一種用于富集酶抑制劑的樹脂及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子樹脂領域，具體涉及一種用于富集酶抑制劑的樹脂及其制備方 法和應用。
【背景技術】
[0002] 目前大豆深加工企業每天都要排放大量的乳清廢水，全國每年廢棄的乳清廢水高 達200萬噸，數量巨大。大豆乳清廢水的COD (~20000mg/L)、BOD (~8000mg/L)值很高， 含有豐富的碳水化合物、蛋白質、氨基酸及氮、磷等營養物質，而且pH值為4. 5-5. 5顯酸性， 在溫度為40 °C左右極易腐敗而造成嚴重污染。傳統的處理方法主要采用厭氧、好氧、生物凈 化等工藝進行處理，成本很高，又費時費力，而且大豆乳清廢水所含有的大量的功能性成分 被白白浪費了。
[0003] 大豆胰蛋白酶抑制劑（SBTI)是存在于大豆乳清廢水中的一種重要功能性成分， 研宄證實大豆胰蛋白酶抑制劑具有一定的抗癌活性、治療糖尿病和抗輻射等多種生理功 能，在生物農藥、醫藥等領域均有著廣泛的應用前景（程曉明，郭瑞華，"大豆胰蛋白酶抑 制劑的分離提純及降糖活性研宄"，《時珍國醫國藥》，2009, 20 (4) :903-904 ;孟令秋，吳江， 周春虧，"抑肽酶佐治腦出血的臨床研宄"，《中風與神經病學雜志》，2003, 20(3) :233-236 ; 金蓓，田少君，"大豆胰蛋白酶抑制劑研宄概況"，《糧食與油脂》，2005(6) :3-6)。因此，如果 能夠從大豆乳清廢水中對大豆胰蛋白酶抑制劑進行有效的回收，將具有重要的意義。
[0004] 此外，大豆胰蛋白酶抑制劑雖然具有一定的藥物活性，但是食用大豆時，存在于其 中的大豆胰蛋白酶抑制劑卻會對人的消化系統產生不良影響，影響營養物質的吸收，因此， 如果能夠將大豆中的大豆胰蛋白酶抑制劑除去，可以提高大豆制品中蛋白質的利用效率。
[0005] 現在已經從大豆中分離出來的大豆胰蛋白酶抑制劑有兩種，即Bowman-Birk胰蛋 白酶抑制劑（簡稱BBI)和Kunitz胰蛋白酶抑制劑（簡稱KTI)。BBI是由71個氨基酸所 組成單肽鏈，包含7個二硫鍵，其分子量約為8000, KTI由181個氨基酸殘基和2個二硫鍵 組成，分子量約20000,它們都是含有2個以上二硫鍵的蛋白質。
[0006] 分離大豆胰蛋白酶抑制劑的方法主要有固定化酶法（陳星、劉蕾，"固定化酶法分 離純化大豆胰蛋白酶抑制劑"，《食品科技》，2004(12) : 12-15)和吸附層析法（武金霞、吳婭 平、杜學敏、韓麗梅，"大豆胰蛋白酶抑制劑的分離純化"，《食品研宄與開發》，2008, 29 (4); 39-41)。該兩個方法采用的都是新鮮的干大豆為原料，經過浸泡、鹽析、沉淀等步驟制的大 豆胰蛋白酶抑制劑粗提液為原液進行分離，但是很難從大豆乳清廢水中提取大豆胰蛋白酶 抑制劑，因為乳清廢水中的大豆胰蛋白酶抑制劑濃度很低（< 〇. 3% )。
[0007] 大豆乳清廢水每年排放量巨大，如果僅作為污水排放和處理是資源的浪費。從大 豆乳清廢水中提取大豆胰蛋白酶抑制劑目前還是空白，因此開發出一種高效的、低沉本、無 殘留的新技術將會有廣闊的應用前景。
【發明內容】
[0008] 本發明提供了一種用于富集酶抑制劑的樹脂，該樹脂可以用于從大豆乳清廢水中 富集大豆胰蛋白酶抑制劑，并且富集效率高，成本低。
[0009] 本發明還提供了所述用于富集酶抑制劑的樹脂的制備方法和應用。
[0010] 一種用于富集酶抑制劑的樹脂，結構如式（I )所示：
【主權項】
1. 一種用于富集酶抑制劑的樹脂，其特征在于，結構如式（I )所示：
(I) 式（I )中，R1獨立地選自H或者C C 4烷基； R2獨立地選自
