CN1534098A - 从大豆废渣中制备多肽的技术 - Google Patents

Abstract

本发明是一种从大豆废渣中制备多肽的技术，将预处理过的提取大豆异黄酮后的大豆废渣100份、去离子水100～300份、多元复合蛋白酶0.2～1.0份搅拌均匀后，在pH＝5～7，温度40～60℃下酶解反应5～24小时；再调节酶解液的pH值为4.0～4.5，去除未水解的蛋白质沉淀，用活性炭脱苦脱色，再以色谱法脱盐，采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术进行分级和浓缩，得到不同分级水平分子量和结构、具有不同生物功能的天然活性肽。本发明运行成本低，生产效率高，有利于环境保护，产品具有良好的酸碱适应性、热稳定性、流动性、高吸收性、非过敏性、细胞的适应性等，可广泛应用于营养保健，医学医药品和美容护肤等领域。

Description

从大豆废渣中制备多肽的技术

所属技术领域    本发明属于生物制品加工领域，尤其是涉及一种从大豆废渣中制备多肽的技术。

背景技术    我国大豆年产约1640万吨，占世界总产量的9％，居第三位。大豆作为一种重要的油料作物，其产量的80％以上用于油脂生产，这样就产生了大量的变性豆粕。随着科技的不断进步和人们对大豆营养作用和保健功效的深入研究，大豆中多种微量成分与其生物活性的关系已受到人们的关注，其中从大豆中提取大豆异黄酮已成为大豆深加工领域一个重要方面，并已形成了相当的产业化规模。据不完全统计，我国每年生产大豆异黄酮约150吨，约产生3万吨的豆粕渣。由于目前还没有建立技术可靠、经济可行的回收利用、高值转化的处理渠道，因此大量的豆粕渣主要用作饲料，只有少部分用于发酵食品生产。这不仅造成了资源的巨大的浪费而且还会带来大量的环境问题。

大豆多肽具有易消化吸收、能迅速给机体提供能量、无蛋白变性、无豆腥味、无残渣、分子量小、易溶于水、且在酸性条件下也不产生沉淀、溶液粘性小和受热不凝固等特性，是一种比较理想的新型大豆深加工产品。而且最令人兴奋的是大豆多肽是一种活性多肽，具有降低血清胆固醇、降血压和促进脂肪代谢等独特的生理功能，在食品工业上作为功能因子具有十分广泛的用途和较广阔的开发应用前景。

具有生物活性功能是大豆多肽的重要特性，而大豆多肽的生物活性主要取决于其特定的立体结构和构象。一旦这些特定的立体结构和构象被破坏以后，多肽将失去活性。现有的蛋白酶法制备大豆多肽工艺，水解蛋白质原料的效率低下，而且所需时间长；而常规的酸水解和碱水解法制备大豆多肽的工艺，虽然水解蛋白质原料的效率高，但其固有的立体结构和构象在很大程度遭到严重的破坏，同时某些氨基酸可能会被分解，从而使产品失去生物活性；另外酸水解和碱水解工艺，还会带来环境污染。

利用提取大豆异黄酮后的粕渣制备的大豆多肽，其产物是分子量不同的多肽的混合物，而不同分子结构和分子大小的多肽，具有不同的生物活性和功能，其应用也各不相同。若能利用现代分离手段，分离出不同级分的活性多肽，将其进一步深加工，广泛应用于营养保健、医学医药品和美容护肤等领域，其社会效益、经济效益将会更加显著。

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种从大豆废渣中制备多肽的技术，以制备出具有不同生物功能的天然活性肽，最大限度地保证天然肽的活性，运行成本低，生产效率高，而且有利于环境保护。

发明内容  本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

将提取大豆异黄酮后的大豆废渣100份、去离子水100～300份、多元复合蛋白酶0.2～1.0份搅拌均匀后，在pH＝5～7，温度30～60℃下酶解反应5～24小时；再调节酶解液的pH值为4.0～4.5，去除未水解的蛋白质沉淀，得到大豆多肽混合液粗品。

在大豆多肽混合液粗品中加入多肽质量的0.5％～1.5％倍活性炭，在30～40℃、pH＝2.0～4.0下搅拌10～30分钟，过滤2～3次；滤液分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-，得到大豆多肽混合液精品。

大豆多肽混合液精品通过0.22μm的微孔滤膜去除微粒；采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术，将大豆多肽混合液进行分级和浓缩，控制操作温度在20～40℃，压力0.1～0.25Mpa，pH＝5～7，超滤时间2～5小时；选择截留上限为20kD，截留下限为1kD超滤膜，经超滤后得到不同级分的大豆多肽浓缩液。

