duì)乳源血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制肽活性的影響

胡志和，趙　勇，夏　磊，李艷軍，薛　璐，孫振剛，武文起，馮永強(qiáng)

（1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134；2.天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134；3.天津海河乳業(yè)有限公司，天津 300402）

不同干燥方法對(duì)乳源血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制肽活性的影響

胡志和1，2，趙勇1，夏磊1，李艷軍1，薛璐1，2，孫振剛3，武文起3，馮永強(qiáng)3

（1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134；2.天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134；3.天津海河乳業(yè)有限公司，天津 300402）

用不同的干燥方法干燥富含血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制肽的酪蛋白水解物，研究對(duì)ACE活性抑制的影響。在研究過程中，采用噴霧干燥法、流化床干燥法和真空冷凍干燥法干燥富含ACE抑制肽的酪蛋白水解產(chǎn)物，以干燥產(chǎn)物的水分含量低于5%為指標(biāo)，確定干燥條件，以干燥產(chǎn)物的ACE活性半數(shù)抑制濃度（half inhibitory concentration，IC50）值，優(yōu)化干燥條件。并通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)不同干燥方法所得產(chǎn)物的降血壓效果。結(jié)果顯示，采用噴霧干燥法干燥水解產(chǎn)物優(yōu)化條件為：進(jìn)風(fēng)溫度190 ℃、出風(fēng)溫度75 ℃、進(jìn)料量44 mL/min，其干燥產(chǎn)物的ACE活性抑制的IC50值為0.442 mg/mL；流化床干燥水解物的條件為：進(jìn)風(fēng)溫度65 ℃、進(jìn)料量180 mL、懸浮介質(zhì)添加量30 g，其干燥產(chǎn)物ACE活性抑制的IC50值為0.294 mg/mL；真空冷凍干燥產(chǎn)物的ACE活性抑制的IC50值為0.275 mg/mL。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用真空冷凍干燥方法所得干燥產(chǎn)物，最有利于ACE抑制肽活性的保留，其次是流化床干燥，而噴霧干燥產(chǎn)物的活性損失最大。因此，在富含ACE抑制肽水解產(chǎn)物干燥時(shí)，采用冷凍干燥方法較好。

酪蛋白水解物；血管緊張素轉(zhuǎn)化酶活性抑制肽；真空冷凍干燥；噴霧干燥；流化床干燥

高血壓與心腦血管疾病關(guān)系密切［1］。在全球范圍內(nèi)，高血壓平均發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)，對(duì)人類的生命健康構(gòu)成了巨大威脅［2］。根據(jù)世界衛(wèi)生組織預(yù)測(cè)，至2020年，非傳染性疾病將占我國(guó)死亡原因的79%，其中高血壓等心血管疾病將占首位［3］。目前治療高血壓時(shí)以合成藥物為主，長(zhǎng)期服用可能引起腎臟損傷等毒副作用，還會(huì)產(chǎn)生藥物依賴或抗藥性［4-5］。因此，在以天然、健康為主題的今天，人們?cè)絹碓絻A向于預(yù)防保健和食療。

目前，研究人員已經(jīng)從眾多的食源性蛋白，如乳蛋白［6-13］、水產(chǎn)類蛋白［14-16］、植物蛋白［17-19］等蛋白的酶解物中分離出具有抗高血壓的蛋白肽——血管緊張素轉(zhuǎn)化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）抑制肽，其中，從牛乳酪蛋白中分離的ACE抑制肽就有近30種［20］。然而，對(duì)于采用何種干燥方法，才能夠更好地保留水解產(chǎn)物中ACE抑制肽活性的研究相對(duì)較少。

