CN103435680A - 从豆类中提取蛋白肽的方法 - Google Patents

Abstract

一种从豆类中提取蛋白肽的方法，首先将豆类制成浆状物，然后通过微滤膜过滤、超滤膜过滤和纳滤膜过滤得到豆类中蛋白肽的提取物，解决了现有技术中蛋白肽提取效率低、提取成本高、提取物中蛋白肽质量含量低的问题，将95%以上低分子蛋白肽浓缩提取，提高了蛋白肽提取效率，且提取物中蛋白肽的质量含量为80%左右，特别适合于从豆类中提出蛋白肽之用。

Description

从豆类中提取蛋白肽的方法

技术领域

本发明涉及一种物质分离提取技术方法，特别涉及一种从豆类中提取蛋白肽的方法。

背景技术

蛋白肽不仅具有多种人体代谢和生理调节功能，还能为机体提供营养，具有抗菌、抗病毒、降血压、降血脂增加免疫力等生理功能，食用安全性极高，是当前食品科技最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。

利用食物中的蛋白质，提取各种各样具有不同功能的活性多肽，作为食品的营养添加剂，改造传统食品，开发新的健康食品，成为许多的营养学家的研究课题；在日本、美国和西欧，含有多肽的健康食品层出不穷，例如多肽饮料、多肽儿童午餐，多肽老人套餐，多肽保健饼干等等；在中国，营养学家也在大力推进多肽在食物中的应用，特别是来源于食物蛋白中的多肽，近几年来有许多专著和论文发表，也有一些多肽健康食品问世，可以说，多肽在健康食品中的应用具有无比巨大的商业前景。

豆类中蛋白质及多肽含量较高，豆类、特别是豌豆蛋白的传统提取方法有碱溶酸沉法、盐析沉淀法、有机溶剂沉淀法等等；豌豆蛋白的分子量较低、水溶性好，提取难度大，目前豌豆蛋白多数只做到了饲料级蛋白，这些方法中，有的方法收率太低，且传统方法提取的蛋白质与多肽中含有一定数量的淀粉等，所得提取物中蛋白质的含量一般只能达到60%左右；有的方法成本太高如有机溶剂沉淀法。

膜分离是一门新的分离技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。

授权公告号为“CN 1687123”的中国发明专利公开了一种膜法提取大豆蛋白肽及其副产品深加工方法，该方法中提取蛋白肽的步骤包括：1）低温大豆粕经过稀碱液浸提10-20小时，碱液料液比重为重量百分比1：10-20，pH值为7.5-9.0，浸泡后利用离心机分离出豆渣后，利用聚砜膜超滤，分离出乳清溶液和蛋白溶液；2）将蛋白溶液进行温度105-115℃、时间3-5s的瞬时杀菌，杀菌后将蛋白溶液进行均质化；3）将均质后的蛋白溶液进行浓缩，喷雾干燥，即得到成品大豆分离蛋白，但是该方法由于对豆渣进行了分离，豆渣中还有一些蛋白质，造成了蛋白质的流失，同时，该方法只采用了聚砜膜超滤，分离出的乳清溶液中还含有一定的蛋白质，因而，利用该方法对蛋白质提取不彻底、效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从豆类中提取蛋白肽的方法，以解决现有技术中蛋白质和多肽提取效率低、提取成本高、提取物中蛋白质和多肽质量含量低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1）制浆：将豆类做成浆状物，调节所述浆状物的pH值，用食品级氢氧化钠将所述浆状物的pH值调整为7.5-11.0，得微滤料液；

2）微滤膜过滤：将上述微滤料液通过微滤膜过滤，得第一滤液和滤渣；将上述滤渣再放入pH值为7.5-11.0的食品级氢氧化钠溶液中浸泡1-5小时，然后用微滤膜过滤，得第二滤液，然后将上述第一滤液与所述第二滤液合并在一起，并将上述合并滤液的pH值调整为7.5-11.0，为超滤料液；

3）超滤膜过滤：将第二步所述超滤料液经超滤膜进行循环浓缩脱水，当超滤浓缩液中蛋白质的质量分数为15-20%时停止浓缩脱水，超滤膜循环浓缩脱水后所得溶液称为第一浓缩液和第一透过液；

4）第一次蛋白肽提取：用食品级盐酸将上述的第一浓缩液的pH值调整为6.5-7.5，干燥后得到分子量为0.6-10万MW的蛋白肽；

5）纳滤膜过滤：将上述的第一透过液的pH值调整为7.5-11.0，为纳滤料液，纳滤料液经过纳滤膜进行循环浓缩脱水，当纳滤浓缩液中蛋白质和多肽的质量分数为10-20%时停止浓缩脱水，纳滤膜循环浓缩脱水后所得溶液为第二浓缩液和第二透过液；

