专利名称：海洋活性肽食品添加剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种海洋活性肽食品添加剂的制备方法，属于应用海洋生物技术领域。
海洋是功能食品和保健药品的宝库。海洋中的生物种类繁多，资源极其丰富，而且生物链基本健全，再生能力强。海洋生物含有丰富的有益于人类健康的蛋白质、不饱和脂肪酸、牛磺酸，微量元素谱系也大大优于陆地生物，是人类健康食品极好的来源。因此，采用生物技术对这些资源进行开发利用，将是当今科学研究最具发展前景的领域之一。海洋生物资源的优化利用和高值化是未来15年我国海洋高技术发展的重要研究内容之一。对海洋渔获物非食用部分的利用更能体现出科学技术如何提高产品的附加值。非食用部分包括低值鱼类及水产品加工的下脚料，一般占渔获物的28％，如何开发这些量大质低的渔获物，一直困扰着水产加工业。我国现在主要利用低值渔获物生产鱼粉，用于水产养殖和陆地畜禽养殖，但由于加工技术落后，不但产品的得率和附加值低，而且严重污染近海水域。对于水产品加工的废弃物许多被直接丢弃，对环境造成了严重的污染。例如，我国沿海，特别是山东胶东沿海，扇贝的养殖面积较大，养成的扇贝，加工成扇贝柱用于出口后，剩余的贝柱下脚料数量相当多，并且氨基酸组成和蛋白含量都很好，是一种具有很好的开发潜力的海洋蛋白资源。到目前为止，在我国并没有被充分的利用。蛋白酶解物中的生物活性肽是目前世界上药物及保健品研究的热点，许多寡肽具有独特的生物学功能，如易消化吸收、免疫活性、抗高血压、类鸦片活性、促生长活性等。海洋环境与陆地环境有很大的不同，如高压、低温、高温(海底火山口)和高盐等，为了适应海洋环境，海洋生物蛋白质无论氨基酸的组成还是氨基酸的序列都与陆地生物蛋白有很大的不同。同时，海洋生物蛋白资源无论在种类还是数量上都远远大于陆地蛋白资源。种类繁多的海洋蛋白氨基酸序列，用特异的蛋白酶水解，就释放出有活性的短肽。目前通过蛋白酶解生产的活性肽主要来源于陆地的蛋白源，如牛乳酪蛋白、大豆蛋白、玉米醇溶蛋白等，而来自海洋蛋白源酶解的活性肽非常少，但决不是由于海洋蛋白源的蛋白质氨基酸链中没有潜在的活性肽序列，而主要是由于没有进行很好的开发。
本发明的目的在于，弥补已有技术的不足，提供一种来自海洋蛋白源酶解的海洋活性肽食品添加剂的制备方法，提高海洋低值鱼类及水产品下脚料的附加值。
本发明的目的是通过如下技术措施实现的。
本发明的方法包括如下步骤1．液体种子的制备。
培养基饼粉2～3份、玉米粉2～3份、麸皮1～1.5份、Na2HPO40.4～0.5份、KH2PO40.03～0.04份、水100份，均为重量份，下同。灭菌，冷却，接种枯草芽孢杆菌(Bacillus.Subtilis)的茄子瓶菌种的菌悬液5～10份，通风搅拌，培养15～18小时，作为液体种子待用。
2．液体深层发酵制备蛋白酶制剂。
培养基豆饼粉3～3.5份、玉米粉3.5～5.0份、麸皮2.0～2.5份、Na2HPO40.4～0.5份、KH2PO40.03～0.04份、水100份，均为重量份，下同。灭菌，接种上述步骤的液体种子，接种量为培养基重量的5～7％，通风搅拌，控温，发酵37～40小时，得蛋白酶制剂。
3．活性肽的制备。
基本原料低值的海洋水产鱼类(如鳀鱼、沙丁鱼)和/或海产品的下脚料(如贝柱下脚料)，称取45～50(鲜重)份原料，打浆，然后加入45～50份的蛋白酶制剂，调pH值到6.8～7.3，温度45～50℃，搅拌酶解3.5～4.5小时。酶解完毕，去残渣，滤液浓缩，干燥成粉，即得本发明的产品。
上述步骤1的培养基在120℃灭菌30分钟，接种后置发酵罐中，于30～32℃下，通风1∶0.5～0.6，搅拌320～330转/分，培养15～18小时，此时pH6.2～6.3。
上述步骤2的培养基在发酵罐内接种后，搅拌220～230转/分，控制通风量(V风/V液·时间)0～12小时1∶0.5～0.6,12～20小时1∶0.6～0.7,20～28小时1∶0.8～0.9；控制培养温度0～4小时30～32℃,5～8小时间每小时升温2℃,9～12小时，每小时降温2℃,12小时以后，保持30～32℃。每毫升酶活可达6000～7000单位。
在上述步骤1的培养基中加豆油0.3～0.35份作消泡剂。
在上述步骤2的培养基中加豆油1～1.2份作消泡剂。
上述步骤3的去残渣是经板框过滤或离心机分离除去残渣，残渣用以制作蛋白饲料。
上述步骤3的滤液浓缩至原来体积的(1～2)/10，浓缩液经喷雾干燥制成活性肽粉。
最后，经粉碎、质检、包装。本发明的产品可作为食品添加剂广泛用于功能食品。
