一种酪蛋白磷酸肽单体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物活性肽技术领域，特别涉及一种以牛乳中酪蛋白为原料得到的酪蛋白磷酸肽(CPP)单体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]酪蛋白磷酸肽(CPP)是以牛乳酪蛋白为原料，通过生物技术制得，具有促进钙、铁、锌等二价金属离子吸收和利用的多肽，可用于各种营养、保健食品。酪蛋白磷酸肽是用胰酶或胰蛋白酶水解的多肽，经过精制、纯化制成，其核心结构为:-Ser(P) - Ser(P)-Ser(P) - Glu - Glu - (Ser:丝氨酸，Glu:谷氨酸，P:磷酸基)。这一结构中的磷酸丝氨酸残基(-Ser(P)-)成簇存在，在肠道pH弱碱性环境下带负电荷，可阻止消化酶的进一步作用，使酪蛋白磷酸肽不会被进一步水解。酪蛋白磷酸肽能在小肠下端PH 7?8环境下与钙结合而抑制磷酸钙沉淀的形成，使游离钙保持较高的浓度，促进钙的被动吸收，现已作为功能因子添加到保健品及乳品等食品中。
[0003]中国专利公开的“一种制备酪蛋白磷酸肽的方法”(CN103114118 A)，采用在酪蛋白中加入蛋白酶进行酶解反应，利用超滤膜分离出酶解产物酪蛋白磷酸肽，产物酪蛋白磷酸肽经纳滤膜脱盐处理后获得。该方法操作简单，设备要求低，收率高，产品质量好，而且反应温度低，能实现产业化生产，但其采用单一蛋白酶酶解，酪蛋白磷酸肽得率和含量较低(最高产品含量为16%左右)、产品没有进行脱苦，并且没有指明特定的酪蛋白磷酸肽成分和结构，也没有验证最终得到的产品是否具有持钙活性。
[0004]中国专利公开的“一种高纯度酪蛋白磷酸肽制备方法”(CN 103571905 A)涉及一种利用复合酶酶解乳源性酪蛋白为原料制备高纯度酪蛋白磷酸肽混合样品的方法(酪蛋白磷酸肽的得率多17%，含量多90%)，主要经过酶解、分离、纯化、脱苦、膜过滤、干燥等工艺生产酪蛋白磷酸肽，但也未对持钙活性最高的酪蛋白磷酸肽成分进行分离及结构鉴定，不能规范化产品质量。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的在于提供一种制备具有特定序列的天然高活性酪蛋白磷酸肽CPPU CPP2、CPP3，高效液相色谱面积归一法得纯度大于98%，其分子量分别为1224.12、1082.14、1578.70，CPPl 的序列为 SIGpSpSpSEEpSAEVATEEV，属于 a s2 酪蛋白 68-84 的片段(a S2 (68-84) ) ；CPP2 的序列为 IGpSEpSTEDQAMEDIK，属于 α SI 酪蛋白 59-73 的片段(a si (59-73) ) ；CPP3 序列为 ELEELNVPGEIVEpSpSpSEESIT，属于 β 酪蛋白 17-39 的片段(β (17-39))。本发明所制备的高活性酪蛋白磷酸肽，持钙活性高，能有效地促进体内二价离子的吸收，具有巨大的实用价值和经济效益。
[0006]本发明还提供了一种制备上述高活性酪蛋白磷酸肽的方法，该方法利用胰蛋白酶水解酪蛋白，利用调等电点、醇沉离心、反相硅胶纯化、干燥等工艺，得到酪蛋白磷酸肽的多肽单体。能应用于以酪蛋白磷酸肽为活性成分的酪蛋白磷酸肽产品的质量控制，也为酪蛋白酶解得到的酪蛋白磷酸肽产品提供质量控制依据。
[0007]为解决上述问题，本发明所提供的酪蛋白磷酸肽单体的制备方法，包括以下步骤:
(1)将酪蛋白加水溶解，再加入胰蛋白酶酶解，灭酶杀菌；
(2)调节pH值4.0-5.0，过滤，将滤液调节pH值4.0-5.0，过0.2 μ m精滤进一再将精滤液调节PH值6.0-6.8，过纳滤膜，再过反渗透膜；
(3)将步骤(2)所得浓缩液调节pH值5.0-6.0，温度5-10°C，再加入乙醇，调节乙醇浓度至40-60%，静置4-6 h，离心或过滤，收集沉淀；
(4)将步骤(3)所得沉淀用水溶解后过葡聚糖凝胶柱，收集洗脱液，冻干；粉末溶解过中压柱层析柱，收集洗脱峰，冻干；粉末用水溶解，调节PH至5.0 - 6.0，再加入乙醇，调节乙醇浓度至50%-70%，离心取沉淀；
(5)将步骤(4)所得沉淀用制备高效液相色谱仪反相硅胶纯化，收集酪蛋白磷酸肽洗脱峰，真空浓缩，冷冻干燥，得到纯化的酪蛋白磷酸肽。
[0008](6)将步骤(5)所得纯化的酪蛋白磷酸肽用高效液相色谱仪进行反相硅胶纯化，收集酪蛋白磷酸肽洗脱峰，真空浓缩，冷冻干燥，得到酪蛋白磷酸肽单体。
[0009]优化的是，步骤(I)中，溶解时料水重量比为1:4-6，溶解温度40 °C -50 °C。酶解条件为:加酶量为酪蛋白质量的0.1%-0.2%，反应温度40°C -50°C，反应时间I h -2 h，pH
7.0_9.0 ο
[0010]进一步优化的是，步骤(I)中，酶解条件为:加酶量为酪蛋白质量的0.15%，反应温度 45°C，反应时间 1.5 h，pH 8.0ο
[0011 ] 作为优化，步骤(3)中，浓缩液调节pH值5.5，温度8°C和乙醇浓度50%，静置5 h。
[0012]作为优化，步骤(5)中，所述反相硅胶纯化条件为:HPLC系统:LC-8A岛津制备高效液相色谱仪；色谱柱:服一 0121 ;色谱条件:流速:10 mL/min ;检测波长:215 nm ;进样量:1mL ;流动相:A栗超纯水(含0.1% (v/v) TFA)，B栗乙腈(含0.1% (v/v) TFA)，B栗初始浓度为 5% ;洗脱方式:二元梯度洗脱；洗脱梯度:0.01 min~25 min，5%~18% ；25.01 min~85 min，18-30% ；85.01 min~95 min, 30°/cr-70% ；95.01 min~120 min, 70%~70%, 120.01 min~150 min,70°/『5%，重复进样，收集酪蛋白磷酸肽洗脱峰。
[0013]作为优化，步骤(6)中，所述反相硅胶纯化条件为:HPLC系统:LC-15C岛津高效液相色谱仪；色谱柱:C18，Ultimate? AQ_C18，5 μ m, 4.6X250 mm ;色谱条件:流速:1 mL/min ;检测波长:215 nm ;进样量:20 μ L ;流动相:Α栗超纯水(含0.1% (v/v)TFA)，B栗乙腈(含0.1% (v/v)TFA)，B栗初始浓度为5% ;洗脱方式:二元梯度洗脱；洗脱梯度0~19.5 min,5%~18% ；19.5—55.5 min, 18%~30% ；55.01 min~65 min, 90% ；65.01 min~75 min，5%，重复进样，收集酪蛋白磷酸肽洗脱峰。
[0014]本发明在传统酪蛋白磷酸肽生产技术的基础上，以牛乳中酪蛋白为原料，经过胰蛋白酶酶解、灭酶、精滤、醇沉、离心、过葡聚糖凝胶柱、中压柱层析、反相硅胶纯化、干燥等工艺制备持钙活性高、具有特定序列的酪蛋白磷酸肽CPP1、CPP2、CPP3，通过HPLC-MS/ESI测得CPP1、CPP2、CPP3的分子量分别为1224.12、1082.14、1578.70，Edman反应测得三个活性肽的氨基酸序列，结果显示，CPPl的序列为SIGpSpSpSEEpSAEVATEEV，属于a s2酪蛋白68-84 的片段(a s2 (68-84) ) ；CPP2 的序列为 IGpSEpSTEDQAMEDIK，属于 α SI 酪蛋白 59-73的片段(a si (59-73) ) ；CPP3 序列为 ELEELNVPGEIVEpSpSpSEESIT，属于 β 酪蛋白 17-39 的片段(β (17-39))，能应用于以该特定序列的酪蛋白磷酸肽为活性成分的酪蛋白磷酸肽产品的质量控制。本发明所得产品流动性好，25%酪蛋白磷酸肽的水溶液澄清透明，颜色为纯白色粉末；分子量小，有利于人体吸收；磷酸丝氨酸残基多，持钙活性高。
【附图说明】
[0015]本发明的上述或附加的方面和优点，从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
图1高纯度酪蛋白磷酸肽高效液相色谱图；
图2制备液相分离酪蛋白磷酸肽的HPLC图谱；
图3酪蛋白磷酸肽CPPl单体色谱图；
图4酪蛋白磷酸肽CPP2单体色谱图；
图5酪蛋白磷酸肽CPP3单体色谱图。
【具体实施方式】
[0016]列出本发明的实施例，以详细说明本发明。
[0017]实施例1:一种酪蛋白磷酸肽的制备，包括以下步骤:
(I)向烧杯中加纯水4000 mL，开搅拌200 rpm，向烧杯中缓慢投入酪蛋白I kg，在40°C条件下搅拌溶解。加入胰蛋白酶进行酶解，酶解条件为:加酶量为酪蛋白质量的0.1%，反应温度40°C，反应时间I h，pH 7.0。将温度调节至80°C，保温30 min，进行灭酶灭菌。
[0018](2)调节pH值4.0，过滤除去大分子蛋白。滤液调节pH值5.0，过0.2 μπι规格的精滤装置，进一步除去大分子物质。精滤液调节PH值6.0，过300 Da纳滤膜，除去一些小分子及盐类，再过反渗透膜浓缩，得到浓缩液。
[0019](3)浓缩液调节pH值5.0，温度5°C，再加入乙醇，调节乙醇浓度至40%，静置6 h，离心或过滤，收集沉淀。
[0020](4)沉淀用水溶解后过G25葡聚糖凝胶柱，用水洗脱，分别收集洗脱液前50 mL, 50-100 mL, 100 - 200 mL，浓缩后冻干。粉末溶解过QuikS印-100中压柱层析柱系统，中压柱自装，中压洗脱条件:流速20 mL/min ;检测波长:215 nm ;进样量:5 mL ;流动相:A栗超纯水(含0.1% (v/v) TFA), B栗乙腈(含0.1% (v/v) TFA), B栗初始浓度为10% ;洗脱方式:二元梯度洗脱；洗脱梯度:0.01 min?35 min, 10.20% ；35.01 min~125 min, 20-27% ；125.01min~140 min,27%~90% ；140.01 min~155 min,90%~90%,155.01 min~165 min，90%~10%。重复进样，收集酪蛋白磷酸肽洗脱峰，收集洗脱峰后真空浓缩除去有机溶剂，冷冻干燥，得到初步纯化的酪蛋白磷酸肽。粉末用水溶解，调节PH至5.0，再加入乙醇，调节乙醇浓度50%，离心取沉淀。
[0021](5)反相硅胶纯化。沉淀溶解再进行反相硅胶纯化，HPLC系统:LC-8A岛津制备高效液相色谱仪；色谱柱:服一 0121 ;色谱条件:流速10 mL/min ;检测波长:215 nm ;进样量:I mL ;流动相:A栗超纯水(含0.1% (v/v)TFA)，B栗乙腈(含0.1% (v/v)TFA)，B栗初始浓度为5% ;洗脱方式:二元梯度洗脱；洗脱梯度:0.01 min?25 min，5%~18% ；25.01 min?85 min,18?30% ;85.01 min?95 min，309ir^70% ;95.01 min?120 min，70%~70%，120.01 min?150 min，70°/『5%。重复进样，收集酪蛋白磷酸肽洗脱峰。收集洗脱峰后真空浓缩除去有机溶剂，冷冻干燥，得到纯化的酪蛋白磷酸肽。
[0022](6)再次反相硅胶纯化。HPLC系统:LC_15C岛津高效液相色谱仪；色谱柱:C18，Ultimate? AQ_C18，5 μ m，4.6 X 250 mm;色谱条件:流速:1 mL/min ;检测波长:215 nm ；进样量:20 μ L ;流动相:Α栗超纯水(含0.1% (v/v) TFA), B栗乙腈(含0.1% (v/v) TFA),B栗初始浓度为10% ;洗脱方式:二元梯度洗脱；洗脱梯度0~15 min, 10%~20% ； 15-50 min,20%~27% ；50.01 min?60 min,90% ；60.01 min?70 min，10%。重复进样，收集酪蛋白磷酸肽洗脱峰。收集酪蛋白磷酸肽洗脱峰后真空浓缩，除去有机溶剂，冷冻干燥，得到酪蛋白磷酸肽单体。
[0023]实施例2:—种高纯度酪蛋白磷酸肽的制备，包括以下步骤:
(I)向烧杯中加纯水5000 mL，开搅拌200 rpm，向烧杯中缓慢投入酪蛋白I kg，在45°C条件下搅拌溶解。加入胰蛋白酶进行酶解，酶解条件为:加酶量为酪蛋白质量的0.15%，反应温度45°C，反应时间1.5 h，pH 8.0。将温度调节至85°C，保温25 min，进行灭酶灭菌。
[0024](2)调节pH值4.6，过滤除去大分子蛋白。滤液调节pH值4.0，过0.2 μ