6）第二次蛋白肽提取：用食品级盐酸将上述的第二浓缩液的pH值调整为6.5-7.5，干燥后得到分子量小于6000MW的蛋白肽。

本发明步骤五中所述纳滤料液的pH值采用在线监测。

本发明步骤四和步骤六所述的干燥采用喷雾干燥。

本发明步骤二所述微滤膜孔径大小为1-50μm，所述微滤膜过滤设备采用板框压滤机或布袋过滤器。

本发明步骤三所述的超滤膜的孔径大小为1-15nm，所述的超滤膜为聚偏氟乙烯超滤膜或聚丙烯超滤膜。

本发明步骤五所述的纳滤膜为截留分子量为150-1000MW的纳滤膜。

本发明的从豆类中提取蛋白肽的方法中，所述微滤膜过滤的微滤料液、所述超滤膜过滤的超滤料液以及所述纳滤膜过滤的纳滤料液的pH值均为7.5-11.0；在豆类特别是豌豆蛋白肽提取生产加工过程中，含蛋白质的溶液为中性或酸性，由于蛋白质的等电点时溶液pH值为4.3-4.7，蛋白质在中性或酸性溶液中溶解度低，有大量的蛋白质以絮凝状态存在，而这些絮凝状的蛋白对于膜分离是非常有害的，它们的粘度大，容易附着在膜的表面，形成膜堵塞且严重影响提取效率；本发明方法中用食品级氢氧化钠将所述微滤料液、所述超滤料液、所述纳滤料液的pH值均调整为7.5-11.0，在此值范围内可使得蛋白完全溶解，大大增加豆类中蛋白肽的提取效率；另外，蛋白质完全溶解，虽然溶液仍具有一定粘性，但不会堵塞所述超滤膜和所述纳滤膜，使用本发明方法从豆类中提取蛋白质和多肽的生产中所述超滤膜和所述纳滤膜易于清洗，通过简单冲洗即可恢复所述超滤膜与所述纳滤膜的膜通量，利于增加所述超滤膜和所述纳滤膜的使用。

本发明方法将所述滤渣放入pH值为7.5-11.0的食品级氢氧化钠溶液中浸泡1-5小时，然后用微滤膜过滤，得第二滤液；由于所述滤渣中蛋白质含量仍占所述滤渣总量的13-15%，因此滤渣的再次利用对于增加蛋白质和多肽提取效率至关重要。

超滤膜只能截留分子量为6000-10万MW的大分子蛋白肽，而对分子量小于6000MW的小分子的蛋白肽不能截留，分子量小于6000MW的小分子的蛋白肽与水一起成为超滤膜设备的透过液，用纳滤膜对超滤膜的透过液进行浓缩脱水，将95%以上低分子蛋白肽浓缩提取，提高了蛋白肽提取效率，且提取物中蛋白肽的质量含量为80%左右，本发明方法提取所得的蛋白肽营养价值高；另外，纳滤膜的透过液中透过液含氮量可达到0.02%，这些氮的成份主要是由氨基酸形成的，透过水已经清澈透明，可以回用或进入污水处理厂。

本发明采用板框压滤机或布袋过滤器进行所述微滤膜过滤，板框压滤机和布袋过滤器均为常用的过滤设备，过滤精度高、处理量大、成本低廉、使用维护方便。

本发明所述纳滤料液的pH值采用在线监测，这样可以保证纳滤膜不被堵塞，使纳滤膜易于清洗，增加所述纳滤膜的使用寿命。

本发明所述的干燥采用喷雾干燥，喷雾干燥可直接使溶液、乳浊液干燥成粉末或颗粒状制品，工艺简单，且该干燥方法对所提取的蛋白质和多肽没有破坏性，增加本发明方法提取的蛋白质和多肽营养价值。

本发明所述微滤膜孔径大小为1-50μm，采用该孔径大小的微滤膜，可以有效截留纤维素等杂质，使得蛋白质和多肽透过该膜，提高本发明的从豆类中提取蛋白质和多肽的提取效率，且提取物中蛋白质和多肽的含量高。

本发明的从豆类中提取蛋白肽的方法首先使用超滤膜提取部分分子量为6000-10万MW的大分子蛋白肽，超滤膜的透过液再经纳滤膜处理将95%以上分子量小于6000MW的低分子蛋白肽浓缩提取，提高了蛋白肽提取效率，且提取物中蛋白肽的质量含量为80%左右，同时，本发明的从豆类中提取蛋白肽的方法中未使用会破坏蛋白肽活性的破坏性试剂以及其他破坏性手段，提取所得的蛋白肽营养价值高。

具体实施方式

本发明所述的从豆类中提取蛋白肽的方法，它包括以下步骤：

1）制浆：将豆类做成浆状物，该豆类为豌豆，将浆状物置入原浆罐，再调节所述浆状物的pH值，在原浆罐中边搅拌边加入食品级氢氧化钠将所述浆状物的pH值调整为7.5-11.0，得微滤料液；

