一种玉米蛋白粉酶解制备寡肽的方法与流程

文档序号:33473138发布日期:2023-03-15 09:11阅读:138来源:国知局

1.本发明涉及一种玉米蛋白粉酶解制备寡肽的方法,属于酶解制备寡肽领域。


背景技术:

2.玉米蛋白粉是玉米淀粉生产中的副产物,大约含有60%的蛋白质,由于其组成复杂,口感粗糙,功能性尤其是水溶性非常差,从而严重限制了其在食品工业中的应用,只能作为饲料在畜牧业使用,为了进一步提高玉米蛋白粉的水溶性及其功能特性,玉米蛋白生产寡肽的研究已经得到人们的重视,研究表明酶解制备寡肽是可行的,并且酶解得到的寡肽具有很多生物功能,例如抑制血压升高、抗疲劳、促进酒精代谢等,进一步提高玉米蛋白粉的附加值。
3.玉米蛋白粉中的蛋白质以醇溶性蛋白为主,在溶液中显示出高度的旋光性,说明它的分子中存在着大区域的α-螺旋结构,使其具有很强的疏水性,如果不经过变性处理,液体中的酶解反应将变成两相界面间的反应,另外玉米蛋白粉中存在约14%的淀粉,这些淀粉与玉米蛋白牢牢地结合在一起,形成层层包裹的复合体,导致酶解的水解度低。
4.为了提高玉米蛋白粉的水溶性,可以采用适当的处理方法使蛋白变性,破坏蛋白的二、三级结构,使玉米蛋白分子内部的基团暴露于蛋白质分子表面,增加酶与蛋白的接触点,使其更容易被酶解,提高水解度。
5.常用的方法包括碱处理、蒸煮处理、膨化处理,其中蒸煮处理可以除去玉米蛋白粉中的淀粉,蛋白质结构被高温破坏,再经酶解可以获得较高的水解度,水解度可以达到20%以上,但是最终制备的产物中,分子量小于1000da的寡肽仅占总产物的80%,得率较低,是由于变性处理仍然不够理想造成的。
6.cn101531700a公开了一种玉米低聚肽及其制备方法,在酶解前,将玉米蛋白粉在碱性环境下进行蒸煮处理,可以提高酶解的水解度,但是其酶解产物中,分子量小于1000da的寡肽仅占总产物的80%左右,得率较低。
7.综上所述,现有技术中,通过蒸煮处理来使玉米蛋白变性,可以在酶解中获得较高的水解度,但是酶解产物中,分子量小于1000da的寡肽含量较低。


技术实现要素:

