CN102851342B - 一种蛋清多肽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蛋清多肽的制备方法，包括：(1)取蛋清，均质后稀释，制得酶解原液；(2)将酶解原液循环打入固定有蛋白酶的反应器中进行酶解反应，酶解0.5～1小时后，将酶解液连续送入陶瓷膜过滤器进行过滤，并将浓缩液返回至反应器中继续酶解；(3)收集滤液，喷雾干燥制得蛋清多肽粉。本发明方法可以连续化进行，反应条件易于控制，最终产品质量性能稳定，而且所用设备简单，酶用量少，成本低，易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种蛋白质多肽的制备方法，尤其涉及一种蛋清多肽的制备方法。
背景技术
蛋清蛋白质是食物中最理想的优质蛋白质，它含有人体所必需的氨基酸，氨基酸的配比均衡性好，机体利用率高达99.6％。但由于其受热易凝固、粘度大，限制了它在食品加工中的应用；另外蛋清中含有卵类粘蛋白、卵抑制剂、无花果蛋白酶抑制剂、抗生物素蛋白等影响消化吸收和引起过敏的蛋白，直接食用蛋清蛋白会影响其蛋白质利用率，甚至发生过敏反应。
蛋清蛋白经蛋白酶适度水解，生成多肽的混合物，通过控制其水解度，可提高蛋白的吸收率，同时，生成的多肽混合物有利于人体吸收。一些特殊人群因对蛋白质不易消化吸收造成营养不良，或者因身体需要补充大量蛋白质，或者无法自主进食。食用蛋清水解物可以省去静脉输液(如脂肪乳、氨基酸注射液、白蛋白注射液等)的麻烦，又可避免口服氨基酸引起的高渗腹泻，且费用相对较低，更易为广大患者和家属接受。将蛋清水解肽添加到某些食品里，如将蛋清纾解肽配制成蛋清肽饮料和蛋清肽果冻不仅可以提升食品的营养价值，同时具有良好的口感和风味。
近年来，随着生物技术的发展，人们发现蛋白质提供人体多种氨基酸和能量外，从蛋白质中还释放出一些具有多种生理功能的小肽，该些小肽不被肠道多种酶系降解可直接被人体吸收。许多短肽具有生物活性，成为活性肽，大量研究证实了活性肽具有许多特殊的生理功能，可以预防血栓形成，降血压，延缓衰老，提高机体免疫力，抗疲劳，促进人体对维生素、氨基酸、蛋白质、锌、钙、硒、铁、镁、铜等多种对人体有益的微量元素的吸收。
目前，国内外学者已对蛋清多肽的功能作了深入的研究，M igue等通过模拟肠消化对蛋清进行水解，发现水解得到的RADHP和YPI这两种肽对治疗患有高血压的小白鼠有帮助作用(M igue lM.，A lonsoM.J.，Sala icesM.，et a.lAntihypertensiveACE-inhib itory and vasod ilator prope rties of an egg whitehydrolysate：Effect of a s imu la ted intestina l d igestion[J].Food Chem istry，2007，104(1)：163～168)。M ara等用蛋清水解物喂养原发性高血压鼠，发现其对于增强抗氧化能力有着重要作用(M ara A.M.，M artaM.，Jeanne E.，et a.l Effect ofthe long-te rm intake of an egg w hite hydro lysate on the ox idativestatus and b loodlip id profile of spon taneously hypertensive[J].Food Chem istry，2008，109(2)：361～367)。Lee等通过实验发现蛋清肽有治疗肠炎的作用LeeM.，Kovacs-No lanJ.，Archbo ld T.，et a.l Therapeuticpo tential of hen eggwh ite peptides for the treatm ent of intes tina l inflamm ation[J].Journal of Functional Foods，2009，1(2)：161～169)。