水解產(chǎn)物干燥常采用的方法包括真空冷凍干燥法、噴霧干燥法和流化床干燥法。真空冷凍干燥法可以維持原有的生物活性狀態(tài)［21］，便于研究產(chǎn)物的特性及相關(guān)功能產(chǎn)品的開發(fā)［22］，但缺點(diǎn)是耗能較大、生產(chǎn)成本較高［23-25］。噴霧干燥特點(diǎn)是干燥速度迅速，可以在操作過程中更改條件參數(shù)，使產(chǎn)品符合質(zhì)量要求，符合大規(guī)模生產(chǎn)的要求［26-27］，但是過高的進(jìn)風(fēng)溫度可能會(huì)對(duì)一些熱敏感的物質(zhì)有影響［28-29］。流化床干燥法是一種新興的干燥方法，特點(diǎn)是容器內(nèi)部溫度呈均勻分布狀態(tài)，比較適合對(duì)溫度敏感的并具有活性功能的產(chǎn)品進(jìn)行干燥，所得產(chǎn)物的水分含量較為穩(wěn)定，可以進(jìn)行連續(xù)干燥操作［30］，但干燥過程需要有固體懸浮物。

本研究以牛乳酪蛋白為原料，經(jīng)胃蛋白酶和胰蛋白酶水解，制備富含ACE抑制肽的水解產(chǎn)物，分別采用真空冷凍干燥、噴霧干燥和流化床干燥，確定干燥條件，檢測(cè)干燥產(chǎn)物ACE抑制肽活性，為ACE抑制肽水解物干燥方法的選擇提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

SPF級(jí)原發(fā)性高血壓大鼠（spontaneously hypertensive rat，SHR） 北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司；SPF級(jí)Wistar大鼠 中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心。

酪蛋白（含量≥80%） 新西蘭Tatua公司；胃蛋白酶（10 000 U/g）、胰蛋白（10 000 U/g）、馬尿酰-組氨酰-亮氨酸、兔肺ACE 美國(guó)Sigma公司；風(fēng)味蛋白酶（15 000 U/g） 丹麥諾維信公司；001×7強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂、201×7強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂 南開大學(xué)化工廠；硼酸、硼砂、乙酸乙酯（均為分析純） 天津市贏達(dá)稀貴化學(xué)試劑廠；氫氧化鈉、鹽酸（均為分析純） 天津市化學(xué)試劑批發(fā)公司。

1.2儀器與設(shè)備

FA1104N電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；FE20型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；L535-1低速離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；3-18K型高速冷凍離心機(jī) 美國(guó)Sigma公司；FD8-4T冷凍干燥機(jī) 美國(guó)GOLD-SIM公司；NF膜試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng) 海得科膜分離技術(shù)（北京）有限公司；6 000 u中空纖維膜組件 天津膜天膜工程技術(shù)有限公司；TU-1810DPC型紫外-可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；BT01-100型蘭格恒流泵 保定蘭格恒流泵有限公司；BP-2006A型智能無創(chuàng)血壓計(jì) 北京軟隆科技有限責(zé)任公司；YC-015實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī) 上海雅程儀器設(shè)備有限公司；WBF-1G多功能流化床 重慶英格造粒包衣技術(shù)有限公司。

1.3方法

1.3.1富含ACE抑制肽的酪蛋白水解液的制備［31-33］

將7%的酪蛋白溶液依次用胃蛋白酶（pH 3.0、37 ℃）、胰蛋白酶（pH 7.7、48 ℃）、風(fēng)味蛋白酶（pH 6.8、50 ℃）分別水解3 h，期間每次水解后煮沸滅酶10 min。將最終得到的水解液離心，取上清液脫鹽和濃縮，獲得含固形物為10%的水解液。

1.3.2酪蛋白水解物對(duì)ACE活性的半數(shù)抑制濃度（half inhibitory concentration，IC50）

采用分光光度法進(jìn)行體外檢測(cè)ACE抑制率。按照文獻(xiàn)［34-35］，將樣品用硼酸鹽緩沖溶液配制成不同質(zhì)量濃度（0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 mg/mL）的溶液，測(cè)定各個(gè)溶液對(duì)ACE的抑制率，并繪制ACE抑制率曲線，計(jì)算IC50值。

1.3.3噴霧干燥

選擇霧化噴嘴口徑1 mm，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率設(shè)定為70 Hz，通針設(shè)定為5 s啟動(dòng)一次。水分含量檢測(cè)參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》［36］。

1.3.3.1出風(fēng)溫度選擇

在進(jìn)風(fēng)溫度190 ℃、進(jìn)料量52 mL/min條件下，分別選取出風(fēng)溫度70、75、80、85、90 ℃進(jìn)行噴霧干燥。

