一种基于二步酶解和酶膜反应的低致敏性乳清蛋白粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于乳制品加工技术领域，主要涉及一种基于二步酶解和酶膜反应的低致敏性乳清蛋白粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前大量研究证实婴儿配方奶粉中的乳清蛋白粉可使部分婴儿出现过敏症状，几率约为2?7.5%，而其中α乳清蛋白、β乳球蛋白是牛乳中的主要过敏源，降低牛乳成份的致敏性，是目前婴幼儿配方奶粉一个亟待解决的问题。
[0003]本发明以乳清为底物，利用二步蛋白酶解技术水解乳清蛋白中的致敏位点，利用膜的选择性透过作用，分离获得分子量低于lkDa的无致敏位点的蛋白水解物，用于婴儿配方乳粉的生产。在此工艺中，酶在反复参与反应的同时得到了高效利用；通过应用膜技术，使生产实现连续化的同时控制水解程度，提高产品的质量，避免含未致敏位点的高分子多肽混入产品。另外，因为本发明获得的产品包含一定的多肽，而非氨基酸混合物，在降低婴儿或其随后的生命期过程中过敏反应严重性或频率的同时，能够诱导婴儿口服免疫耐受，降低其成年后患过敏性疾病的风险。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，为了降低乳清蛋白的致敏性，以乳清为底物，利用二步蛋白酶解技术水解乳清蛋白中的致敏位点，利用膜的选择性透过作用，分离获得分子量低于lkDa的无致敏位点的蛋白水解物，用于婴儿配方乳粉的生产。
[0005]本发明的产品及制备方法如下:
[0006]—种基于二步酶解和酶膜反应的低致敏性乳清蛋白粉及其制备方法，该方法包括以下步骤:(1)利用碱性蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶进两步水解，去除乳清蛋白中，尤其是β乳球蛋白的致敏位点，将乳清蛋白粉配置成蛋白浓度3.5%的溶液，经80°C，10分钟处理，进行两步水解，第一步水解是加入碱性蛋白酶，在60°C，pH9的条件下水解2?4小时，之后进行75°C，30分钟的热处理，第二步水解是加入胰蛋白酶和糜蛋白酶，pH7，50°C下作用1?3小时，得到乳清蛋白水解液，之后进行75°C，30分钟的热处理，碱性蛋白酶来源于源于镰孢属，胰蛋白酶来源于库次聂耳菌属，糜蛋白酶内肽酶来源于尼诺卡氏菌属，碱性蛋白酶与底物的质量比为1:100?1:140，胰蛋白酶与底物的比例是1:80?1:120，糜蛋白酶与底物的比例是1:800?1:1200，胰蛋白酶与糜蛋白酶的比例为3:1?7:1 ; (2)利用3级膜分离，将步骤(1)得到的去除致敏位点的乳清蛋白及时分离出来，实现连续生产，将步骤(1)获得蛋白酶解液经热处理后，维持在65°C过膜，用4?60kDa超滤膜从酶解液中分理出水解产物，通过膜过滤截留分子量较大的底物和蛋白酶，然后选择lkDa的超滤膜，获得乳清蛋白深度水解液，在通过纳滤膜进行浓缩和去除水分，除掉的水分循环到酶膜反应器中继续进行反应；(3)分离后，利用热浓缩技术将乳清蛋白水解液浓缩至30% ; (4)喷雾干燥生产，生产一种低致敏性婴儿乳粉的配料；(5)通过酶联免疫吸附测定法分析得到的乳清蛋白联修饰产物的抗原活性，以乳清蛋白的抗原活性表示。
[0007]所述的利用碱性蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶进两步水解的参数优化为:第一步水解是加入碱性蛋白酶，在60°C，pH9的条件下水解3小时，之后进行75°C，30分钟的热处理，第二步水解是加入胰蛋白酶和糜蛋白酶，pH7，50°C下作用2小时，得到乳清蛋白水解液，之后进行75°C，30分钟的热处理，碱性蛋白酶与底物的质量比为1:120，胰蛋白酶与底物的比例是1:100，糜蛋白酶与底物的比例是1:1000，胰蛋白酶与糜蛋白酶的比例为5:1。
