CN100535122C

CN100535122C - 一种基于超声波预处理的紫菜多肽的制备方法

Info

Publication number: CN100535122C
Application number: CNB2006100972865A
Authority: CN
Inventors: 马海乐; 何荣海
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: CN101003826A

Abstract

一种基于超声波预处理的紫菜多肽的制备方法，本涉及生物工程领域。具体为：对紫菜进行粉碎、溶解，对蛋白酶加水溶解，用超声波对紫菜溶液和蛋白酶溶液分别进行处理，然后用蛋白酶水解的方法将紫菜中的蛋白转化成多肽，通过过滤、超滤、浓缩得到液态紫菜多肽产品，再经喷雾干燥或冷冻干燥得到粉状的产品。本发明采用超声波预处理紫菜溶液和蛋白酶，提高了酶解效率，降低了成本。

Description

一种基于超声波预处理的紫菜多肽的制备方法

技术领域

本发明涉及生物工程领域，特指利用超声波预处理紫菜原料和蛋白酶，再利用酶解方法制备紫菜多肽的一种技术。

技术背景

现代医学研究证明，血管紧张素转换酶(Angiotensin I-converting enzyme，ACE)在体内血压调节过程起重要作用。它使血管紧张素I转化为有升压作用的血管紧张素II并使有降压作用的舒缓激肽分解，从而使血压升高。近年来人们从食品蛋白质开发出一类降血压肽，给高血压患者服用后可以抑制体内ACE的活性，达到降血压的目的。

紫菜中含有丰富的蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、糖类、脂肪酸、维生素、无机元素等，营养价值丰富。我国是世界上主要的紫菜生产国之一，但是国内紫菜加工非常初级，其主流产品就是紫菜片和调味紫菜，产品链短，附加值低，远没有发挥紫菜潜在的开发价值。

国外对紫菜降血压肽的研究报道有：1998年日本的Suetsuna Kunio等人酶解紫菜蛋白得到7种肽，它们对原发性高血压大鼠(SHR)有降血压效果；

2000年韩国Choi Soo-Jin等人从紫菜蛋白酶解物中获得1种降血压肽；2005年日本的Saito Masanobu等人从紫菜蛋白酶解物中获得5种肽，对SHR有降压作用。多肽降血压效果可以通过体外试验和体内试验(动物试验)来衡量。体外试验是测定多肽的IC₅₀值(就是对ACE抑制率达到50％时，多肽水溶液的浓度)，体内试验是以SHR为试验对象，考察喂食多肽组引起的血压下降与空白对照组相比较有无显著性。

上述的多肽的研究工作，不同程度的存在着酶解效率不高、纯化方法复杂、产物需要脱苦脱盐和由此引起的成本较高等问题。国内对紫菜降血压肽的研究仅有本申请人的一项发明专利“利用酶-膜耦合技术制备紫菜降血压肽的方法及其用途”(公开号CN 1687444A)，该专利是采用膜分离技术和酶水解相结合制备紫菜降血压肽，在蛋白水解的同时分离出产物肽，促进了反应，酶循环使用，也降低了生产成本。但是实际上为提高反应效率、降低生产成本，还可以对反应物如紫菜或蛋白酶进行适当的处理再酶解。本发明就是从这个角度出发的一种新的紫菜多肽制备方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种利用超声波预处理紫菜原料和蛋白酶后，进行蛋白酶水解制备紫菜多肽的方法及其用途。

本发明上述目的是通过以下技术手段实现的：对紫菜进行粉碎、溶解，对蛋白酶加水溶解，用超声波对紫菜溶液和蛋白酶溶液分别进行处理，然后用蛋白酶水解的方法将紫菜中的蛋白转化成多肽，通过过滤、超滤、浓缩得到液态紫菜多肽产品，再经喷雾干燥或冷冻干燥得到粉状的产品。

对紫菜预处理时将紫菜粉按照2％～10％的质量百分浓度溶于水，采用功率为1mW/mL～100mW/mL的超声波处理20～120min；酶解采用的蛋白酶为胃蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶或上述酶的组合，对蛋白酶预处理时将蛋白酶按照10％～40％的质量百分浓度溶于水，采用功率为1mW/mL～100mW/mL的超声波处理5～30min；对紫菜中蛋白进行酶法水解时，将蛋白酶按照10～25AU/kg反应液的比例加入到紫菜溶液中，调节反应液pH值为2～9，在35～60℃下，酶解1～20h；酶解结束后，酶解液先用布袋过滤，再进行超滤，超滤膜截留分子量为3～10kDa；最后，超滤透过液经过常压或减压浓缩后得到液态紫菜多肽，再采用喷雾干燥或冷冻干燥得到产品。

本发明所具有的优点是：

本发明采用超声波预处理紫菜溶液，使紫菜蛋白溶出率增加30％～40％，超声波处理蛋白酶溶液使酶的比活性提高10％～20％，结果使酶解过程从20h缩短为5～10h，而酶解物对ACE的抑制率提高20％～80％。本发明没有从原料中提取蛋白质，而是直接采用紫菜原料酶解制备多肽，不仅简化了制备工艺、降低了成本，而且与提取蛋白再酶解的方法比较，产物由于紫菜特有藻腥味的掩蔽使苦味大大降低、不需要进行脱苦处理，降低了成本。在酶解过程中采用Ca(OH)₂溶液代替常用的NaOH溶液用于pH值的调节，避免加入对高血压患者有害的Na⁺，又使制备过程不需要脱盐(要脱除Na⁺)，简化了工艺、降低了成本。

附图说明

图1是本发明制备紫菜多肽的方法的工艺流程。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1

称取10kg干紫菜，粉碎后加入10倍重量的去离子水，搅拌溶解，在超声处理设备中以1mW/mL功率循环超声作用120min；用功率为5mW/mL的超声波将40％浓度的胃蛋白酶循环处理10min。

把上述经超声波处理的胃蛋白酶和紫菜溶液混合，同时加入适量去离子水，使蛋白酶浓度为25AU/kg溶液，紫菜浓度为10％，用HCl溶液和Ca(OH)₂溶液调节并维持反应液pH值为2.0，在50℃下酶解6h后灭酶。酶解液先用布袋过滤，再用截留分子量为10kDa的超滤膜超滤，超滤压力为0.5MPa。超滤的透过液用真空浓缩装置浓缩至固形物含量30％左右，得到液态紫菜多肽产品，经测定其对ACE的IC₅₀值(使ACE 50％的活性受到抑制所需要的降血压肽浓度)为1.6mg/mL。把该产品以100、200和400mg/kg体重的剂量对原发性高血压大鼠(SHR)灌胃，在灌胃后0.5～12小时内使SHR血压下降，其中2～3小时三种剂量使大鼠动脉血压平均下降幅度达到最大值，分别达10.5、19.8和25.9mmHg。

实施例2

称取5kg干紫菜，粉碎后加入50倍重量的去离子水，搅拌溶解，在超声处理设备中以50mW/mL功率循环超声作用30min；用功率为10mW/mL的超声波将30％中性蛋白酶循环处理10min。

把上述经超声波处理的中性蛋白酶和紫菜溶液混合，同时加入适量去离子水，使蛋白酶浓度为15AU/kg溶液，紫菜浓度为6％，用HCl溶液和Ca(OH)₂溶液调节并维持反应液pH值为6.5，在60℃下酶解7h后灭酶。酶解液先用布袋过滤，再用截留分子量分别为10kDa和3kDa的超滤膜先后超滤，超滤压力分别为0.5MPa和0.3MPa。超滤的透过液用真空浓缩装置浓缩至固形物含量30％左右，经冷冻干燥得到粉状紫菜多肽产品，经测定其对ACE的IC₅₀值为0.52mg/mL。把该产品分别以100、200和400mg/kg体重的剂量对原发性高血压大鼠(SHR)灌胃，在灌胃后0.5～12小时内使SHR血压下降，其中2～3小时三种剂量使大鼠动脉血压平均下降幅度达到最大值，分别达11.2、21.7和30.6mmHg。

实施例3

称取5kg干紫菜，粉碎后加入15倍重量的去离子水，搅拌溶解，在超声处理设备中以20mW/mL功率循环超声作用60min；用功率为100mW/mL的超声波将10％胰蛋白酶循环处理5min。

把上述经超声波处理的胰蛋白酶和紫菜溶液混合，同时加入适量去离子水，使蛋白酶浓度为20AU/kg溶液，紫菜浓度为5％，用HCl溶液和Ca(OH)₂溶液调节并维持反应液pH值为8.0，在40℃下酶解1h后灭酶。酶解液先用布袋过滤，再用截留分子量分别为10kDa和3kDa的超滤膜先后超滤，超滤压力分别为0.4MPa和0.3MPa。超滤的透过液用真空浓缩装置浓缩至固形物含量30％左右，经喷雾干燥，得到粉状紫菜多肽产品，经测定其对ACE的IC₅₀值为1.83mg/mL。把该产品以100、200和400mg/kg体重的剂量对原发性高血压大鼠(SHR)灌胃，在灌胃后0.5～12小时内使SHR血压下降，其中2～3小时三种剂量使大鼠动脉血压平均下降幅度达到最大值，分别达8.3、20.6和28.6mmHg。

实施例4

称取5kg干紫菜，粉碎后加入15倍重量的去离子水，搅拌溶解，在超声处理设备中以100mW/mL功率循环超声作用20min；用功率为1mW/mL的超声波将10％碱性蛋白酶和10％木瓜蛋白酶分别循环处理30min。

把上述经超声波处理的碱性蛋白酶和紫菜溶液混合，同时加入适量去离子水，使蛋白酶浓度为10AU/kg溶液，紫菜浓度为2％，用HCl溶液和Ca(OH)₂溶液调节并维持反应液pH值为9.0，在40℃下酶解5h，在调节反应液pH值为6.5，在35℃下酶解15h后灭酶。酶解液先用布袋过滤，再用截留分子量分别为10kDa和3kDa的超滤膜先后超滤，超滤压力分别为0.4MPa和0.3MPa。超滤的透过液用真空浓缩装置浓缩至固形物含量30％左右，经喷雾干燥，得到粉状紫菜多肽产品，经测定其对ACE的IC₅₀值为0.65mg/mL。把该产品以100、200和400mg/kg体重的剂量对原发性高血压大鼠(SHR)灌胃，在灌胃后0.5～12小时内使SHR血压下降，其中2～3小时三种剂量使大鼠动脉血压平均下降幅度达到最大值，分别达11.2、21.7和30.6mmHg。

从以上的实施例可以看出，采用本发明方法制备的降血压肽对原发性高血压大鼠有明显的降血压作用，可以用来制备降血压药物或保健食品。

Claims

1、一种基于超声波预处理的紫菜多肽的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：(1)将紫菜进行粉碎，按照2％～10％的质量百分浓度溶于水后，采用功率为1mW/mL～100mW/mL的超声波处理20～120min；

(2)将蛋白酶按照10％～40％的质量百分浓度溶于水，用功率为1mW/mL～100mW/mL的超声波处理5～30min，其中所选用的蛋白酶为胃蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶或上述酶的组合；

(3)按照10～25AU蛋白酶/kg反应液的比例将超声处理的蛋白酶溶液加入到经超声处理的紫菜溶液中，调节反应液pH值至2～9，在35～60℃的反应温度下进行酶解反应1～20h；

(4)酶解结束后，将酶解液先用布袋过滤，再进行超滤，其中所述超滤膜截留分子量为3～10kDa；

(5)将超滤透过液经过常压或减压浓缩后得到液态紫菜多肽，再采用喷雾干燥或冷冻干燥得到粉状紫菜多肽产品。