1.3.3.2進(jìn)風(fēng)溫度選擇

在出風(fēng)溫度75 ℃、進(jìn)料量52 mL/min條件下，分別選取進(jìn)風(fēng)溫度160、170、180、190、200 ℃進(jìn)行噴霧干燥。

1.3.3.3進(jìn)料量選擇

在進(jìn)風(fēng)溫度190 ℃、出風(fēng)溫度75 ℃條件下，分別選取進(jìn)料量44、48、52、56、60 mL/min進(jìn)行噴霧干燥。

1.3.4流化床干燥

引風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量控制方式為閉環(huán)控制，風(fēng)量為90 m3/h，脈沖噴吹時(shí)間為1 s，脈沖噴吹間隔時(shí)間為0.1 s，壓縮空氣壓力為0.5 MPa，霧化壓力為0.45 MPa，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為3.5 r/min。水分含量檢測(cè)參照GB 5009.3—2010。

實(shí)驗(yàn)中，第一次流化懸浮介質(zhì)為乳清蛋白粉。在整個(gè)干燥過程中，由噴嘴噴入的酪蛋白水解物與乳清蛋白粉結(jié)合，形成第一次干燥產(chǎn)物；以第一次干燥產(chǎn)物作為第二次干燥的懸浮介質(zhì)；以第二次干燥物作為第三次干燥的懸浮介質(zhì)，依此類推，逐漸用水解物置換乳清粉，最終使得干燥產(chǎn)物中的酪蛋白水解物質(zhì)量占干燥產(chǎn)物質(zhì)量的95%以上。流化床干燥條件設(shè)計(jì)見表1。

表1　流化床干燥條件Table1　Fluid bed drying conditions

1.3.5冷凍干燥

采用FD8-4T冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥，冷凍溫度-80 ℃、真空泵抽速162 L/min、極限真空2.67×10-2Pa、凍干效率3 L/24 h、水解液凍結(jié)厚度10 mm。

1.3.6動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

取40 只10 周齡的雄性SHR，體質(zhì)量（190±10） g，自由采食、飲水，維持環(huán)境溫度（20±1）℃，相對(duì)濕度（45±5）%，預(yù)飼養(yǎng)1 周。將大鼠隨機(jī)分為4 組，每組10 只，分別作為空白組（生理鹽水，10 mL/kg）、低劑量組（10 mg/kg）、中劑量組（30 mg/kg）和高劑量組（90 mg/kg），灌胃不同干燥方式的水解產(chǎn)物。檢測(cè)灌胃后1～8 h內(nèi)血壓的變化。

另取正常Wistar大鼠16 只，隨機(jī)分為2 組，每組8 只，分別作為空白組和正常實(shí)驗(yàn)組，分別灌胃生理鹽水10 mL/kg和高劑量組的水解產(chǎn)物，檢測(cè)其血壓的變化。

每只大鼠連續(xù)測(cè)定3 次，對(duì)測(cè)定的SHR及Wistar正常大鼠的收縮壓進(jìn)行讀數(shù)，取平均值。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2　結(jié)果與分析

2.1不同條件下噴霧干燥產(chǎn)物的水分含量及對(duì)ACE的IC50值

2.1.1干燥產(chǎn)物的水分含量

2.1.1.1出風(fēng)溫度對(duì)水分含量的影響

在進(jìn)風(fēng)溫度190 ℃、蠕動(dòng)泵進(jìn)料量52 mL/min條件下，選取出風(fēng)溫度分別為70、75、80、85、90 ℃進(jìn)行噴霧干燥，產(chǎn)物水分含量見圖1。在不同出風(fēng)溫度條件下，所得產(chǎn)物的水分含量在出風(fēng)溫度≥75 ℃，產(chǎn)物的水分含量分別為（4.26±0.07）%、（4.24±0.13）%、（4.2±0.16）%和（4.2±0.05）%，水分含量均小于5%，符合產(chǎn)物干燥工藝的結(jié)果要求。由此可知，當(dāng)出風(fēng)溫度≥75℃時(shí)，干燥產(chǎn)物的水分含量無顯著變化。因此，選取出風(fēng)溫度75 ℃進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

