CN100543144C - 一种制备功能性蛋白肽的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备功能性蛋白肽的方法，将原料放入酶解反应罐中，加入菠萝蛋白酶与A.S1398中性蛋白酶进行联合水解，控制搅拌速率分阶段下降，对酶解反应罐内物料的酸碱度进行动态调控监测，使酶解反应罐内物料的pH稳定在7.5～8.5，然后对酶解后的蛋白浆液在离心机中进行过滤，在喷雾干燥塔中干燥，包装后成品，上述原料是一种熟化的脱酚棉籽蛋白，该原料由以下方法制得：将预处理后的棉籽，用6#溶剂油浸出棉籽油，用甲醇脱除棉酚，然后对物料进行100℃～120℃高温烘干熟化10-30分钟。本发明进一步提高了酶解效率和蛋白肽产品的质量。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种功能性蛋白肽的制备方法，特别是一种以棉籽为原料、用酶解的方法制备功能性蛋白肽的方法。
(二)背景技术
蛋白质属于大分子物质，不容易被人体消化吸收，故而人们常常采用水解的方法将其降解为胨、肽、氨基酸等小分子物质，不仅易于吸收，而且短肽还具有某些特殊功效。棉籽中蛋白质含量很高，是一种优质蛋白，但棉籽中含有对人体有害的棉酚，棉籽榨油后的饼粕常被直接加工成饲料，其丰富的蛋白质未能得到很好的利用。现有应用棉籽制备功能性蛋白肽的方法有两种，一种是采用高温预榨浸出除油后的棉粕为原料，另一种是采用低温浸出油脂、脱酚后的棉籽蛋白为原料，将原料放入酶解反应罐中，加入单一蛋白酶进行酶解，然后对酶解后的蛋白浆液进行干燥、包装后成品。
在上述第一种方法中，由于采用高温加工，棉籽中大量赖氨酸与游离棉酚结合，形成结合棉酚，大大减少了有效氨基酸含量，同时由于工艺简单，棉粕中还含有大量的纤维素、植酸、果胶以及低聚糖等抗营养因子，这些都大大影响了用棉粕酶解出蛋白肽的得率和营养价值。
在上述第二种方法中，采用低温浸出油脂、脱酚后的棉籽蛋白为原料，该原料的加工温度始终控制在80℃左右，棉籽蛋白没有经过高温处理，蛋白中酶作用点暴露较少，水解度低，不利于下一步的酶解步骤的进行。而且，在传统酶解反应中采用单一的蛋白酶对棉籽蛋白进行酶解，反应的时间长且无法达到较高的产率。另外，传统方法忽略了反应中的pH值及搅拌速率等因素，从而一直未能进一步提高酶解效率。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种制备功能性蛋白肽的方法，主要解决用棉籽处理为适宜制备功能性蛋白肽的原料、降低棉酚、抗营养因子残留量、提高蛋白肽产率的问题；还解决用传统方法生产的棉籽蛋白水解度低、反应时间长、酶解效率低的问题。
本发明的目的是这样实现的：这种制备功能性蛋白肽的方法，将原料放入酶解反应罐中，加入蛋白酶进行水解反应，然后对酶解后的蛋白浆液在干燥塔中进行干燥、包装后成品，其特征在于上述原料是一种熟化的脱酚棉籽蛋白，该原料由以下方法制得：将预处理后的棉籽，用6#溶剂油浸出棉籽油，用甲醇脱除棉酚，然后对物料进行100℃～120℃高温烘干熟化10-30分钟，继而得到作为酶解蛋白肽的原料。
上述水解反应的前期可对酶解反应罐内的物料进行均匀搅拌、浸泡。
上述蛋白酶可以是菠萝蛋白酶与A.S1398中性蛋白酶两种，原料的水解为联合水解，先加菠萝蛋白酶，添加量为1000～5000单位/克原料，酶解1小时后添加A.S1398中性蛋白酶，添加量为4000～5000单位/克原料。
上述联合水解的温度可为40℃～55℃，反应时间可为2～7h。