或者亞苯基； R3獨立地選自
" 一'M戈表取代的位置； η為80~105的整數。
2. 根據權利要求1所述的用于富集酶抑制劑的樹脂，其特征在于，所述的R 1獨立地選 自H或者甲基。
3. -種如權利要求1或2所述的樹脂的制備方法，其特征在于，包括：在引發劑和催 化劑的作用下，樹脂單體進行活性自由基聚合反應，反應完成后經過后處理得到所述的樹 脂； 所述的樹脂單體的結構如式（II )所示：
(II) ; 式（II )中，R1、R2和R 3的定義如權利要求1或2所述。
4. 根據權利要求3所述的樹脂的制備方法，其特征在于，所述的引發劑為α -溴代異丁 酸乙酯； 所述的催化劑由CuBr和PMDETA組成。
5. -種如權利要求1或2所述的樹脂的制備方法，其特征在于，包括：樹脂前體與3-氨 基丙炔或者3-氨基丙烯進行取代反應，反應完全后，經過后處理得到所述的樹脂； 所述的樹脂前體的結構如式（III)所示：
(III) ； 所述的樹脂的結構如式（IV )所示：
(IV) ； 式（III)~（IV )中，R1的定義如權利要求1或2所述； R4獨立地選自C C 4烷基或者五氟苯基； R5為
η的取值范圍為80~105。
6. -種如權利要求1或2所述的樹脂在乳清廢水處理中的應用，其特征在于，包括以下 步驟： (1) 將權利要求1或2所述的樹脂涂覆于載體上，形成負載型樹脂； (2) 向大豆乳清廢水中加入還原劑進行還原處理，得到預處理廢水； (3) 將步驟（1)得到的負載型樹脂與步驟（2)得到的預處理廢水混合后，采用紫外光照 射進行點擊反應，反應完全后經過分離得到處理后的廢水和帶肽鏈樹脂； (4) 步驟（3)得到的帶肽鏈樹脂經過肽鏈脫出和肽鏈再生，得到大豆胰蛋白酶抑制劑。
7. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于，步驟（1)中，所述的載體為玻璃珠； 涂覆過程在甲苯、醋酸正丁酯或者丁醇中進行。
8. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于，步驟（2)中，所述的還原劑包括抗壞血酸、 金屬鋅、β-疏基乙醇和二硫蘇糖醇中的至少一種。
9. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于，步驟（3)中，所述的點擊反應的溫度為 30 ~50? ; 所用的紫外光的波長為350nm。
10. 根據權利要求6所述的應用，其特征在于，步驟（4)中，所述的肽鏈脫出在TiCl 3和 Li的作用下進行； 所述的肽鏈再生在雙氧水的作用下進行。
【專利摘要】本發明公開了一種用于富集酶抑制劑的樹脂及其制備方法和應用，該樹脂的結構如式(Ⅰ)所示，式(Ⅰ)中，R1獨立地選自H或者C1～C4烷基；R2獨立地選自或者亞苯基；R3獨立地選自或代表取代的位置。該樹脂末端帶有雙鍵或者三鍵，可以與酶抑制劑還原后形成的肽鏈選擇性地發生“點擊反應”，從而將乳清廢水中的大豆胰蛋白酶抑制劑進行富集和分離，鏈接于樹脂上的肽鏈可以通過后續的還原和氧化兩個步驟重新形成大豆胰蛋白酶抑制劑，從而實現了乳清廢水中的大豆胰蛋白酶抑制劑的回收。
【IPC分類】C08F8-32, C08F120-22, C08F130-08, C08F8-00, C02F9-08, C02F1-32
【公開號】CN104761672
【申請號】CN201510158599
【發明人】牛俊峰, 尤玉如, 毛健衛, 朱銀邦, 肖功年
【申請人】浙江科技學院
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月3日