圖1　出風(fēng)溫度對(duì)噴霧干燥產(chǎn)物水分含量的影響Fig.1　Effect of air outlet temperature on moisture content after spray drying

2.1.1.2進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)水分含量的影響

圖2　進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)噴霧干燥產(chǎn)物水分含量的影響Fig.2　Effect of air inlet temperature on moisture content after spray drying

在出風(fēng)溫度75 ℃、蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速52 mL/min條件下，選取進(jìn)風(fēng)溫度分別為160、170、180、190、200 ℃進(jìn)行噴霧干燥，產(chǎn)物水分含量見圖2。在出風(fēng)溫度、進(jìn)料流速相同時(shí)，噴霧干燥樣品的水分含量隨著進(jìn)風(fēng)溫度的升高而降低，并且進(jìn)風(fēng)溫度的變化對(duì)產(chǎn)物的水分含量有較大影響。在所選進(jìn)風(fēng)溫度190、200 ℃條件下，水分含量分別為（4.26±0.07）%和（4.25±0.25）%。所得干燥產(chǎn)物的水分含量小于5%，符合產(chǎn)物干燥工藝的結(jié)果要求。因此，選取進(jìn)風(fēng)溫度190 ℃進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.1.1.3進(jìn)料量對(duì)水分含量的影響

在進(jìn)風(fēng)溫度190℃、出風(fēng)溫度75℃條件下，選取蠕動(dòng)泵流量分別為44、48、52、56、60 mL/min進(jìn)行噴霧干燥。產(chǎn)物水分含量見圖3。在進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度相同時(shí)，噴霧干燥樣品的水分含量隨著進(jìn)料量的升高而升高，因此，進(jìn)料量的變化對(duì)產(chǎn)物的水分含量有較大影響。進(jìn)料量為44、48、52、56 mL/min時(shí)，干燥產(chǎn)物的水分含量分別為（3.851±0.037）%、（4.191±0.197）%、（4.257±0.068）%和（4.865±0.050）%，產(chǎn)物水分含量小于5%，符合產(chǎn)物干燥工藝的結(jié)果要求。

圖3　進(jìn)料量對(duì)噴霧干燥產(chǎn)物水分含量的影響Fig.3　Effect of feeding rate on moisture content after spray drying

2.1.2噴霧干燥產(chǎn)物ACE活性的IC50值

用分光光度法檢測(cè)水分含量在5%以下的噴霧干燥樣品對(duì)ACE的IC50值，在檢測(cè)過程中，按照各條件下干燥產(chǎn)物的水分含量，計(jì)算絕干產(chǎn)物（在105～120 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量的產(chǎn)物）的含量，然后，按照不同質(zhì)量濃度（0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 mg/mL）檢測(cè)對(duì)ACE的抑制率，計(jì)算對(duì)ACE的IC50值，結(jié)果見表2。在噴霧干燥過程中，當(dāng)進(jìn)料量和出風(fēng)溫度相同時(shí)，隨著進(jìn)風(fēng)溫度的提高，水解干燥產(chǎn)物對(duì)ACE的IC50值增大，其產(chǎn)物的活性降低。當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度和出風(fēng)溫度相同時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)料量越大，且IC50值也隨之增大。由表2可知，采用噴霧干燥法干燥水解產(chǎn)物條件為：進(jìn)風(fēng)溫度190 ℃、出風(fēng)溫度75 ℃、進(jìn)料量44 mL/min。該條件下干燥產(chǎn)物的水分含量為（3.851±0.037）%，對(duì)ACE的IC50值為0.442 mg/mL。

表2　噴霧干燥水解產(chǎn)物對(duì)ACE的IC50值Table2　IICC5500for ACE inhibition of casein hydrolysate dried by spray drying