[0008]所述的乳清蛋白为乳清分离蛋白，其蛋白质含量不低于90 %。
[0009]本发明最终产品内容物特点:将原料乳清分离蛋白的抗原活性降低80%以上的修饰产物。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的工艺流程图；
[0011]图2是二步酶解和酶膜反应修饰对乳清蛋白抗原抑制率的影响结果图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图来对具体实施例来进一步描述。
[0013]—种基于二步酶解和酶膜反应的低致敏性乳清蛋白粉及其制备方法，该方法包括以下步骤:(1)利用碱性蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶进两步水解，去除乳清蛋白中，尤其是β乳球蛋白的致敏位点，将乳清蛋白粉配置成蛋白浓度3.5%的溶液，经80°C，10分钟处理，进行两步水解，第一步水解是加入碱性蛋白酶，在60°C，pH9的条件下水解2?4小时，之后进行75°C，30分钟的热处理，第二步水解是加入胰蛋白酶和糜蛋白酶，pH7，50°C下作用1?3小时，得到乳清蛋白水解液，之后进行75°C，30分钟的热处理，碱性蛋白酶来源于源于镰孢属，胰蛋白酶来源于库次聂耳菌属，糜蛋白酶内肽酶来源于尼诺卡氏菌属，碱性蛋白酶与底物的质量比为1:100?1:140，胰蛋白酶与底物的比例是1:80?1:120，糜蛋白酶与底物的比例是1:800?1:1200，胰蛋白酶与糜蛋白酶的比例为3:1?7:1 ; (2)利用3级膜分离，将步骤(1)得到的去除致敏位点的乳清蛋白及时分离出来，实现连续生产，将步骤(1)获得蛋白酶解液经热处理后，维持在65°C过膜，用4?60kDa超滤膜从酶解液中分理出水解产物，通过膜过滤截留分子量较大的底物和蛋白酶，然后选择lkDa的超滤膜，获得乳清蛋白深度水解液，在通过纳滤膜进行浓缩和去除水分，除掉的水分循环到酶膜反应器中继续进行反应；(3)分离后，利用热浓缩技术将乳清蛋白水解液浓缩至30% ; (4)喷雾干燥生产，生产一种低致敏性婴儿乳粉的配料；(5)通过酶联免疫吸附测定法分析得到的乳清蛋白联修饰产物的抗原活性，以乳清蛋白的抗原活性表示。
[0014]所述的利用碱性蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶进两步水解的参数优化为:第一步水解是加入碱性蛋白酶，在60°C，pH9的条件下水解3小时，之后进行75°C，30分钟的热处理，第二步水解是加入胰蛋白酶和糜蛋白酶，pH7，50°C下作用2小时，得到乳清蛋白水解液，之后进行75°C，30分钟的热处理，碱性蛋白酶与底物的质量比为1:120，胰蛋白酶与底物的比例是1:100，糜蛋白酶与底物的比例是1:1000，胰蛋白酶与糜蛋白酶的比例为5:1。
[0015]所述的乳清蛋白为乳清分离蛋白，其蛋白质含量不低于90 %。
[0016]实施例1