目前，国内工业化规模水解蛋白几乎都是采用间歇式直接加酶的生产方式，首先蛋白质底物与酶在反应器中水解，当到达预期的水解度后，钝化酶，再通过盐析或者膜分离的方法分离出多肽。间歇式生产有很多不足之处：①由于酶的一次性使用，生产成本高；②反应体系中反应程度难于控制，造成了各批次间产品分子组成的差异；③反应结束后，需改变水解条件或热处理钝化酶，增加了费用；④劳动强度大，需要投入大量劳力，人工费用高；⑤由于反应的起动与终止，生产效率低；⑥由于反应体系中底物浓度的抑制，导致反应速度慢，产品转化率偏低。
公开号为“CN 101724675 A”公开了一种蛋清蛋白多肽的制备工艺，该工艺将蛋清匀浆后进行第一次酶解，然后用β-环糊精包裹，接着进行第二次酶解，最后进行吸附、过滤、真空干燥，制得无苦味的蛋清蛋白多肽粉。该方法的缺陷同样是采用间歇式直接加酶的方法制备多肽，用量酶大，成本高，工业上应用前景较低。
发明内容
本发明提供了一种蛋清多肽的制备方法，该方法解决了传统方法用酶量大，成本高，反应过程难以控制，各批次产品差异大的问题。
一种蛋清多肽的制备方法，包括：
(1)取蛋清，均质后稀释，制得酶解原液；
(2)将酶解原液循环打入含固定化蛋白酶的反应器中进行酶解反应，酶解0.5～1小时后，将酶解液连续送入陶瓷膜过滤器进行过滤，并将浓缩液返回至反应器中继续酶解；
(3)收集滤液，喷雾干燥制得蛋清多肽粉。
本发明并不是将蛋白酶和蛋清液直接混合酶解，而是将蛋清溶液置于含固定化蛋白酶的反应器中进行反应，蛋白酶可以重复使用，不需进行钝化处理，节省了酶用量，另外在反应器中进行操作，各种条件易于控制，最终产品性能均一稳定。
由于蛋清本身粘度较大，均质可以降低蛋清溶液粘度，稀释可以提高蛋清流过反应器的通透性，稀释所加的水为原蛋清体积的0.2～1.0倍，蛋清浓度大，则不易流过固定化酶的载体，如果浓度过小，处理效率太低。
酶解温度和pH值对酶的活性有重要影响，最终影响酶解效率，虽然各种酶的最适温度和pH是不同的，可以根据需要进行调整，但由于蛋清在酶解过程中并没有进行灭菌处理，容易滋生各种细菌，特别是在连续化生产过程当中，因此选择适当的酶解温度和pH值是比较关键的，本发明优选酶解反应的温度为40～50℃，酶解液pH值控制在7.5～8.5。因为在弱碱性和较高温条件下有助于抑制各种细菌的繁殖，避免蛋清蛋白或多肽变质，需要强调的是，最好酶解原液pH值就调节至7.5～8.5范围内，在酶解过程中则通过添加NaOH溶液调节酶解液的pH值。
在酶解前，酶解原液就加热到40～50℃，一方面可以使酶解反应立即进行，另外可以使蛋清蛋白中的酶失活，防止酶降解其中的蛋白。
酶的固定化方法主要有三种：包埋法、共价结合法和物理吸附法，每种方法均有各自的优缺点，载体的选择主要与反应环境相关，需要性能稳定，它们可以选择为碳薄膜、壳聚糖或无机硅藻土。
由于蛋白酶固定在相应载体上，它只能催化其周围的底物降解，为了加快反应速率，酶解过程中，酶解液处于搅拌状态，但过快的搅拌速率会使固定化酶脱落，从而使其失效，优选的，搅拌速率为50～200r/min。
酶解过程中，可以通过添加新鲜的酶解原液，保持反应器中酶解液的体积不变，如此便可以达到连续化生产的目的，在一段时间内生产的产品均一性能好。
所述蛋白酶可以是胃蛋白酶或胰蛋白酶，但由于胃蛋白酶最适pH值为1.5～2.0，会使反应体系处于酸性条件下，而胰蛋白酶的最适pH值为7.8～8.5左右，反应体系会处于弱碱性条件下。
