[发明专利]桑叶中抗营养因子类丝氨酸蛋白酶抑制剂的活性消除方法及其应用

说明书

本发明涉及动物饲料制备技术领域，具体公开了桑叶中抗营养因子类丝氨酸蛋白酶抑制剂的活性消除方法及其应用，通过121℃高温高压下处理20min或还原剂处理或用葡萄糖介导的美拉德反应消除桑叶中胰蛋白酶抑制剂和胰凝乳蛋白酶抑制剂活性。本发明通过消除桑叶中胰蛋白酶抑制剂和胰凝乳蛋白酶抑制剂活性，避免桑叶在作为动物饲料时蛋白酶抑制剂的干扰，大大提高了蛋白质的消化率，使得桑叶资源能够被充分利用。

技术领域

本发明涉及动物饲料制备技术领域，具体涉及桑叶中抗营养因子类丝氨酸蛋白酶抑制剂的活性消除方法及其应用。

背景技术

桑(Morus)是荨麻目桑科桑属植物，落叶性乔木或灌木。目前，中国是世界上桑属植物种质资源最丰富的国家，有15个种和4个变种，又分为两个部分，其中鲁桑、白桑、广东桑、瑞穗桑为栽培种；华桑、黑桑、长果桑、山桑、长穗桑、细齿桑等为野生种。桑叶早已于1993年被中国国家卫生部列入首批“药食同源”名录。桑叶中含有生物碱、黄酮类、多糖和多酚等多种化学成分赋予桑叶广泛的药理活性，如：抗炎、抗氧化、抗癌、抗病毒、抗肥胖、降血糖和预防动脉硬化等。传统意义上，桑叶主要被用于饲养家蚕。近来，由于桑叶产量高、成本低、适口性好且蛋白质含量丰富等诸多优势，桑叶已成为了优质的禽畜饲料。桑叶作为猪、牛、绵羊、兔和鸡等禽畜的饲料，可提高动物对饲料营养的转化效率，提升禽畜产品的品质。这不仅一定程度上缓解了优质牧草资源紧缺问题，还可避免桑叶资源浪费，提高蚕桑产业的综合经济效益。然而，由于桑叶中含有单宁、植物凝集素等抗营养因子，大量添加会严重干扰动物对饲料营养的代谢和吸收，进而影响畜禽健康和畜禽产品的产量与质量，这极大限制了桑叶资源在动物饲粮中的开发和大量应用。

植物中存在多种抗营养因子，如蛋白酶抑制剂、单宁、植酸、硫代葡萄糖苷和植物凝集素等。这些抗营养因子在植物生长过程中形成自我防御机制，防止昆虫咬食和病原菌侵染。丝氨酸蛋白酶抑制剂 (serine protease inhibitor，SPI)是蛋白酶抑制剂中数目最多，研究最为深入的一类，包括胰蛋白酶抑制剂(trypsin inhibitor，TI)、胰凝乳蛋白酶抑制剂(chymotrypsin inhibitor，CI)、弹性蛋白酶抑制剂 (elastase inhibitor，EI)和枯草杆菌蛋白酶抑制剂(subtilisin inhibitor， SI))等。SPI广泛存在于动物、植物及微生物中。植物中的SPI对抵御病原菌侵染和昆虫取食危害至关重要。依据SPI的活性位点、作用机制及在植物中的分布状况，植物SPI可分为8个家族，其中研究较为深入的有Kunitz、Serpin、Bowman Birk、PI-I和PI-II家族。基于已知的蛋白酶抑制剂序列及其保守结构域，在川桑基因组中共鉴定出 79个蛋白酶抑制剂，其中SPI有35个，分别为Kunitz型、Serpin和PI-I家族。通过分析不同SPI家族基因在各组织中的表达，发现8 个Kunitz和1个Serpin家族SPI基因主要在桑叶中表达，而叶片也是昆虫取食的主要部位。因而推测这些SPI可能在桑树防御昆虫取食危害中发挥重要功能。模拟昆虫咬食叶片，发现PI-I家族中MaSPI29、MaSPI30、MaSPI31和MaSPI34等基因表达响应叶片创伤信号，暗示桑叶中存在虫害防御的SPIs。王丹丹等人利用胶内活性染色技术从桑叶叶柄部流出的白色乳汁中检测到多个CI条带，而在桑树叶片中未检测到CI活性。目前，桑叶中尚无抗营养因子类SPI的研究报道，这些SPI的活性、理化特性和灭活途径仍不清楚，限制了桑叶的应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了桑叶中抗营养因子类丝氨酸蛋白酶抑制剂的活性消除方法及应用，通过121℃，0.21MPa高温高压下处理20min或还原剂β-巯基乙醇处理或用葡萄糖介导的美拉德反应消除桑叶中胰蛋白酶抑制剂活性，避免桑叶在作为动物饲料时蛋白酶抑制剂的干扰，大大提高了蛋白质的消化率，使得桑叶资源能够被充分利用。

本发明的第一个目的是提供一种桑叶中抗营养因子类丝氨酸蛋白酶抑制剂的活性消除方法，具体包括如下步骤：

S1，采摘桑叶，清洗，沥干后备用；

S2，提取桑叶中的蛋白质：