2.2不同條件下流化床干燥產(chǎn)物水分含量及對(duì)ACE的IC50值

新規(guī)則將“件”的定義進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)“件”的構(gòu)成闡述更為詳細(xì)，其中“來文與復(fù)文(請(qǐng)示與批復(fù)、報(bào)告與批示、函與復(fù)函)一般獨(dú)立成件，也可為一件”。實(shí)際提供了兩種選擇：一是合為一件，能夠保持文件間的有機(jī)聯(lián)系，保證事件處理的連續(xù)性，事件脈絡(luò)清晰。對(duì)于紙質(zhì)文件而言，此種處理方式問題不大，但對(duì)于電子文件而言，則會(huì)增加管理層次、影響命名和即時(shí)歸檔。二是獨(dú)立成件，能夠確保每份文件的獨(dú)立性，在文件整理時(shí)更加契合文件形成規(guī)律，但在一定程度上削弱了同一事件文件間的有機(jī)聯(lián)系。新規(guī)則選用“一般”、“也可為”字眼，體現(xiàn)了組件的靈活性，檔案機(jī)構(gòu)可以根據(jù)辦公自動(dòng)化情況、工作實(shí)際及工作習(xí)慣等因素自行選擇、合理確定。

2.2.1不同條件下流化床干燥產(chǎn)物水分含量變化

實(shí)驗(yàn)過程中，引風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量控制方式為閉環(huán)控制，風(fēng)量設(shè)定為90 m3/h，脈沖噴吹時(shí)間為1 s，脈沖噴吹間隔時(shí)間為0.1 s，壓縮空氣壓力為0.5 MPa，霧化壓力為0.45 MPa，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為3.5 r/min。

2.2.1.1進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)水分含量的影響

在進(jìn)料量160 mL、懸浮介質(zhì)添加量30 g條件下，選取進(jìn)風(fēng)溫度分別為45、50、55、60、65℃進(jìn)行流化床干燥，產(chǎn)物水分含量結(jié)果如圖4。在介質(zhì)添加量、進(jìn)料量等干燥條件相同時(shí)，流化床干燥樣品的水分含量隨著進(jìn)風(fēng)溫度的升高而降低。在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)風(fēng)溫度為55、60、65 ℃條件下干燥后，水分含量分別為：（4.61±0.11）%、（4.53±0.09）%和（4.48±0.23）%，產(chǎn)物的水分含量均小于5%。3個(gè)溫度條件下水分含量無顯著差異，但在65 ℃條件下水分含量最低。因此，選取進(jìn)風(fēng)溫度65 ℃進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

圖4　進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)流化床干燥產(chǎn)物水分含量的影響Fig.4　Effect of air inlet temperature on moisture content after fluid bed drying

2.2.1.2進(jìn)料量對(duì)水分含量的影響

圖5　進(jìn)料量對(duì)流化床干燥產(chǎn)物水分含量的影響Fig.5　Effect of loading amount on moisture content after fluid bed drying

在進(jìn)風(fēng)溫度65 ℃、介質(zhì)添加量30 g條件下，選取進(jìn)料量分別為140、160、180、200、220 mL進(jìn)行流化床干燥，產(chǎn)物水分含量結(jié)果見圖5。在進(jìn)風(fēng)溫度、介質(zhì)添加量等其他流化床干燥條件相同時(shí)，進(jìn)料量160～220 mL所得樣品的水分含量隨著進(jìn)料量的增加而升高。在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)料量條件下，所得產(chǎn)物的水分含量小于5%的條件為140、160、180和200 mL。當(dāng)進(jìn)料量增加到220 mL時(shí)，產(chǎn)物的水分含量增加較大，因此，選取進(jìn)料量160 mL進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.2.1.3介質(zhì)乳清蛋白粉的添加量對(duì)水分含量的影響

圖6　懸浮介質(zhì)的添加量對(duì)流化床干燥產(chǎn)物水分含量的影響Fig.6　Effect of suspending medium amount on moisture content after fluid bed drying

2.2.2不同干燥條件下乳清蛋白置換次數(shù)

根據(jù)2.2.1節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，共有8個(gè)干燥條件的干燥產(chǎn)物的水分含量小于5%，各條件下的置換次數(shù)見表3。通過乳清蛋白的置換，使酪蛋白水解物的含量大于95%，便于后期研究干燥產(chǎn)物對(duì)ACE抑制效果的比較。由于流化床干燥條件（進(jìn)料量、懸浮介質(zhì)添加量、進(jìn)風(fēng)溫度）的不同，在干燥過程中，使干燥產(chǎn)物中酪蛋白水解物含量達(dá)到95%以上所需要的置換次數(shù)不同。當(dāng)懸浮介質(zhì)添加量（30 g）相同時(shí)，進(jìn)料量（140、160、180和200 mL）越大，置換次數(shù)越小；當(dāng)進(jìn)料量（160 mL）相同時(shí)，懸浮介質(zhì)添加量（26、30、34 g）越大，置換次數(shù)越多。因此，在流化床干燥過程中，選擇合適的干燥條件能夠減少置換次數(shù)，從而降低生產(chǎn)的成本。另外，對(duì)于活性產(chǎn)物的干燥，在條件選擇時(shí)還要考慮產(chǎn)物的活性。