过滤压力主要影响酶解液流过过滤器的速率，压力太低则速率太小，导致过滤效率低，而压力过大则速率太大，易导致蛋白分子堵塞，优选的，过滤时陶瓷膜过滤器进料端的压力为0.13～0.15MPa。
本发明最终的酶解液经过滤分为两部分，透过的为滤液，未透过的部分为浓缩液，收集的浓缩液可以返回反应器与新鲜的酶解原液混合，也可以收集起来，再集中一次性送入酶解反应器，优选采用第一种方案，可以达到连续化的处理，滤液中多肽分子量一般不大于1000道尔顿。
本发明方法可以连续化进行，反应条件易于控制，最终产品质量性能稳定，而且所用设备简单，用酶量小，成本低，易于推广。
具体实施方式
实施例1
(1)取100公斤新鲜鸡蛋，去壳，分离蛋清蛋黄，得到65公斤蛋清液；
(2)将蛋清液通过高压均质机进行均质，均质压力控制在10±2MPa；
(3)将均质后蛋清液内加入原体积比20％的纯水，并调节pH至7.5-8.5；
(4)通过板式换热器将蛋清液加热至45±1℃；
(5)通过转子泵，将预处理后蛋清液以5L/min的流速循环流入酶膜反应器(上海瑞派机械有限责任公司型号ZGB-2.5)，并通过板式换热器控制酶解温度在40-50℃，在线检测pH值，用过pH值调节使反应过程pH值控制在7.5-8.5之间，循环酶解1小时；
(6)将酶解液连续送入陶瓷膜进行过滤，陶瓷膜选用分子量为1000道尔顿，过滤压力控制在1.3-1.5Kg/cm2；
(7)将浓缩液返回至酶膜反应器继续酶解；
(8)将浓缩透过液收集，采用低温喷雾干燥进行干燥处理，进口温度控制在120-130℃，出口温度控制在60-63℃，保持蛋白肽不失活，得到5公斤蛋白肽；
(9)通过样品检测，蛋白肽分子量范围500-1000道尔顿，肽含量为90％。
实施例2
(1)取100公斤新鲜鸡蛋，去壳，分离蛋清蛋黄，得到65公斤蛋清液；
(2)将蛋清液通过高压均质机进行均质，均质压力控制在10±2MPa；
(3)将均质后蛋清液内加入原体积比20％的纯水，并调节pH至6.5-7.5；
(4)通过板式换热器将蛋清液加热至45±1℃；
(5)取60克活力为20000u/mg中性蛋白酶溶于800毫升水中，缓慢加入蛋清液；
(6)将已加入蛋白酶的蛋清液输入至发酵罐内，用搅拌机在50r/min速度下搅拌，在40-50℃温度下反应5小时。
(7)将酶解液连续送入陶瓷膜进行过滤，陶瓷膜选用分子量为3000道尔顿，过滤压力控制在1.5-2.0Kg/cm2；
(8)将浓缩透过液收集，采用低温喷雾干燥进行干燥处理，进口温度控制在120-130℃，出口温度控制在60-63℃，保持蛋白肽不失活，得到4.2公斤蛋白肽；
(9)通过样品检测，蛋白肽分子量范围1000-5000道尔顿。肽含量为81.3％。
Claims (2)
1.一种蛋清多肽的制备方法，包括：
（1）取蛋清，均质后稀释，制得酶解原液，加热至40～50℃；
（2）将酶解原液循环打入固定有蛋白酶的反应器中进行酶解反应，酶解0.5～1小时后，将酶解液连续送入陶瓷膜过滤器进行过滤，并将浓缩液返回至反应器中继续酶解；
所述酶解反应的温度为40～50℃，酶解液pH值控制在7.5～8.5；
酶解反应过程中，酶解液处于搅拌状态，搅拌速率为50～200r/min；
酶解反应过程中，通过添加新鲜的酶解原液，保持酶解液的总体积不变；
过滤时，陶瓷膜过滤器进料端的压力为0.13～0.15MPa；
（3）收集滤液，喷雾干燥制得蛋清多肽粉；
所述蛋白酶为胰蛋白酶。
2.根据权利要求1所述的蛋清多肽的制备方法，其特征在于，固定蛋白酶的载体为碳薄膜、壳聚糖或无机硅藻土。
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