上述联合水解过程中可对酶解反应罐内物料的酸碱度进行动态调控监测，使酶解反应罐内物料的pH稳定在7.5～8.5。
上述酶解反应罐可与碱液流加装置和pH值自动快速检测装置连接，pH值自动快速检测装置的传感器分布于酶解反应罐内，采集动态pH值，由数据线输入pH值自动快速检测装置主机，经与设置的参数对比后，适时发出开启或关闭碱液流加装置的指令。
上述酶解反应罐内置有搅拌装置，控制搅拌速率分阶段下降，酶解反应初期采用200rpm的较高搅拌速率，然后使搅拌速率逐渐下降，酶解反应末期搅拌速率稳定在100rpm。
一种制备功能性蛋白肽的方法所需的设备，其特征在于：主要由原料罐、原料输送机、烘干机、配料池、浆液泵、酶解反应罐、浆液泵、离心过滤机、物料池、浆液泵、离心喷雾干燥塔顺序连接成生产线，上述配料池上连接加水装置。
本发明与现有传统技术相比具有以下特点和有益效果：
本发明在棉籽处理和酶解过程中，对不同阶段采用不同的处理温度和技术参数，得到适宜制备功能性蛋白肽的原料，既可降低棉酚、抗营养因子的残留量，又能提高蛋白肽产率。
本发明利用脱酚棉籽蛋白具有蛋白和精氨酸含量高、纤维素含量低、棉酚残留量低等优点，将其进行了100℃～120℃的高温熟化烘干，制成用于酶解功能性蛋白肽的原料，有利于后继工艺的进行，原料中的蛋白质在高温烘干熟化过程中，使蛋白中的稳定结构的次级键受到破坏，打破了蛋白质的有序结构，使棉籽蛋白质分子结构变得比较松散，原来的分子内部的一些非极性基因暴露在分子表面，有利于下一步蛋白酶的水解。
本发明选用菠萝蛋白酶和中性蛋白酶对棉籽蛋白进行联合水解，解决了棉籽蛋白水解度低、反应时间长、酶解效率低的问题。试验证明，复合酶系合用可进一步提高蛋白酶对棉籽蛋白的水解程度，提高蛋白肽的得率10％以上，同时可控制蛋白肽的分子量分布，保证蛋白肽的功能性。
由于在酶解反应过程中不断的产生氨基酸，使体系的pH值下降(最低可至6.5左右)，偏离了酶水解的最适pH值，影响酶解效果。本发明采用pH值在线调控系统对反应体系的酸碱度进行动态调控，在酶解反应罐中配备pH值自动快速检测设备，通过数据线反馈到智能控制系统，然后系统根据参数设置，发出指令，适时开启或关闭碱液流加装置，可使体系的在动态过程中一直保持在最适pH值。
酶解反应前期，由于物料溶解性差，易沉降，故而采用200rpm的较高搅拌速率，提高湍流强度，保证物料的分布均匀，避免物料的局部过度水解。在酶解过程中，根据酶解浆液的粘度、水解程度、搅拌阻力等因素的变化情况，酶解大约1小时后，调整搅拌速率，使搅拌速率分阶下降，末期搅拌速率稳定在100rpm。通过分阶控制，既满足了不同阶段对搅拌速率的要求，又节约了电耗，降低了生产成本。
由于蛋白浆液具有高粘性和热敏性，同时考虑到蛋白质结合水能力强和干燥时间不宜过长，步骤3中可采用高速离心喷雾干燥。选择在2～3.5万转/分平稳运转条件下，在热风气流中，温度控制在145～180℃，对含湿量40％～90％的浆液在瞬间可蒸发95％～98％的水份，生成的蛋白肽产品具有良好的均匀度、流动性和溶解性，产品纯度高且质量好。
本发明的技术方案采用的高温熟化的棉籽蛋白酶作用点暴露较多，加快了酶解速度，蛋白肽产品得率按照总氮含量计算在30～45％。本发明对反应时间、pH值、温度的精确控制，使生产出的蛋白肽产品具有可完全水溶、营养效价高、易于消化吸收、功能性强、无异味和苦味、无棉酚残留的特点，可作为医药、发酵、食品等行业的功能性蛋白肽。
(四)附图说明
图1是本发明的流程图。
1-原料罐、2-原料输送机、3-烘干机、4-配料池、5-第一浆液泵、6-酶解反应罐、7-第二浆液泵、8-离心过滤机、9-物料池、10-第三浆液泵、11-离心喷雾干燥塔。