表3　不同干燥條件下乳清粉的置換次數(shù)Table3　Number of casein hydrolysate replacement with whey powder under different conditions during fluid bed drying

2.2.3流化床干燥產(chǎn)物對(duì)ACE的IC50值

將2.2.2節(jié)所制備的水解物干燥產(chǎn)物，按照水分含量，以絕干的水解物進(jìn)行計(jì)算稱量，按照水解產(chǎn)物質(zhì)量濃度0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 mg/mL的梯度，用分光光度法檢測(cè)流化床干燥產(chǎn)物溶液對(duì)ACE的IC50值，結(jié)果見表4。在流化床干燥過程中，當(dāng)進(jìn)料量和懸浮介質(zhì)相同時(shí)，在所選的進(jìn)風(fēng)溫度（55、60、65 ℃）范圍內(nèi)，隨溫度升高， IC50值隨之減小。當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度和懸浮介質(zhì)量相同，在所選進(jìn)料量（140、160、180、200 mL）范圍內(nèi)，進(jìn)料量為180 mL時(shí)IC50值最低，為0.294 mg/mL；其次為進(jìn)料量160 mL時(shí)，IC50值為0.303 mg/mL。因此，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料量與懸浮介質(zhì)的比例，更有利于活性的保留。另外，進(jìn)風(fēng)溫度和進(jìn)料量相同，懸浮介質(zhì)用量（26、30、34 g）越多，導(dǎo)致干燥置換次數(shù)增大，干燥產(chǎn)物對(duì)ACE的 IC50值越大。綜合各種條件下干燥產(chǎn)物對(duì)ACE的IC50值，選擇干燥條件為：進(jìn)風(fēng)溫度65 ℃、進(jìn)料量180 mL、懸浮介質(zhì)添加量30 g。該條件下，干燥產(chǎn)物的水分含量為（4.491±0.128）%，對(duì)ACE的IC50值為0.294 mg/mL。

表4　流化床干燥水解產(chǎn)物的ACE活性抑制的IC50值Table4　IICC5500for ACE inhibition of casein hydrolysate dried by fluid bed drying

2.3真空冷凍干燥產(chǎn)物的水分含量及對(duì)ACE的IC50值

水解產(chǎn)物采用FD8-4T冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥。經(jīng)過32 h的干燥，其水分為1.68%，對(duì)ACE的IC50值為0.275 mg/mL。

2.4不同水解物體內(nèi)降血壓實(shí)驗(yàn)

將噴霧干燥法（在進(jìn)風(fēng)溫度190 ℃、出風(fēng)溫度75 ℃、進(jìn)料量44 mL/min條件下）、流化床干燥法（在進(jìn)風(fēng)溫度65 ℃、進(jìn)料量180 mL、懸浮介質(zhì)添加量30 g條件下）和真空冷凍干燥法的干燥產(chǎn)物，按照水解產(chǎn)物的絕干物質(zhì)含量計(jì)算，分別以低劑量組（10 mg/kg）、中劑量組（30 mg/kg）和高劑量組（90 mg/kg）灌胃SHR，檢測(cè)灌胃后1～8 h內(nèi)血壓的變化，結(jié)果見圖7～8。同時(shí)，用各產(chǎn)物的高劑量組灌胃正常血壓的Wistar大鼠，檢測(cè)其血壓變化。由圖7可知，在相同劑量灌胃SHR時(shí)，冷凍干燥產(chǎn)物的低、中、高劑量組在灌胃4 h時(shí)達(dá)到較好降壓效果，SHR血壓分別下降16.83、27.54和35.33 mmHg；噴霧干燥產(chǎn)物在灌胃3 h時(shí)達(dá)到較好降壓效果，低、中、高劑量組分別下降9.50、18.08和19.96 mmHg；流化床干燥產(chǎn)物在灌胃3 h達(dá)到較好降壓效果，低、中、高劑量組分別下降11.79、25.67、29.21 mmHg。因此，降壓效果最好的是冷凍干燥法的干燥產(chǎn)物，其次是流化床干燥產(chǎn)物。噴霧干燥產(chǎn)物對(duì)ACE活性的抑制作用有較大的影響。另外，3 種干燥產(chǎn)物對(duì)Wistar大鼠血壓無影響。

