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作者及研究机构
本研究由Munira Alblooshi、Aarthi Rekha Devarajan、Brij Pal Singh、Preethi Ramakrishnan、Hussein Mostafa、Hina Kamal、Priti Mudgil和Sajid Maqsood共同完成，他们均来自阿联酋大学农业与兽医学院食品科学系。研究发表于期刊《Plant Physiology and Biochemistry》2023年第194卷，326-334页，并于2022年11月21日在线发布。
学术背景
本研究的主要科学领域是食品科学与植物生物化学，特别是植物蛋白质水解物（protein hydrolysates）的生物活性研究。Citrullus colocynthis（苦瓜，俗称苦苹果或handal）是一种传统药用植物，其种子富含蛋白质和多种生物活性成分，具有抗氧化、抗糖尿病和抗高血脂等潜在功能。然而，关于其蛋白质水解物的生物活性研究较少。因此，本研究旨在通过酶解苦瓜种子蛋白质，探索其水解物的生物活性，特别是抗氧化、抗糖尿病和抗高血脂功能，为开发功能性食品提供科学依据。
研究流程
研究主要包括以下几个步骤：
1. 蛋白质提取：从苦瓜种子中提取完整蛋白质（CSPI）。种子经研磨、脱脂后，用NaOH溶液提取蛋白质，通过离心和pH调节沉淀蛋白质，最终得到蛋白质分离物。
2. 蛋白质水解：使用三种蛋白酶（alcalase、bromelain和chymotrypsin）在不同时间（3、6、9小时）对CSPI进行酶解，生成蛋白质水解物（CSPH）。酶解反应后，通过加热使酶失活，离心收集上清液。
3. 水解度测定：采用OPA（邻苯二甲醛）法测定水解度（DH），通过紫外分光光度计测量游离氨基氮的含量，计算水解度。
4. 肽谱分析：使用反相超高效液相色谱（RP-UPLC）分析CSPH的肽谱，观察水解后肽段的变化。
5. 生物活性测定：
- 抗氧化活性：通过DPPH和ABTS自由基清除实验以及FRAP（铁还原抗氧化能力）实验测定CSPH的抗氧化能力。
- 抗糖尿病活性：测定CSPH对α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和DPP-IV（二肽基肽酶-IV）的抑制活性，计算IC50值。
- 抗高血脂活性：测定CSPH对胆固醇酯酶和胰脂肪酶的抑制活性，计算IC50值。
6. 统计分析：所有实验均进行三次重复，数据通过SPSS软件进行单因素方差分析和Tukey多重比较，显著性水平为p < 0.05。
主要结果
1. 水解度：chymotrypsin处理9小时的水解物（C9）水解度最高（87.82%），其次是alcalase（81.73%）和bromelain（80.73%）。
2. 肽谱分析：RP-UPLC显示，水解后主要蛋白质峰强度降低，新的肽段峰出现，表明蛋白质被有效水解。
3. 抗氧化活性：chymotrypsin处理6小时的水解物（C6）表现出最强的DPPH（65.7 mM TEAC）和ABTS（525.2 mM TEAC）自由基清除能力。alcalase处理3小时的水解物（A3）在FRAP实验中表现出最高的铁还原能力（192.5 mM TEAC）。
4. 抗糖尿病活性：bromelain处理6小时的水解物（B6）对α-葡萄糖苷酶的抑制活性最强（IC50 = 13.27 μg/mL），alcalase处理6小时的水解物（A6）对α-淀粉酶的抑制活性最强（IC50 = 17 μg/mL）。chymotrypsin处理6小时的水解物（C6）对DPP-IV的抑制活性最强（IC50 = 42.99 μg/mL）。
5. 抗高血脂活性：chymotrypsin处理6小时的水解物（C6）对胆固醇酯酶（IC50 = 13.68 μg/mL）和胰脂肪酶（IC50 = 14.12 μg/mL）的抑制活性最强。
结论
研究表明，苦瓜种子蛋白质水解物具有显著的抗氧化、抗糖尿病和抗高血脂活性，尤其是chymotrypsin处理的水解物表现最为突出。这些水解物可作为功能性食品成分，用于开发天然抗氧化剂、抗糖尿病和抗高血脂产品。此外，本研究首次系统评估了苦瓜种子蛋白质水解物的生物活性，为植物蛋白质的应用提供了新的研究方向。
研究亮点
1. 重要发现：chymotrypsin处理的水解物在抗氧化、抗糖尿病和抗高血脂活性方面表现最佳。
2. 方法创新：首次系统研究了苦瓜种子蛋白质水解物的生物活性，并采用RP-UPLC技术分析了肽谱。
3. 研究对象的特殊性：苦瓜种子作为一种传统药用植物，其蛋白质水解物的生物活性研究具有重要的科学和应用价值。
其他价值
本研究不仅为苦瓜种子蛋白质的应用提供了科学依据，还为植物蛋白质水解物的开发提供了新的思路，具有广泛的功能性食品和药物开发潜力。
这篇报告详细介绍了研究的背景、流程、结果和意义，为相关领域的研究者提供了全面的参考。