上述步骤1中枯草芽孢杆菌的茄子瓶菌种的菌悬液制作可按已有技术。本发明提供如下具体操作步骤以0.2～0.4份牛肉膏、0.8～1.2份蛋白胨、1.5～2份琼脂、0.4～0.6份NaCl为培养基，水95～100份，pH为7.0～7.2，灭菌，在试管斜面上，划线接枯草芽孢杆菌种，30～32℃培养24～26小时，贮藏5℃。将上述菌种移入茄子斜面(培养基与包藏斜面相同)，30～32℃培养24～26小时，待作菌悬液用。
本发明的优良效果在于将陆地微生物酶工程技术应用于海洋蛋白资源的综合利用。具体体现在(1)运用液体深层发酵工程技术和酶工程技术，发酵生产蛋白酶制剂；(2)以发酵生产的蛋白酶制剂酶解海洋低值鱼类及水产品下脚料，然后经过滤、浓缩、喷雾干燥，生产许多陆地和化学合成所无法生产的天然、高效、新颖的活性肽类功能食品添加剂；(3)产品集营养性和保健性于一体，具有很高的生物学活性。
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1．1．液体种子的制备以重量份牛肉膏0.3份、蛋白胨1份、琼脂2份、NaCl 0.5份为培养基，水98份，pH为7.1，灭菌，划线接枯草芽孢杆菌种，30℃培养，培养25小时，贮藏5℃。将上述菌种移入茄子斜面(培养基与保藏斜面相同)，30℃培养25小时，待作菌悬液用。
液体种子培养。培养基豆饼粉3份、玉米粉2份、麸皮1份、Na2HPO40.4份、KH2PO40.04份、水100份，加豆油0.3份作消泡剂。120℃灭菌30分钟，冷却后，接上述茄子瓶菌种的菌悬液，150升发酵罐中，装样量70升，于30℃下，通风1∶0.6，搅拌330转/分，培养18小时。此时pH6.3。
2．液体深层发酵制备蛋白酶制剂培养基的组成，均为重量份豆饼粉3份、玉米粉4份、麸皮2.5份、Na2HPO40.5份、KH2PO40.03份、水100份，加豆油1.2份作消泡剂。
1000升发酵罐，装450升培养基，灭菌后pH6.3，接种5％重量百分比的步骤1制备的液体种子，搅拌220转/分，在控制通风量如下0～12小时1∶0.5,12-20小时1∶0.7,20～28小时1∶0.9，控制培养温度如下0～4小时30℃,5～8小时间每小时升温2℃,9～12小时，每小时降温2℃,12小时以后，保持31℃，发酵38小时，每毫升酶活达6500单位。
3．活性肽的制备首先称取50份(鲜重)的海产品下脚料，打浆。然后加入50份(液体)的蛋白酶制剂，调pH值到7.2,48℃，搅拌酶解4小时，酶解完毕，经板框过滤除去残渣以制作蛋白饲料，滤液收集后浓缩至原来体积的1/10，然后浓缩液经喷雾干燥制成活性肽粉食品添加剂。
最后，经粉碎、质检、包装。
实施例2．1．种子制备茄子瓶菌种的菌悬液同实施例1。
培养基豆饼粉2.5份、玉米粉2.5份、麸皮1.5份、Na2HPO40.5份、KH2PO40.03份、水100份，加豆油0.35份作消泡剂。各成分的用量均为重量份。120℃灭菌30分钟，冷却后，接茄子瓶菌种的菌悬液，150升发酵罐中，装样量70升，于31口℃下，通风1∶0.5～0.6，搅拌320～330转/分，培养17小时。此时pH6.3。
2．蛋白酶制剂的液体深层发酵1000升发酵罐，装450升培养基，培养基的组成，均为重量份豆饼粉3.5份、玉米粉4.5份、麸皮2.0份、Na2HPO40.4份、KH2PO40.04份、水100份，加豆油1份作消泡剂。灭菌后pH6.2，接种7％重量百分比的步骤1制备的液体种子，搅拌220转/分，在控制通风量0-12小时1∶0.6,12-20小时1∶0.6,20-28小时1∶0.8，控制培养温度0-4小时31℃,5-8小时间每小时升温2℃,9-12小时，每小时降温2℃,12小时以后，保持32℃，发酵39小时，每毫升酶活达6800单位。
3．营养活性肽的制备以低值的海洋水产鱼类鳀鱼、沙丁鱼及贝柱下脚料为基本原料，称取50(鲜重)份原料，打浆，然后加入50份的蛋白酶制剂，调pH值到7.2，温度46℃，搅拌酶解4.5小时。酶解完毕，经板框过滤除去残渣以制作蛋白饲料，滤液收集后浓缩至原来体积的1/10，然后浓缩液经喷雾干燥制成粉状活性肽食品添加剂。
最后，经粉碎、质检、包装。
实施例3．同实施例1，所不同的是步骤3活性肽的制备首先称取45份(鲜重)的海产品下脚料，打浆。然后加入48份(液体)的蛋白酶制剂，调pH值到7.0,48℃，搅拌酶解4小时，酶解完毕，经离心机分离除去残渣以制作蛋白饲料，滤液收集后浓缩至原来体积的1.5/10，然后浓缩液经喷雾干燥制成粉状活性肽食品添加剂。
本发明不限于上述实施例。