8.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷,通过玉米蛋白粉预处理,进一步进行酶解,提高酶解产物中分子量小于1000da的寡肽含量。
9.为解决上述技术问题,本发明采取以下技术方案:一种玉米蛋白粉酶解制备寡肽的方法,所述方法包括玉米蛋白粉预处理、酶解。
10.以下是对上述技术方案的进一步改进:所述玉米蛋白粉预处理的步骤包括柠檬酸处理、蒸汽爆破处理、蒸煮处理;所述柠檬酸处理的方法为,将玉米蛋白粉粉碎至50-100目,与去离子水混合,加入柠檬酸,搅拌均匀后,用氢氧化钠溶液调节ph为6.3-6.5,控制温度为11-13℃,进行搅拌,搅
拌时间为23-25h,搅拌后进行过滤,将滤渣清洗、干燥,得到柠檬酸处理玉米蛋白粉。
11.所述玉米蛋白粉、去离子水、柠檬酸的质量比为45-55:450-550:14-16;所述玉米蛋白粉的粗蛋白质含量(以干基计)为62.87wt%,粗纤维含量(以干基计)为4.52wt%,粗脂肪含量(以干基计)为5.28wt%,水分含量为4.67wt%;所述氢氧化钠溶液的浓度为1.4-1.6wt%。
12.所述蒸汽爆破处理的方法为,将柠檬酸处理玉米蛋白粉、去离子水、氧化钙混合均匀后,送入爆破罐,维持压力为2.2-2.5mpa,进行保压,保压时间为275-310s,保压结束后,释放压力进行爆破,然后经干燥得到爆破后玉米蛋白粉。
13.所述柠檬酸处理玉米蛋白粉、去离子水、氧化钙的质量比为180-220:25-35:4.5-5.5。
14.所述蒸煮处理的方法为,将爆破后玉米蛋白粉、氢氧化钠、去离子水混合,搅拌均匀后,控制压力为0.20-0.25mpa,控制温度为107-122℃,对爆破后玉米蛋白粉进行蒸煮,蒸煮时间为41-52min,蒸煮同时进行通氧,每分钟通氧量为玉米蛋白粉质量的1.4-1.6%,蒸煮后控制温度为85-92℃,对水分进行蒸干,得到预处理玉米蛋白粉。
15.所述爆破后玉米蛋白粉、氢氧化钠、去离子水的质量比为180-220:11-13:650-750。
16.所述酶解的方法为,将预处理玉米蛋白粉与去离子水混合,制备成底物浓度为6.45-6.55mg/ml的待酶解液,然后加入混合酶,控制温度为48-52℃,进行酶解,酶解时间为5.8-6.5h,酶解完成后,得到酶解液,控制离心速度为4500-5500r/min,将酶解液进行离心,离心后取上清液进行喷雾干燥,得到玉米寡肽粉。
17.所述混合酶由碱性蛋白酶和中性蛋白酶组成,其质量比为3:1.8-2.2,其中碱性蛋白酶的酶活为7000u/g,中性蛋白酶的酶活为8000u/g。
18.所述混合酶的加入量为玉米蛋白粉质量的2.4-2.6%。
19.与现有技术相比,本发明取得以下有益效果:本发明的方法水解度高,使用ph-stat法测定酶解步骤中酶解液的水解度,水解度为31.6-32.2%;本发明的方法产物中寡肽含量高,到的玉米寡肽粉,使用凯氏定氮法检测寡肽含量,寡肽含量为91.0-91.5%;本发明的方法得到的寡肽中,通过1000da纳滤膜的肽段的含量高,将得到的酶解液进行离心,离心后取上清液,将上清液通过1000da纳滤膜进行过滤,通过1000da纳滤膜的肽段的含量为93.62-94.21%,被1000da纳滤膜截留的肽段的含量为5.79-6.38%。
具体实施方式
20.实施例1(1)玉米蛋白粉预处理a、柠檬酸处理将玉米蛋白粉粉碎至80目,与去离子水混合,加入柠檬酸,搅拌均匀后,用氢氧化钠溶液调节ph为6.4,控制温度为12℃,进行搅拌,搅拌时间为24h,搅拌后进行过滤,将滤渣清洗、干燥,得到柠檬酸处理玉米蛋白粉;
所述玉米蛋白粉、去离子水、柠檬酸的质量比为50:500:15;所述玉米蛋白粉的粗蛋白质含量(以干基计)为62.87wt%,粗纤维含量(以干基计)为4.52wt%,粗脂肪含量(以干基计)为5.28wt%,水分含量为4.67wt%;所述氢氧化钠溶液的浓度为1.5wt%;b、蒸汽爆破处理将柠檬酸处理玉米蛋白粉、去离子水、氧化钙混合均匀后,送入爆破罐,维持压力为2.3mpa,进行保压,保压时间为280s,保压结束后,释放压力进行爆破,然后经干燥得到爆破后玉米蛋白粉;所述柠檬酸处理玉米蛋白粉、去离子水、氧化钙的质量比为200:30:5;c、蒸煮处理将爆破后玉米蛋白粉、氢氧化钠、去离子水混合,搅拌均匀后,控制压力为0.22mpa,控制温度为120℃,对爆破后玉米蛋白粉进行蒸煮,蒸煮时间为43min,蒸煮同时进行通氧,每分钟通氧量为玉米蛋白粉质量的1.5%,蒸煮后控制温度为90℃,对水分进行蒸干,得到预处理玉米蛋白粉;所述爆破后玉米蛋白粉、氢氧化钠、去离子水的质量比为200:12:700。
21.(2)酶解将预处理玉米蛋白粉与去离子水混合,制备成底物浓度为6.50mg/ml的待酶解液,然后加入混合酶,控制温度为50℃,进行酶解,酶解时间为6h,酶解完成后,得到酶解液,控制离心速度为5000r/min,将酶解液进行离心,离心后取上清液进行喷雾干燥,得到玉米寡肽粉;所述混合酶由碱性蛋白酶和中性蛋白酶组成,其质量比为3:2,其中碱性蛋白酶的酶活为7000u/g,中性蛋白酶的酶活为8000u/g;所述混合酶的加入量为玉米蛋白粉质量的2.5%。