(五)具体实施方式
实施例参见图1、2，这种制备功能性蛋白肽的方法步骤：
步骤1，以熟化的脱酚棉籽蛋白为原料，先将预处理后的棉籽，用6#溶剂油浸出棉籽油，甲醇脱除棉酚，然后对物料进行100℃～120℃高温烘干熟化10-30分钟，继而得到作为酶解蛋白肽的原料。
步骤2，用菠萝蛋白酶与中性蛋白酶进行联合水解。先将烘干后的物料放入酶解反应罐中，进行搅拌、浸泡，先加菠萝蛋白酶，添加量为3000单位/克原料，酶解1小时后添加A.S1398中性蛋白酶，添加量为4500单位/克原料，进行联合水解。温度40～50℃，反应时间2～7h，水解过程中采用pH值在线调控系统对反应体系的酸碱度进行动态调控，在酶解反应罐中配备pH值自动快速检测设备，通过数据线反馈到智能控制系统，然后系统根据参数设置，发出指令，适时开启或关闭碱液流加装置，使pH稳定在7.5～8.5；在反应过程中搅拌物料并对搅拌速率进行分阶控制，酶解反应前期，采用200rpm的较高搅拌速率，在酶解过程中，根据酶解浆液的粘度、水解程度、搅拌阻力等因素的变化情况，酶解大约1小时后，调整搅拌速率，使搅拌速率分阶段下降，酶解反应末期搅拌速率稳定在100rpm。
步骤3，对酶解后的蛋白浆液进行过滤、离心喷雾干燥，干燥塔的转速为2～3.5万转/分，温度145～180℃，最后包装出成品。
这种制备功能性蛋白肽的方法所需的设备，主要由原料罐、原料输送机、烘干机、配料池、第一浆液泵、酶解反应罐、第二浆液泵、离心过滤机、物料池、第三浆液泵、离心喷雾干燥塔顺序连接成生产线。配料池上连接加水装置。
Claims (7)
1、一种制备功能性蛋白肽的方法，将原料放入酶解反应罐中，加入蛋白酶进行水解反应，然后对酶解后的蛋白浆液在干燥塔中进行干燥、包装后成品，其特征在于上述原料是一种熟化的脱酚棉籽蛋白，该原料由以下方法制得：将预处理后的棉籽，用6#溶剂油浸出棉籽油，用甲醇脱除棉酚，然后对物料进行100℃～120℃高温烘干熟化10-30分钟，继而得到作为酶解蛋白肽的原料。
2、根据权利要求1所述的一种制备功能性蛋白肽的方法，其特征在于：上述水解反应的前期，对酶解反应罐内的物料进行均匀搅拌、浸泡。
3、根据权利要求1所述的一种制备功能性蛋白肽的方法，其特征在于：上述蛋白酶是菠萝蛋白酶与A.S1398中性蛋白酶两种，原料的水解为联合水解，先加菠萝蛋白酶，添加量为1000～5000单位/克原料，酶解1小时后添加A.S1398中性蛋白酶，添加量为4000～5000单位/克原料。
4、根据权利要求3所述的制备功能性蛋白肽的方法，其特征在于：上述联合水解的温度为40℃～55℃，反应时间2～7h。
5、根据权利要求3所述的一种制备功能性蛋白肽的方法，其特征在于：上述联合水解过程中对酶解反应罐内物料的酸碱度进行动态调控监测，使酶解反应罐内物料的pH稳定在7.5～8.5。
6、根据权利要求1所述的一种制备功能性蛋白肽的方法，其特征在于：上述酶解反应罐与碱液流加装置和pH值自动快速检测装置连接，pH值自动快速检测装置的传感器分布于酶解反应罐内，采集动态pH值，由数据线输入pH值自动快速检测装置主机，经与设置的参数对比后，适时发出开启或关闭碱液流加装置的指令。
7、根据权利要求1所述的一种制备功能性蛋白肽的方法，其特征在于：上述酶解反应罐内置有搅拌装置，控制搅拌速率分阶段下降，酶解反应初期采用200rpm的较高搅拌速率，然后使搅拌速率逐渐下降，酶解反应末期搅拌速率稳定在100rpm。
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