本发明实施例的营养活性肽添加剂的外观为灰黄色，有发酵物特殊香味和海洋贝类特有的鲜味，粉状；本产品富含游离氨基酸及功能短肽，功能短肽≥40％。本发明的创新之处在于集酶工程技术和发酵工程技术于一体，发明产品具有营养保健的双重功能。产品可作为肠道营养剂或流质食物形式提供给处于特殊年龄或特殊身体状况下的人。如消化能力不健全的新生儿，消化能力退化的老年人；经过手术特别是消化道手术后的康复者或有待于治疗的病人；由于过度疲劳、生活没规律而胃肠功能下降者；还有对蛋白质抗原性过敏性体质者等。功能短肽不仅能提供丰富的必需氨基酸，还能促进双歧杆菌、乳杆菌的增殖，有望在酸奶、婴儿食品、面包、奶酪等食品中提高营养价值，改善风味和品质。
权利要求
1．活性肽食品添加剂的制备方法，包括如下步骤(1)液体种子的制备培养基饼粉2～3份、玉米粉2～3份、麸皮1～1.5份、Na2HPO40.4～0.5份、KH2PO41.03～0.04份、水100份，均为重量份，灭菌，冷却，接种枯草芽孢杆菌的茄子瓶菌种的菌悬液5～10份，通风搅拌，培养15～18小时，作为液体种子待用；(2)液体深层发酵制备蛋白酶制剂培养基豆饼粉3～3.5份、玉米粉3.5～5.0份、麸皮2.0～2.5份、Na2HPO40.4～0.5份、KH2PO40.03～0.04份、水100份，均为重量份，灭菌，接种上述步骤的液体种子，接种量为培养基重量的5～7％，通风搅拌，控温，发酵37～40小时，得蛋白酶制剂；(3)活性肽的制备基本原料低值的海洋水产鱼类和/或海产品的下脚料，称取45～50份原料，打浆，然后加入45～50份的蛋白酶制剂，调pH值到6.8～7.3，温度45～50℃，搅拌酶解3.5～4.5小时；酶解完毕，去残渣，滤液浓缩，干燥成粉。
2．如权利要求1所述的活性肽食品添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的培养基在120℃灭菌30分钟，接种后置发酵罐中，于30～32℃下，通风1∶0.5～0.6，搅拌320～330转/分，培养15～18小时。
3．如权利要求1所述的活性肽食品添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的培养基在发酵罐中接种后，搅拌220～230转/分，控制通风量0～12小时1∶0.5～0.6,12～20小时1∶0.6～0.7,20～28小时1∶0.8～0.9；控制培养温度0～4小时30～32℃,5～8小时间每小时升温2℃,9～12小时，每小时降温2℃,12小时以后，保持30～32℃。
4．如权利要求1所述的活性肽食品添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的培养基中加豆油0.3～0.35份作消泡剂。
5．如权利要求1所述的活性肽食品添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的培养基中加豆油1～1.2份作消泡剂。
6．如权利要求1所述的活性肽食品添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的去残渣是经板框过滤或离心机分离除去残渣，残渣用以制作蛋白饲料。
7．如权利要求1所述的活性肽食品添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的滤液浓缩至原来体积的(1～2)/10，浓缩液经喷雾干燥制成活性肽粉。
8．如权利要求1所述的活性肽食品添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中枯草芽孢杆菌的茄子瓶菌种的菌悬液制作具体操作步骤如下以0.2～0.4份牛肉膏、0.8～1.2份蛋白胨、1.5～2份琼脂、0.4～0.6份NaCl为培养基，水95～100份，pH为7.0～7.2，灭菌，在试管斜面上，划线接枯草芽孢杆菌种，30～32℃培养24～26小时，贮藏5℃；将上述菌种移入茄子斜面，30～32℃培养24～26小时。
全文摘要
本发明涉及一种海洋活性肽食品添加剂的制备方法，属于应用海洋生物技术领域。以蛋白酶产率高的芽孢杆菌为菌株，通过液体深层发酵生产蛋白酶制剂，酶解海产低值鱼类及贝柱下脚料，然后除渣、低温真空浓缩、喷雾干燥而成粉状产品。本产品富含游离氨基酸及功能短肽，活性肽≥40%，本发明产品具有营养、保健的双重功能。本发明方法无废水排除，提供了一条海洋低值蛋白资源高值化、生态化利用的有效途径。
文档编号A23L1/305GK1317268SQ0111497
公开日2001年10月17日 申请日期2001年5月15日 优先权日2001年5月15日
发明者张玉忠, 陈秀兰, 刘玉庆, 师晓栋, 高培基 申请人:山东大学