22.实施例2(1)玉米蛋白粉预处理a、柠檬酸处理将玉米蛋白粉粉碎至50目,与去离子水混合,加入柠檬酸,搅拌均匀后,用氢氧化钠溶液调节ph为6.3,控制温度为11℃,进行搅拌,搅拌时间为25h,搅拌后进行过滤,将滤渣清洗、干燥,得到柠檬酸处理玉米蛋白粉;所述玉米蛋白粉、去离子水、柠檬酸的质量比为45:450:14;所述玉米蛋白粉的粗蛋白质含量(以干基计)为62.87wt%,粗纤维含量(以干基计)为4.52wt%,粗脂肪含量(以干基计)为5.28wt%,水分含量为4.67wt%;所述氢氧化钠溶液的浓度为1.4wt%;b、蒸汽爆破处理将柠檬酸处理玉米蛋白粉、去离子水、氧化钙混合均匀后,送入爆破罐,维持压力为2.2mpa,进行保压,保压时间为310s,保压结束后,释放压力进行爆破,然后经干燥得到爆破后玉米蛋白粉;所述柠檬酸处理玉米蛋白粉、去离子水、氧化钙的质量比为180:25:4.5;c、蒸煮处理
将爆破后玉米蛋白粉、氢氧化钠、去离子水混合,搅拌均匀后,控制压力为0.20mpa,控制温度为107℃,对爆破后玉米蛋白粉进行蒸煮,蒸煮时间为52min,蒸煮同时进行通氧,每分钟通氧量为玉米蛋白粉质量的1.4%,蒸煮后控制温度为85℃,对水分进行蒸干,得到预处理玉米蛋白粉;所述爆破后玉米蛋白粉、氢氧化钠、去离子水的质量比为180:11:650。
23.(2)酶解将预处理玉米蛋白粉与去离子水混合,制备成底物浓度为6.45mg/ml的待酶解液,然后加入混合酶,控制温度为48℃,进行酶解,酶解时间为5.8h,酶解完成后,得到酶解液,控制离心速度为4500r/min,将酶解液进行离心,离心后取上清液进行喷雾干燥,得到玉米寡肽粉;所述混合酶由碱性蛋白酶和中性蛋白酶组成,其质量比为3:1.8,其中碱性蛋白酶的酶活为7000u/g,中性蛋白酶的酶活为8000u/g;所述混合酶的加入量为玉米蛋白粉质量的2.4%。
24.实施例3(1)玉米蛋白粉预处理a、柠檬酸处理将玉米蛋白粉粉碎至100目,与去离子水混合,加入柠檬酸,搅拌均匀后,用氢氧化钠溶液调节ph为6.5,控制温度为13℃,进行搅拌,搅拌时间为23h,搅拌后进行过滤,将滤渣清洗、干燥,得到柠檬酸处理玉米蛋白粉;所述玉米蛋白粉、去离子水、柠檬酸的质量比为55:550:16;所述玉米蛋白粉的粗蛋白质含量(以干基计)为62.87wt%,粗纤维含量(以干基计)为4.52wt%,粗脂肪含量(以干基计)为5.28wt%,水分含量为4.67wt%;所述氢氧化钠溶液的浓度为1.6wt%;b、蒸汽爆破处理将柠檬酸处理玉米蛋白粉、去离子水、氧化钙混合均匀后,送入爆破罐,维持压力为2.5mpa,进行保压,保压时间为275s,保压结束后,释放压力进行爆破,然后经干燥得到爆破后玉米蛋白粉;所述柠檬酸处理玉米蛋白粉、去离子水、氧化钙的质量比为250:35:5.5;c、蒸煮处理将爆破后玉米蛋白粉、氢氧化钠、去离子水混合,搅拌均匀后,控制压力为0.25mpa,控制温度为122℃,对爆破后玉米蛋白粉进行蒸煮,蒸煮时间为41min,蒸煮同时进行通氧,每分钟通氧量为玉米蛋白粉质量的1.6%,蒸煮后控制温度为92℃,对水分进行蒸干,得到预处理玉米蛋白粉;所述爆破后玉米蛋白粉、氢氧化钠、去离子水的质量比为220:13:750。
25.(2)酶解将预处理玉米蛋白粉与去离子水混合,制备成底物浓度为6.55mg/ml的待酶解液,然后加入混合酶,控制温度为52℃,进行酶解,酶解时间为6.5h,酶解完成后,得到酶解液,控制离心速度为5500r/min,将酶解液进行离心,离心后取上清液进行喷雾干燥,得到玉米寡肽粉;
所述混合酶由碱性蛋白酶和中性蛋白酶组成,其质量比为3:2.2,其中碱性蛋白酶的酶活为7000u/g,中性蛋白酶的酶活为8000u/g;所述混合酶的加入量为玉米蛋白粉质量的2.6%。
26.对比例1在实施例1的基础上,玉米蛋白粉预处理步骤中,省去柠檬酸处理步骤,蒸汽爆破处理步骤中,直接使用未处理的粉碎至80目的玉米蛋白粉代替柠檬酸处理玉米蛋白粉,进行蒸汽爆破,其余步骤相同,制备玉米寡肽粉;所述玉米蛋白粉的粗蛋白质含量(以干基计)为62.87wt%,粗纤维含量(以干基计)为4.52wt%,粗脂肪含量(以干基计)为5.28wt%,水分含量为4.67wt%。
27.对比例2在实施例1的基础上,玉米蛋白粉预处理步骤中,省去蒸汽爆破处理步骤,将柠檬酸处理步骤得到的柠檬酸处理玉米蛋白粉,直接进行蒸煮处理,其余步骤相同,制备玉米寡肽粉。
28.实施例4水解度检测按照实施例1-3、对比例1-2的方法进行酶解,使用ph-stat法测定酶解步骤中酶解液的水解度,结果见表1。
29.实施例5产物含量检测按照实施例1-3、对比例1-2的方法进行酶解,将得到的玉米寡肽粉,使用凯氏定氮法检测寡肽含量,结果见表2。
30.实施例6酶解液中小分子肽含量检测按照实施例1-3、对比例1-2的方法进行酶解,将得到的酶解液进行离心,离心后取上清液,将上清液通过1000da纳滤膜进行过滤,分别检测通过1000da纳滤膜的肽段的含量,以及被1000da纳滤膜截留的肽段的含量,结果见表3。
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