圖7　不同干燥方法產(chǎn)物對(duì)SHR大鼠血壓的影響Fig.7　Effect of three different dried products on blood pressure of SHR

圖8　不同干燥方法產(chǎn)物對(duì)Wistar大鼠血壓的影響Fig.8　Effect of three different dried products on blood pressure of Wistar rats

3　結(jié)論與討論

在噴霧干燥過程中，進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度和進(jìn)料速度等因素都會(huì)影響干燥產(chǎn)物的水分含量。在本研究的實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，當(dāng)進(jìn)料速度和出風(fēng)溫度一定時(shí)，隨著進(jìn)風(fēng)溫度的升高，干燥產(chǎn)物的水分隨之降低；當(dāng)進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)溫度一定時(shí)，隨著進(jìn)料速度的降低，干燥產(chǎn)物的水分含量越低。其干燥過程的水分含量變化規(guī)律與劉賀［37］和張煜［38］等的研究結(jié)果一致，但在干燥產(chǎn)物的活性方面卻有較大差異。張煜的結(jié)果顯示，進(jìn)風(fēng)溫度在160、170、180 ℃條件下，干燥的乳酸菌存活量并不受到進(jìn)風(fēng)溫度的影響；而本研究的干燥產(chǎn)物在190、200℃條件下，其對(duì)ACE的IC50值相差較大。其原因可能是干燥物料的不同或溫度條件的不同。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度和出風(fēng)溫度一定，隨著進(jìn)料速率的提高，其干燥產(chǎn)物的活性降低，其原因可能是由于進(jìn)料速率加快，使得干燥空間水蒸氣的存量加大，熱量增大，從而導(dǎo)致產(chǎn)物活性降低，但具體原因還需要進(jìn)一步研究。

此外，對(duì)噴霧干燥產(chǎn)物與冷凍干燥產(chǎn)物的活性比較，本研究發(fā)現(xiàn)，干燥產(chǎn)物的活性，無論是體外檢測(cè)還是體內(nèi)檢測(cè)，均有較大差異。而姜瞻梅等［39］研究顯示，噴霧干燥法與真空冷凍干燥法相比酪蛋白水解物對(duì)ACE抑制作用影響不顯著。這可能與所用噴霧干燥設(shè)備及條件有關(guān)，但文獻(xiàn)并沒有說明噴霧干燥的設(shè)備型號(hào)及參數(shù)。因此，該差異的原因還需要研究。

本研究在流化床干燥的研究中顯示，進(jìn)風(fēng)溫度、懸浮介質(zhì)和干燥物料的量等因素對(duì)干燥物料的水分含量均有影響。其中，干燥產(chǎn)物的水分含量隨著進(jìn)料量的增加而增加，隨著進(jìn)風(fēng)溫度升高和懸浮介質(zhì)添加量的增加而降低。其水分變化規(guī)律與和進(jìn)娜［40］用流化床干燥酵母醪液基本相同。但在干燥產(chǎn)物的活性體外檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)料量160 mL、懸浮介質(zhì)添加量30 g條件下，隨著進(jìn)風(fēng)溫度的升高（55、60、65 ℃），其干燥產(chǎn)物對(duì)ACE的IC50值是降低的，說明產(chǎn)物的活性增強(qiáng)，其原因還需要進(jìn)一步研究。另外，當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度和懸浮介質(zhì)添加量相同，在所選的進(jìn)料量（140、160、180、200 mL）條件下，當(dāng)進(jìn)料量為180 mL時(shí)，其干燥產(chǎn)物活性的體外檢測(cè)結(jié)果最高，這表明，在干燥過程中，干燥物料與懸浮介質(zhì)的量的比例可能會(huì)影響干燥產(chǎn)物的活性，但具體原因還有待進(jìn)一步研究。