2）微滤膜过滤：以泵为驱动力将步骤1）得到的微滤料液输送到微滤膜中进行过滤，微滤膜孔径大小为1-50μm，微滤膜过滤设备采用板框压滤机或布袋过滤器，得到第一滤液和滤渣；第一滤液进入超滤循环罐，将微滤膜过滤设备中的滤渣转移到洗渣罐中，在pH值为7.5-11.0的食品级氢氧化钠溶液中浸泡1-5小时，然后再用微滤膜过滤设备过滤，得第二滤液，第二滤液进入超滤循环罐中，再次产生的滤渣用于生产纤维素或作他用，将超滤循环罐中的料液用食品级氢氧化钠调整pH值为7.5-11.0，为超滤料液；

3）超滤膜过滤：将超滤循环罐中的超滤料液以泵为驱动力输送到超滤膜设备中进行循环浓缩脱水，超滤膜的孔径大小为1-15nm，超滤膜为聚偏氟乙烯超滤膜或聚丙烯超滤膜，当超滤浓缩液中蛋白质的质量分数为15-20%时停止浓缩脱水，超滤膜循环浓缩脱水后所得溶液称为第一浓缩液和第一透过液；

4）第一次蛋白肽提取：用泵将第一浓缩液输送到沉淀罐中，再用食品级盐酸将上述的第一浓缩液的pH值调整为6.5-7.5，然后进行喷雾干燥，得到蛋白质质量分数为78%的分子量为0.6-10万MW的蛋白肽；

5）纳滤膜过滤：将步骤3）中第一透过液用泵输送到纳滤循环罐中，在纳滤循环罐中将第一透过液用食品级氢氧化钠调节pH值调整为7.5-11.0，为纳滤料液，用高压泵为驱动力将纳滤料液输送到纳滤膜设备中过滤，进行浓缩脱水，纳滤膜为截留分子量为150-1000MW的纳滤膜，当纳滤浓缩液中蛋白质和多肽的质量分数为10-20%时停止浓缩脱水，纳滤膜循环浓缩脱水后所得溶液为第二浓缩液和第二透过液，第二透过液中的蛋白质质量分数为0.02%，排掉进入污水处理厂或再利用；

6）多肽和蛋白质提取：第二浓缩液用泵输送到另一沉淀罐中，用食品级盐酸将上述的第二浓缩液的pH值调整为6.5-7.5，然后进行喷雾干燥，得到蛋白质质量分数82%的多肽和分子量小于6000MW的蛋白。

Claims (8)

1.一种从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1）制浆：将豆类做成浆状物，调节所述浆状物的pH值，用食品级氢氧化钠将所述浆状物的pH值调整为7.5-11.0，得微滤料液；

2）微滤膜过滤：将上述微滤料液通过微滤膜过滤，得第一滤液和滤渣；将上述滤渣再放入pH值为7.5-11.0的食品级氢氧化钠溶液中浸泡1-5小时，然后用微滤膜过滤，得第二滤液，然后将上述第一滤液与所述第二滤液合并在一起，并将上述合并滤液的pH值调整为7.5-11.0，为超滤料液；

3）超滤膜过滤：将第二步所述超滤料液经超滤膜进行循环浓缩脱水，当超滤浓缩液中蛋白质的质量分数为15-20%时停止浓缩脱水，超滤膜循环浓缩脱水后所得溶液称为第一浓缩液和第一透过液；

4）第一次蛋白肽提取：用食品级盐酸将上述的第一浓缩液的pH值调整为6.5-7.5，干燥后得到分子量为0.6-10万MW的蛋白肽；

5）纳滤膜过滤：将上述的第一透过液的pH值调整为7.5-11.0，为纳滤料液，纳滤料液经过纳滤膜进行循环浓缩脱水，当纳滤浓缩液中蛋白质和多肽的质量分数为10-20%时停止浓缩脱水，纳滤膜循环浓缩脱水后所得溶液为第二浓缩液和第二透过液；

6）第二次蛋白肽提取：用食品级盐酸将上述的第二浓缩液的pH值调整为6.5-7.5，干燥后得到分子量小于6000MW的蛋白肽。

2.根据权利要求1所述的从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于步骤五中所述纳滤料液的pH值采用在线监测。

3.根据权利要求1所述的从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于步骤四和步骤六所述的干燥采用喷雾干燥。

4.根据权利要求1所述的从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于步骤二所述微滤膜孔径大小为1-50μm。

5.根据权利要求1或4所述的从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于所述微滤膜过滤设备采用板框压滤机或布袋过滤器。

6.根据权利要求1所述的从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于步骤三所述的超滤膜的孔径大小为1-15nm。

7.根据权利要求1或6所述的从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于所述的超滤膜为聚偏氟乙烯超滤膜或聚丙烯超滤膜。

8.根据权利要求1所述的从豆类中提取蛋白肽的方法，其特征在于步骤五所述的纳滤膜为截留分子量为150-1000MW的纳滤膜。