[0017](1)利用碱性蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶进两步水解，去除乳清蛋白中，尤其是β乳球蛋白的致敏位点，将乳清蛋白粉配置成蛋白浓度3.5%的溶液，经80°C，10分钟处理，进行两步水解，第一步水解是加入碱性蛋白酶，在60°C，pH9的条件下水解2小时，之后进行75°C，30分钟的热处理，第二步水解是加入胰蛋白酶和糜蛋白酶，pH7，50°C下作用1小时，得到乳清蛋白水解液，之后进行75°C，30分钟的热处理，碱性蛋白酶来源于源于镰孢属，胰蛋白酶来源于库次聂耳菌属，糜蛋白酶内肽酶来源于尼诺卡氏菌属，碱性蛋白酶与底物的质量比为1:100，胰蛋白酶与底物的比例是1:80，糜蛋白酶与底物的比例是1:800，胰蛋白酶与糜蛋白酶的比例为3:1。
[0018](2)利用3级膜分离，将步骤⑴得到的去除致敏位点的乳清蛋白及时分离出来，实现连续生产，将步骤(1)获得蛋白酶解液经热处理后，维持在65°C过膜，用4?60kDa超滤膜从酶解液中分理出水解产物，通过膜过滤截留分子量较大的底物和蛋白酶，然后选择lkDa的超滤膜，获得乳清蛋白深度水解液，在通过纳滤膜进行浓缩和去除水分，除掉的水分循环到酶膜反应器中继续进行反应。
[0019](3)分离后，利用热浓缩技术将乳清蛋白水解液浓缩至30%。
[0020](4)喷雾干燥生产，生产一种低致敏性婴儿乳粉的配料。
[0021](5)通过酶联免疫吸附测定法分析得到的乳清蛋白联修饰产物的抗原活性，以乳清蛋白的抗原活性表示。
[0022]实施例2
[0023](1)利用碱性蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶进两步水解，去除乳清蛋白中，尤其是β乳球蛋白的致敏位点，将乳清蛋白粉配置成蛋白浓度3.5%的溶液，经80°C，10分钟处理，进行两步水解，第一步水解是加入碱性蛋白酶，在60°C，pH9的条件下水解3小时，之后进行75°C，30分钟的热处理，第二步水解是加入胰蛋白酶和糜蛋白酶，pH7，50°C下作用2小时，得到乳清蛋白水解液，之后进行75°C，30分钟的热处理，碱性蛋白酶来源于源于镰孢属，胰蛋白酶来源于库次聂耳菌属，糜蛋白酶内肽酶来源于尼诺卡氏菌属，碱性蛋白酶与底物的质量比为1:120，胰蛋白酶与底物的比例是1:80，糜蛋白酶与底物的比例是1:800，胰蛋白酶与糜蛋白酶的比例为3:1。
[0024](2)利用3级膜分离，将步骤⑴得到的去除致敏位点的乳清蛋白及时分离出来，实现连续生产，将步骤(1)获得蛋白酶解液经热处理后，维持在65°C过膜，用4?60kDa超滤膜从酶解液中分理出水解产物，通过膜过滤截留分子量较大的底物和蛋白酶，然后选择lkDa的超滤膜，获得乳清蛋白深度水解液，在通过纳滤膜进行浓缩和去除水分，除掉的水分循环到酶膜反应器中继续进行反应。
[0025](3)分离后，利用热浓缩技术将乳清蛋白水解液浓缩至30 %。
[0026](4)喷雾干燥生产，生产一种低致敏性婴儿乳粉的配料。
[0027](5)通过酶联免疫吸附测定法分析得到的乳清蛋白联修饰产物的抗原活性，以乳清蛋白的抗原活性表示。
[0028]实施例3
[0029](1)利用碱性蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶进两步水解，去除乳清蛋白中，尤其是β乳球蛋白的致敏位点，将乳清蛋白粉配置成蛋白浓度3.5%的溶液，经80°C，10分钟处理，进行两步水解，第一步水解是加入碱性蛋白酶，在60°C，pH9的条件下水解4小时，之后进行75°C，30分钟的热处理，第二步水解是加入胰蛋白酶和糜蛋白酶，pH7，50°C下作用3小时，得到乳清蛋白水解液，之后进行75°C，30分钟的热处理，碱性蛋白酶来源于源于镰孢属，胰蛋白酶来源于库次聂耳菌属，糜蛋白酶内肽酶来源于尼诺卡氏菌属，碱性蛋白酶与底物的质量比为1:130，胰蛋白酶与底物的比例是1:100，糜蛋白酶与底物的比例是1:800，胰蛋白酶与糜蛋白酶的比例为4: