CN101423860B

CN101423860B - 芝麻抗氧化多肽组合物及其生产方法

Info

Publication number: CN101423860B
Application number: CN2008102436698A
Authority: CN
Inventors: 董英; 徐斌; 敬璞; 崔恒林; 邵元龙; 杨杰
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: CN101423860A

Abstract

本发明涉及一种从芝麻饼粕中提取芝麻分离蛋白及制取芝麻抗氧化多肽的生产工艺。该方法采用碱提酸沉提取芝麻蛋白，采用酶解技术制取芝麻抗氧化多肽，生产过程包括芝麻饼粕脱脂、干燥、蛋白的提取，浓缩及干燥、酶解及喷雾干燥。工艺简单，产品形式多样，适于工业化生产。产品可直接食用，作食品营养强化剂，以提高蛋白质含量，如用于植物蛋白饮料、火腿，微生物培养基中等；还可作为食品抗氧化剂，延长食品保质期，如肉糜冷藏、油炸食品外衣等。

Description

芝麻抗氧化多肽组合物及其生产方法

技术领域

本发明涉及以芝麻饼粕为原料加工的产品及加工方法，尤其涉及从芝麻饼粕制备的抗氧化多肽及生产工艺，特指一种通过酶法制备芝麻抗氧化多肽及生产工艺。

技术背景

芝麻制油后的副产物芝麻饼粕，蛋白质含量丰富，达38～50％，但由于制油过程中的高温处理，使得其中大部分蛋白已经变性，营养价值较低。研究表明，芝麻蛋白经过酶解后，不仅蛋白的功能特性有很大改善，而且还具有一定的生理活性，如降血压、抑菌，抗肿瘤等。

关于芝麻饼粕的研究报道较多，如：“用生物技术改善芝麻渣适口性的研究”(粮食与饲料工业，1995，(7))、“麻渣蛋白质的制备及其功能性质的研究”(包装与食品机械，2007，25(2))、“酶解对芝麻蛋白功能性质的研究”(黑龙江大学自然科学学报2005，22(1))和“芝麻蛋白的酶解及水解物制备风味的研究”(食品科技，2001)。中国专利“一种植物奶及其生产方法”(申请号01127416.6)、“五谷蛋白茶”(96117145.6)、“利用芝麻渣生产芝麻蛋白粉的工艺”(88100165.1)、“油料蛋白饼干”(96116883.8)、“水酶法同时制备芝麻油和蛋白质工艺方法”(200710056454.0)和“芝麻蛋白液”(200710098022.6)。以上的研究归纳起来主要是三类：(1)芝麻饼粕作为饲料的应用研究；(2)芝麻饼粕蛋白的提取技术；(3)芝麻饼粕蛋白的改性研究。

关于芝麻饼粕蛋白水解制备抗氧化多肽的研究，仅见于西南农大李干红的报道，该文章采用胰酶对芝麻饼粕蛋白进行酶解，并研究了粗酶解液对O₂·和·OH自由基清除能力(中国粮油学报2006，21(6))。而关于芝麻饼粕蛋白制备抗氧化多肽产品的工艺研究未见专利报道。

本发明首先提取芝麻饼粕中蛋白，再利用碱性蛋白酶外切酶对蛋白进行酶解获得芝麻抗氧化多肽，利用清除自由基，抑制油脂氧化和抑制冷藏肉糜脂质氧化试验证实芝麻抗氧化多肽抗氧化的功效。本发明原料来源充足，操作过程简单，符合大规模生产要求，成本低，产品抗氧化功能突出，营养价值丰富，使用面广，具有明显的经济和社会效益。

发明内容

本发明目的在于提取芝麻饼粕蛋白，并酶解获得富有营养和抗氧化活性的芝麻抗氧化多肽组合物。

本发明的另一目的是提供一种芝麻蛋白抗氧化多肽组合物的制备方法。

本发明上述目的是通过以下技术手段实现的。

一种芝麻抗氧化多肽组合物，其特征在于该干物质中多肽类化合物含量为85.0～87.0％，其它还含糖类、水分等。

芝麻蛋白抗氧化多肽的制备工艺如下：

以脱脂芝麻饼粕为原料，通过碱提酸沉方法，提取蛋白，然后用蛋白酶酶解，制成富含活性肽的蛋白酶解物。本发明采用了单酶水解的方法，在温和的条件下，将芝麻饼粕中蛋白质酶解成低分子量的活性多肽和氨基酸类物质。该抗氧化多肽的制备方法包括：芝麻饼粕→粉碎、干燥→脱脂→碱提酸沉蛋白→干燥→酶解→灭酶→离心→干燥→芝麻抗氧化多肽。

芝麻饼粕脱脂工艺为：将粉碎的芝麻饼粕在烘箱中烘干，按料液比为1∶2.5～3.5的比例加入正己烷，40～45℃水浴搅拌2～4h，4000r/min离心10～20min，自然晾干得脱脂芝麻饼粕。上清液减压浓缩，回收正己烷，残余为麻油。

碱提酸沉蛋白提取工艺为：脱脂芝麻饼粕，按料液比为1∶15～25的比例溶于NaHCO₃-NaOH缓冲溶液中，在70～80℃条件下，调节pH值至11～13，提取1～1.5h。4000r/min离心，上清液调pH至5.0～5.5，浓缩。浓缩液再调节pH至2.5～4.5，得酸沉蛋白。酸沉蛋白经过蒸馏水洗涤和酸沉两次，再将pH调回5.0～5.5，待完全溶解后，喷雾干燥得芝麻分离蛋白。

酶解工艺为：将芝麻分离蛋白溶解后、按底物与酶量比为12.0～16.0∶1加入蛋白酶，pH8.0～9.0，55～65℃的条件下，酶解6.0～8.0h，酶解液在85.0～90.0℃条件下水浴灭酶。灭酶后的酶解液于进风185±5℃，出风85±5℃的条件下进行喷雾干燥，获得芝麻蛋白抗氧化多肽组合物。使用的芝麻饼粕是经压榨法提油而得，由江苏镇江京友调味品公司提供，使用的细菌碱性蛋白酶是由地衣芽孢杆菌(Bacillus Licheniformis)经发酵而制得，酶活＞58,000DU/g，购自中国无锡杰能生物工程有限公司。

芝麻饼粕蛋白和芝麻抗氧化多肽可以应用于不同的方面。该蛋白可以作为蛋白强化剂使用于面包、火腿、蛋白饮料中，也可以作为微生物培养基的氮源使用。该抗氧化剂可以作为食品添加剂，添加于便捷食品中，一方面提高营养价值，另一方面增强抗氧化能力，延长食品的保质期。

本发明的芝麻抗氧化多肽呈乳白色，粉状。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下就本发明的制造、实施、试验事例举例说明。

实施例1：

(1)芝麻饼粕蛋白提取

将芝麻饼粕用粉碎机粉碎，在烘箱中105℃干燥1h。称取500g，按正己烷与芝麻饼粕体积与质量比为3∶1，45℃水浴搅拌脱脂3h，4000r/min离心15min。上清旋转蒸发，回收正己烷，残余为萃取麻油，离心沉渣重复操作两次，自然晾干既得脱脂芝麻饼粕，残油率＜1％。

取脱脂芝麻饼粕500g，按料液比为1∶20溶解于NaHCO₃-NaOH缓冲溶液中，调节pH值至12.0，80℃提取1.5h，4000r/min离心15min，沉淀重复提取两次，合并上清液，调节pH至5.0，浓缩，再把浓缩液pH调节至3.0，得到酸沉蛋白。酸沉蛋白用3倍体积蒸馏水溶解，并用1mol/L NaOH调pH至5.0，3000r/min离心。取上清液，调pH值至3.0酸沉。反复两次。

将所得沉淀，加入3倍体积蒸馏水，调pH至5.0完全溶解，喷雾干燥，干燥条件为：进风185±5℃，出风85±5℃，得到芝麻饼粕蛋白。其蛋白含量为82.87％。

(2)芝麻抗氧化多肽的制备

取步骤(1)所得芝麻蛋白100g，溶解于1000mL的蒸馏水中，用1mol/L NaOH溶液调节pH为8.5，60℃预热处理30min。加入同样预热的碱性蛋白酶，用量按底物与酶量比为12.24∶1，并用2mol/L的NaOH调节pH至8.5，维持溶液的pH和温度恒定，搅拌酶解6.82h，反应结束后，85℃水浴灭酶10min，将pH调至5.0，4500r/min离心10min，取上清弃沉淀。

对酶解液进行喷雾干燥，干燥条件为：进风185±5℃，出风85±5℃，干燥后应迅速收集。获得芝麻抗氧化多肽组合物产品89.78g，其中多肽类化合物含量为86.36％

多肽组分含量测定方法如下：取实施例1所制备得到的芝麻多肽。用半微量凯氏定氮法测定。具体操作如下：

样品处理：精密称取0.1g芝麻多肽样品，移入干燥的100mL定氮瓶中，加入0.2g硫酸铜，3g硫酸钾及20毫升硫酸，稍摇匀后于瓶口放一小漏斗，将瓶以45度角斜支于有小孔的石棉网上，小火加热，待内容物全部炭化，泡沫完全停止后，加强火力，并保持瓶内液体微沸，至液体呈蓝绿色澄清透明后，再继续加热0.5小时。取下放冷，小心加20mL水，放冷后，移入100mL容量瓶中，并用少量水洗定氮瓶，洗液并入容量瓶中，再加水至刻度，混匀备用。取与处理样品相同量的硫酸铜、硫酸钾、硫酸铵同一方法做试剂空白试验。

于水蒸气发生器内装水约2/3处加甲基红指示剂数滴及数毫升硫酸，以保持水呈酸性，加入数粒玻璃珠以防暴沸，用调压器控制，加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。

接收的50mL小三角瓶内加入10mL 2％硼酸溶液及混合指示剂1滴，并使冷凝管的下端***液面下，吸取10.0mL样品消化液由小玻璃杯流入反应室，并以10mL水洗涤小烧杯使流入反应室内，塞紧小玻璃杯的棒状玻璃塞。将10mL 40％氢氧化钠溶液倒入小玻璃杯，提起玻璃塞使其缓慢流入反应室，立即将玻璃盖塞紧，并加水于小玻璃杯以防漏气。夹紧螺旋夹，开始蒸馏，蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内，蒸馏5min。移动接收瓶，使冷凝管下端离开液面，再蒸馏1min，然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶，以0.01N硫酸或0.01N盐酸标准溶液定至灰色或蓝紫色为终点。

同时吸取10.0mL试剂空白消化液进行空白对照试验。

计算公式为：

式中：X——样品中蛋白质的含量，％；

V₁——样品消耗硫酸或盐酸标准液的体积，mL；

V₂——试剂空白消耗硫酸或盐酸标准液的体积，mL；

N——硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度；

0.014——1N硫酸或盐酸标准溶液1mL相当于氮克数；

M——样品的质量(体积)，g(mL)；

F——氮换算系数(N×5.3)

实施例2：

(1)芝麻饼粕蛋白提取同实施例1。

(2)芝麻抗氧化多肽的制备：

取步骤(1)所得芝麻蛋白100g，溶解于1000mL的蒸馏水中，用1mol/LNaOH溶液调节pH为8.0，65℃预热处理30min。加入同样预热的碱性蛋白酶，用量按底物与酶量比为13.5∶1，并用2mol/L的NaOH调节pH至8.0，维持溶液的pH和温度恒定，搅拌酶解6.6h，反应结束后，85℃水浴灭酶10min，将pH调至5.0，4500r/min离心10min，取上清弃沉淀。

将酶解液进行喷雾干燥，干燥条件为：进风185±5℃，出风85±5℃，干燥后应迅速收集，获得芝麻抗氧化多肽组合物产品90.32g。多肽组分含量测定方法同实施例1，测得实施例2制备得到的芝麻抗氧化多肽组合物中多肽类化合物含量为85.96％。

实施例3：

(1)芝麻饼粕蛋白提取同实施例1。

(2)芝麻抗氧化多肽的制备：

取步骤(1)所得芝麻蛋白100g，溶解于1000mL的蒸馏水中，用1mol/L NaOH溶液调节pH为9.0，55℃预热处理30min。加入同样预热碱性蛋白酶，用量按底物与酶量比为15.74∶1，并用2mol/L的NaOH调节pH至9.0，维持溶液的pH和温度恒定，搅拌酶解7.45h，反应结束后，90℃水浴灭酶10min，将pH调至5.5，4500r/min，离心10min，取上清弃沉淀。

对酶解液进行喷雾干燥，干燥条件为：进风185±5℃，出风85±5℃，干燥后应迅速收集，获得芝麻抗氧化多肽组合物产品92.5g。多肽组分含量测定方法同实施例1，测得实施例3制备得到的芝麻抗氧化多肽组合物中多肽类化合物含量为85.54％。

表.1芝麻多肽含量的测定结果

试验1清除DPPH自由基试验：

取实施例1所制备得到的芝麻多肽。配制浓度为0.01mg/mL、0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.5mg/mL，DPPH溶液浓度为75×10^-6mol/L，以50％甲醇为对照，检测波长517nm。DPPH自由基清除率计算公式为：

式中：A₀为5mL的DPPH与1mL50％甲醇的吸光度；A_i为5mL的DPPH与1mL芝麻多肽测试液的吸光度；A_j为5mL甲醇溶液与1mL芝麻多肽测试液的吸光度。每个样品重复测定两次求平均值。