另外，將3 種干燥方法所獲得的干燥產(chǎn)物對(duì)ACE抑制作用進(jìn)行體外和體內(nèi)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，真空冷凍干燥法的產(chǎn)物活性最好，其次是流化床干燥。這可能是真空冷凍干燥能夠更好地保持活性成分的結(jié)構(gòu)；而流化床干燥與噴霧干燥相比，其進(jìn)風(fēng)溫度（65 ℃）較低，其活性保持相對(duì)較好?？梢?，在干燥富含ACE活性抑制肽的酪蛋白水解物時(shí)，采用真空冷凍干燥法，有利于產(chǎn)物活性的保留，其次時(shí)流化床干燥，而噴霧干燥法的產(chǎn)物，活性損失最大。

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Effect of Different Drying Methods on Angiotensin Converting Enzyme Inhibitory Activity of Peptides from Bovine Casein Hydrolysate

HU Zhihe1，2， ZHAO Yong1， XIA Lei1， LI Yanjun1， XUE Lu1，2， SUN Zhengang3， WU Wenqi3， FENG Yongqiang3
（1. College of Biotechnology and Food Science， Tianjin University of Commerce， Tianjin 300134， China； 2. Tianjin Key Laboratory of Food and Biotechnology， Tianjin 300134， China； 3. Tianjin Haihe Dairy Co. Ltd.， Tianjin 300402， China）

The objective of this paper was to explore the effect of different drying methods i.e.， spray drying， fluid bed drying and vacuum freeze drying on the angiotensin converting enzyme （ACE） inhibitory activity of peptides from bovine casein hydrolysate. The operating parameters were optimized to obtain both a moisture content lower than 5% and reduced half inhibitory concentration （IC50） for ACE inhibition of dried product. The antihypertensive effi ciency of the dried products obtained by different drying methods was evaluated by animal tests. The results showed that the spray drying conditions were optimized as 190 ℃， 75 ℃ and 44 mL/min for air inlet and air outlet temperatures and feeding rate， respectively. The IC50for ACE inhibition of the dried product obtained under these conditions was 0.442 mg/mL. The optimal fl uid bed drying conditions were established as 65 ℃， 180 mL and 30 g for air inlet temperature， loading amount and suspending medium amount， respectively， which gave a dried product with an IC50of 0.294 mg/mL for ACE inhibition. The IC50for ACE inhibition of the dried product obtained by vacuum freeze drying was 0.275 mg/mL. The results of animal tests showed that upon oral administration of the three different dried products at the same dose， the anti-hypertension activity of dried product was best maintained by by vacuum freeze drying， followed by fl uid bed drying， and spray drying caused the maximum loss of anti-hypertension activity. Therefore， vacuum freeze drying is a better drying method for casein hydrolysate rich in ACE inhibitory peptides.

casein hydrolysate； angiotensin converting enzyme （ACE） activity inhibitory peptides； vacuum freeze drying；spray drying； fl uid bed drying

10.7506/spkx1002-6630-201619034

TS252.42

A

1002-6630（2016）19-0204-07

胡志和， 趙勇， 夏磊， 等. 不同干燥方法對(duì)乳源血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制肽活性的影響［J］. 食品科學(xué)， 2016， 37（19）：204-210. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201619034. http：//www.spkx.net.cn

HU Zhihe， ZHAO Yong， XIA Lei， et al. Effect of different drying methods on angiotensin converting enzyme inhibitory activity of peptides from bovine casein hydrolysate［J］. Food Science， 2016， 37（19）： 204-210. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201619034. http：//www.spkx.net.cn

2016-05-04

天津市科技支撐項(xiàng)目（14ZCZDNC00017）；天津市高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（TD12-5049）；天津市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（14JCZDJC34500）；天津市北辰區(qū)科技計(jì)劃補(bǔ)助項(xiàng)目（2014-CXYH-KF-001）

胡志和（1962—），男，教授，碩士，研究方向?yàn)閷Ｓ霉δ苁称?。E-mail：hzhihe@tjcu.edu.cn