将上述大豆多肽混合液粗品或大豆多肽混合液精品或各级分的大豆多肽浓缩液分别在135℃温度下进行5秒的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥即可得到粗品粉末大豆多肽或精品粉末大豆多肽或各种级分的粉末大豆多肽。

上述方案中，提取大豆异黄酮后的大豆废渣经预处理后再用于酶解反应，预处理工艺为：将提取大豆异黄酮后的大豆废渣，在90℃下加热5～20分钟，立即降温，进行清洗、磨浆、粗滤。

上述方案中，将提取大豆异黄酮后的大豆废渣100份、去离子水100～300份用酸或碱调节pH＝5～7，升温至30～60℃，保温搅拌10～30分钟后，再加入多元复合蛋白酶进行酶解反应。

上述方案中，将提取大豆异黄酮后的大豆废渣，在90℃下加热10分钟，立即降温，进行清洗、磨浆、粗滤处理；经上述预处理的100份大豆废渣和100～300份去离子水，加入生化反应器中；用酸或碱调节pH＝5～7，升温至30～50℃，保温搅拌10～30分钟；加入多元复合蛋白酶0.2～1.0份于生化反应器中，搅拌均匀后，酶解反应5～24小时；通过调节蛋白酶解液的pH值为4.0～4.5，去除未水解的蛋白质沉淀；加入大豆蛋白酶解液中多肽质量0.5％～1.5％倍活性炭，在30～40℃、pH＝2.0～4.0下搅拌10～30分钟，过滤2～3次；将大豆蛋白酶解液分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-；再通过0.22μm的微孔滤膜去除微粒；采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术，将酶解后的多肽进行分级和浓缩，控制操作温度在20～40℃，压力0.1～0.25Mpa，pH＝5～7，超滤时间2～5小时；选择截留上限为20kD，截留下限为1kD超滤膜，经超滤后得到不同级分的大豆多肽浓缩液；将得到的不同级分的大豆多肽浓缩液分别在135℃温度下进行5秒的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥即可得到不同级分的成品粉末大豆多肽。

上述方案中，多元复合蛋白酶为微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合。

上述方案中，微生物蛋白酶为从大豆发酵食品中分离出的微生物蛋白酶。

本发明具有如下优点：

(1)利用提取大豆异黄酮后的废渣为原料来制备大豆多肽，使废料得到了有效利用，并且整个过程对环境是友好的；

(2)酶解反应前，将预处理的豆粕在90℃下加热10分钟，既可防止大豆蛋白溶液黏度升高，又可大大提高其水解度；

(3)从大豆发酵食品中分离出的微生物蛋白酶能够有效地作用于大豆蛋白的高级结构，因此该酶对大豆蛋白具有很好的酶解作用；

(4)多酶协同作用，有效控制酶切反应的位点，得到目标产物；

(5)多酶水解是在比较温和的条件下进行的，能够确保存大豆多肽的营养价值和最大程度的活性回收；

(6)针对大豆蛋白水解产物苦味的出现，在采用多酶协同水解的基础上，配合活性炭吸附处理，使得大豆多肽口味得到明显改善，色泽透明澄清；

(7)采用离子交换树脂法来脱除水解液中的Na⁺和Cl^-，大大降低了盐分含量，消除了水解液的咸味；

(8)采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术，无相变发生，无致热源导入，不使用有机溶剂，不改变溶液pH值和离子强度，这些都有利于大豆多肽活性的回收；

(9)根据大豆多肽不同的用途，可自由地选择超滤膜的截留分子量的参数，从而获取相应分子量范围的产品；

(10)生化反应过程中所用的微生物蛋白酶和动、植物蛋白酶安全可靠，因此其产品是绿色的。

本发明采用从大豆发酵食品中分离出的微生物蛋白酶结合动植物蛋白酶处理提取大豆异黄酮后的废渣，通过超滤技术分级制备出具有不同生物功能的天然活性肽，最大限度地保证了天然肽的活性，运行成本低，生产效率高，而且有利于环境保护。产品具有良好的酸碱适应性、热稳定性、较高浓度下的流动性、高吸收性、非过敏性以及细胞的适应性等一系列特征，可广泛应用于营养保健，医学医药品和美容护肤等领域，将产生显著的社会和经济效益。

具体实施方式  下面结合实施例对本发明进行具体的描述，但本发明不仅限于所述实施例。

实施例一

将提取大豆异黄酮后的大豆废渣，在90℃下加热10分钟，立即降温，进行清洗、磨浆分离、细磨、过滤等处理；将预处理过的豆粕渣100千克匀浆，与去离子水200千克混合，加入到生化反应器中；用酸调节pH＝5，升温至45℃，保温搅拌20分钟；加入由微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元复合蛋白酶0.25千克于生化反应器中，搅拌均匀后，酶解反应12小时；通过调节蛋白酶解液的pH值为4，去除未水解的蛋白质沉淀；在碳∶液＝1∶100，温度40℃，pH＝4的条件下，加入活性炭，搅拌20分钟，过滤2次；将大豆蛋白酶解液以10倍柱体积/h的流速分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-；通过0.22μm的微孔滤膜去除微粒；然后使用超低蛋白质吸附膜，控制操作压力0.20Mpa，温度30℃，pH＝6～6.5，采用切向流技术超滤2小时；选择截留上限为20kD，截留下限为1kD超滤膜，经超滤后得到20kD～1kD的活性蛋白质浓缩液，依次超滤分别得到20kD～10kD、10kD～5kD、5kD～3kD、3kD～1kD和小于1kD的不同级分的活性大豆多肽混合浓缩液；将得到的不同级分的大豆多肽浓缩液分别在135℃温度下进行5秒的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥即可得到不同级分的成品粉末大豆多肽。

实施例二

将提取大豆异黄酮后的大豆废渣100千克、去离子水100千克、由微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元复合蛋白酶0.2千克搅拌均匀后，在pH＝5，温度60℃下酶解反应24小时；再调节酶解液的pH值为4，去除未水解的蛋白质沉淀，得到大豆多肽混合液粗品。

在大豆多肽混合液粗品中加入多肽质量的0.5％倍活性炭，在40℃、pH＝4.0下搅拌10分钟，过滤2次；滤液分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-，得到大豆多肽混合液精品。

大豆多肽混合液精品通过0.22μm的微孔滤膜去除微粒；采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术，将大豆多肽混合液进行分级和浓缩，控制操作温度在20℃，压力0.25Mpa，pH＝7，超滤时间2小时；选择截留上限为20kD，截留下限为1kD超滤膜，依次超滤分别得到20kD～10kD、10kD～5kD、5kD～3kD、3kD～1kD和小于1kD的不同级分的活性大豆多肽浓缩液。

将各级分的大豆多肽浓缩液分别在135℃温度下进行5秒的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥得到各种级分的粉末大豆多肽。

实施例三

将提取大豆异黄酮后的大豆废渣，在90℃下加热5分钟，立即降温，进行清洗、磨浆分离、细磨、过滤等处理；将预处理过的豆粕渣100千克匀浆，与去离子水300千克混合，加入到生化反应器中；用碱调节pH＝7，升温至60℃，保温搅拌10分钟；加入由微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元复合蛋白酶1千克于生化反应器中，搅拌均匀后，酶解反应5小时；通过调节蛋白酶解液的pH值为4.5，去除未水解的蛋白质沉淀；加入蛋白酶解液中多肽质量的1.5％倍活性炭，在30℃、pH＝2.0下搅拌30分钟，过滤3次；滤液以10倍柱体积/h的流速分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-；再将蛋白酶解液进行适当稀释，通过0.22μm的微孔滤膜去除微粒；采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术，将酶解后的多肽进行分级和浓缩，控制操作温度在40℃，压力0.1Mpa，pH＝5，超滤时间5小时；选择截留上限为20kD，截留下限为1kD超滤膜，依次超滤分别得到20kD～10kD、10kD～5kD、5kD～3kD、3kD～1kD和小于1kD的不同级分的活性大豆多肽浓缩液；将各级分的大豆多肽浓缩液分别在135℃温度下进行5秒的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥得到各种级分的粉末大豆多肽。

实施例四

将提取大豆异黄酮后的大豆废渣，在90℃下加热20分钟，立即降温，进行清洗、磨浆分离、细磨、过滤等处理；将预处理过的豆粕渣100千克匀浆，与去离子水300千克混合，加入到生化反应器中；用酸调节pH5，升温至30℃，保温搅拌30分钟；加入由大豆发酵食品中分离出的微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元复合蛋白酶0.5千克于生化反应器中，搅拌均匀后，酶解反应12小时；通过调节蛋白酶解液的pH值为4，去除未水解的蛋白质沉淀；加入蛋白酶解液中多肽质量的1％倍活性炭，在30℃、pH＝3.0下搅拌20分钟，过滤3次；将蛋白酶解液以10倍柱体积/h的流速分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-；再将蛋白酶解液进行适当稀释，通过0.22μm的微孔滤膜去除微粒；采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术，将酶解后的多肽进行分级和浓缩，控制操作温度在30℃，压力0.2Mpa，pH＝5，超滤时间3小时；选择截留上限为20kD，截留下限为1kD超滤膜，依次超滤分别得到20kD～10kD、10kD～5kD、5kD～3kD、3kD～1kD和小于1kD的不同级分的活性大豆多肽浓缩液；将各级分的大豆多肽浓缩液分别在135℃温度下进行5s的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥得到各种级分的粉末大豆多肽。

实施例五

将提取大豆异黄酮后的大豆废渣，在90℃下加热10分钟，立即降温，进行清洗、磨浆分离、细磨、过滤等处理；将预处理过的豆粕渣100千克匀浆，与去离子水200千克混合，加入到生化反应器中；用酸调节pH6，升温至50℃，保温搅拌20分钟；加入由大豆发酵食品中分离出的微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元复合蛋白酶0.4千克于生化反应器中，搅拌均匀后，酶解反应10小时；调节蛋白酶解液的pH值为4，去除未水解的蛋白质沉淀，得到大豆多肽混合液粗品；将大豆多肽混合液粗品在135℃温度下进行5s的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥得到粗品粉末大豆多肽。

实施例六

在实施例五制备的大豆多肽混合液粗品中加入多肽质量1％倍活性炭，在30℃、pH＝3.0下搅拌20分钟，过滤2次；滤液分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-，得到大豆多肽混合液精品；将大豆多肽混合液精品在135℃温度下进行5s的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥即可得到精品粉末大豆多肽。

Claims (10)

1.一种从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于将提取大豆异黄酮后的大豆废渣100份、去离子水100～300份、多元复合蛋白酶0.2～1.0份搅拌均匀后，在pH＝5～7，温度30～60℃下酶解反应5～24小时；再调节酶解液的pH值为4.0～4.5，去除未水解的蛋白质沉淀，得到大豆多肽混合液粗品。

2.根据权利要求1所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于在大豆多肽混合液粗品中加入多肽质量的0.5％～1.5％倍活性炭，在30～40℃、pH＝2.0～4.0下搅拌10～30分钟，过滤2～3次；滤液分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-，得到大豆多肽混合液精品。

3.根据权利要求2所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于大豆多肽混合液精品通过0.22μm的微孔滤膜去除微粒；采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术，将大豆多肽混合液进行分级和浓缩，控制操作温度在20～40℃，压力0.1～0.25Mpa，pH＝5～7，超滤时间2～5小时；选择截留上限为20kD，截留下限为1kD超滤膜，经超滤后得到不同级分的大豆多肽浓缩液。

4.根据权利要求1、2、3所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于将大豆多肽混合液粗品或大豆多肽混合液精品或各级分的大豆多肽浓缩液分别在135℃温度下进行5秒的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥即可得到粗品粉末大豆多肽或精品粉末大豆多肽或各种级分的粉末大豆多肽。

5.根据权利要求1所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于提取大豆异黄酮后的大豆废渣经预处理后再用于酶解反应，预处理工艺为：将提取大豆异黄酮后的大豆废渣，在90℃下加热5～20分钟，立即降温，进行清洗、磨浆、粗滤。

6.根据权利要求1、5所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于将提取大豆异黄酮后的大豆废渣100份、去离子水100～300份用酸或碱调节pH＝5～7，升温至30～60℃，保温搅拌10～30分钟后，再加入多元复合蛋白酶进行酶解反应。

7.根据权利要求1、2、3所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于将提取大豆异黄酮后的大豆废渣，在90℃下加热10分钟，立即降温，进行清洗、磨浆、粗滤处理；经上述预处理的100份大豆废渣和100～300份去离子水，加入生化反应器中；用酸或碱调节pH＝5～7，升温至30～50℃，保温搅拌10～30分钟；加入多元复合蛋白酶0.2～1.0份于生化反应器中，搅拌均匀后，酶解反应5～24小时；通过调节蛋白酶解液的pH值为4.0～4.5，去除未水解的蛋白质沉淀；加入大豆蛋白酶解液中多肽质量0.5％～1.5％倍活性炭，在30～40℃、pH＝2.0～4.0下搅拌10～30分钟，过滤2～3次；将大豆蛋白酶解液分别流经H⁺型阳离子交换树脂和OH^-型阴离子交换树脂来脱除Na⁺和Cl^-；再通过0.22μm的微孔滤膜去除微粒；采用超低蛋白质吸附膜和切向流超滤技术，将酶解后的多肽进行分级和浓缩，控制操作温度在20～40℃，压力0.1～0.25Mpa，pH＝5～7，超滤时间2～5小时；选择截留上限为20kD，截留下限为1kD超滤膜，经超滤后得到不同级分的大豆多肽浓缩液；将得到的不同级分的大豆多肽浓缩液分别在135℃温度下进行5秒的超高温瞬间杀菌，然后真空浓缩，最后喷雾干燥即可得到不同级分的成品粉末大豆多肽。

8.根据权利要求1所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于多元复合蛋白酶为微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合。

9.根据权利要求7所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于多元复合蛋白酶为微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合。

10.根据权利要求8、9所述的从大豆废渣中制备多肽的技术，其特征在于微生物蛋白酶为从大豆发酵食品中分离出的微生物蛋白酶。