本发明中芝麻多肽具有抗氧化活性，0.2mg/mL芝麻多肽对DPPH自由基清除率已达98.55％，说明芝麻多肽具有很强的抗氧化能力。

表.2芝麻多肽清除DPPH自由基的能力

试验2抑制油脂氧化：

取实施例2芝麻多肽。称取自制新鲜温热猪油7份，每份50g置于100mL锥形瓶中。一份按猪油重的0.02％加入BHT，一份为空白对照，剩余五份按猪油重0.01％、0.02％、0.04％、0.08％、0.15％加入芝麻多肽。充分振荡混匀，置于65±1℃的恒温干燥箱中强化保温，每8小时摇匀一次，通入空气，并交换在恒温箱中的位置。每隔24小时取样测定油脂过氧化值(peroxide value，POV)，每个样品重复两次求平均值。

添加了芝麻多肽的猪油在72h时氧化值较低，最高过氧化值为0.01％的6.85meq/Kg^-2，空白为11.45meq/Kg^-2。当保温至96h时，差异逐渐拉大，空白的过氧化值升高至41.15meq/Kg^-2，BHT基本无变化。144h时，添加BHT的猪油POV值仍最低，空白值升至126.6meq/Kg^-2，添加0.02％芝麻多肽的猪油过氧化值为43.0meq/Kg^-2，随芝麻多肽浓度增加，过氧化值下降并不明显。但是与空白对照进行比较，芝麻多肽能显著抑制猪油氧化。

表.3芝麻多肽抑制猪油氧化的作用(单位：meq·Kg^-1)

试验3抑制冷藏熟肉糜脂质氧化：

取实施例3芝麻多肽，取新鲜瘦猪肉，先切成小方块，添加2％NaCl拌匀，分成6份，50g/份。一份作为空白，其余5份分别加入0.02％BHT和不同用量的芝麻多肽，粉碎成肉糜，装入烧杯中，厚度约1cm，烧杯用聚乙烯膜封口。放入90℃水浴至中心温度达到80℃，维持10min。取出后用自来水冷却至室温，放入4℃冰箱贮藏72h。试验前均质处理，取其样品1g，加入20mL蒸馏水，强档超声5min，5000r/min离心10min，取上清，测定同步荧光光谱。固定Δλ为70nm，激发狭缝10nm，发射狭缝10nm。抑制熟肉糜中脂质氧化的计算公式为：

式中：Int₀为未加抗氧化剂的熟肉糜冷藏72h后在326nm处的荧光强度；Int_f为未加抗氧化剂的鲜肉糜在326nm处的荧光强度；Int_s为加抗氧化剂的熟肉糜冷藏72h后在326nm处的荧光强度。每个样品重复测定两次求平均值。

芝麻多肽能够抑制冷藏熟肉糜氧化，且抑制冷藏熟肉糜的效果与其浓度具有量效的关系，相关系数为R²＝0.81，0.08％的添加量，抑制率达到80％。与BHT比较，仍然还有一定差距，但是芝麻多肽不是合成抗氧化剂，无潜在的毒性作用，是一种很值得利用的食品添加剂。

表4芝麻多肽对冷藏熟肉糜脂质氧化的抑制率

经过实验证明，本发明提供的芝麻多肽具有良好的清除自由基、抑制油脂氧化和抑制冷藏熟肉糜脂质氧化作用。

Claims

1.芝麻抗氧化多肽组合物的生产方法，该多肽组合物可由下述方法制得：(1)芝麻饼粕脱脂；(2)碱提酸沉提取芝麻蛋白；(3)酶法制备芝麻抗氧化多肽；其中所述的芝麻饼粕脱脂包括下述步骤：将粉碎的芝麻饼粕在烘箱中烘干，按料液比为1∶2.5～3.5的比例加入正己烷，40～45℃水浴搅拌2～4h，4000r/min离心10～20min，自然晾干得脱脂芝麻饼粕；上清液减压浓缩，回收正己烷，残余为麻油；其中所述的碱提酸沉提取芝麻蛋白包括下述步骤：将脱脂后的芝麻饼粕，按料液比为1∶15～25的比例溶于NaHCO₃-NaOH缓冲溶液中，在70～80℃条件下，调节pH值至11～13，提取1～1.5h,4000r/min离心，上清液调pH至5.0～5.5，浓缩；浓缩液再调节pH至2.5～4.5，得酸沉蛋白；酸沉蛋白经过蒸馏水洗涤和酸沉两次，再将pH调回5.0～5.5，待完全溶解后，喷雾干燥得芝麻蛋白；其中所述的酶法制备芝麻抗氧化肽的工艺为：将芝麻蛋白溶解后，按底物与酶量比为12.0～16.0∶1加入蛋白酶，pH8.0～9.0，55～65℃的条件下，酶解6.0～8.0h，酶解液在85.0～90.0℃条件下水浴灭酶；灭酶后的酶解液于进风185±5℃，出风85±5℃的条件下进行喷雾干燥，获得芝麻抗氧化多肽组合物；其中所述的蛋白酶为碱性蛋白酶。