CN101095458A

CN101095458A - 螺旋藻多肽的制备方法

Info

Publication number: CN101095458A
Application number: CNA2007100527787A
Authority: CN
Inventors: 陈栋梁; 莫朝晖; 戴鑫杰
Original assignee: TIANTIANHAO BIOLOGICAL PRODUCTS CO Ltd WUHAN CITY
Current assignee: TIANTIANHAO BIOLOGICAL PRODUCTS CO Ltd WUHAN CITY
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2008-01-02

Abstract

本发明公开了一种螺旋藻多肽的制备方法，主要解决现有螺旋藻产品味腥、螺旋藻大分子蛋白质可吸收性差的不足。该制备方法首先运用酶解和物理处理相结合的办法对螺旋藻干粉进行脱腥处理，然后用超低温冻融法破碎螺旋藻细胞壁使其中的蛋白质游离出来，再用生物酶工程技术水解螺旋藻蛋白而提取螺旋藻多肽。所得螺旋藻多肽的蛋白质没有被破坏，且蛋白质的含量也没有发生太大变化，它不仅保留了螺旋藻的营养功效，而且去除了较难闻的腥味。它以完整的形式直接进入小肠而被人体直接吸收，不会引起营养过剩，也不会产生副作用，还可以调节人体的营养平衡和生理机能，是传统螺旋藻食品的替代产品。

Description

螺旋藻多肽的制备方法

技术领域

本发明涉及螺旋藻干粉原料的深加工技术，具体地指一种螺旋藻多肽的制备方法。

背景技术

螺旋藻是一种多细胞丝状微藻，其蛋白质含量大约占其重量的60～70％，是所有天然食物中最高的。并且，其蛋白质组成合理，富含人体必需的八种氨基酸，类似FAO/WHO推荐的“模式蛋白质”。正因为螺旋藻是优异的蛋白源，生物科技人员从20世纪70年代就开始了对螺旋藻的研究和开发工作，目前已形成了一系列以片剂或胶囊制剂为主的螺旋藻产品。但这些由螺旋藻直接加工而成的产品存在如下问题：其一，螺旋藻本身具有很重的腥味，使这些直接加工而成的产品也不可避免地带有很浓的腥味，导致服食的口感变差。其二，螺旋藻本身虽然含有相当高的蛋白质，但这些蛋白质主要存在于螺旋藻细胞内，在常态下螺旋藻细胞的破壁非常困难，故很难释放出螺旋藻蛋白质。其三，螺旋藻细胞中的蛋白质大多为高蛋白，高蛋白是分子量在5万以上的氨基酸链，可吸收性极差，在人体小肠内几乎不能吸收，只有被入体分解转化成小分子肽后才能吸收，但人体能够有效分解高蛋白而合成肽的数量微乎其微。其四，高蛋白自身虽然具有营养性，但不具备有效的营养功能，其摄取量过多时，还会产生很多副作用。所以，螺旋藻虽然其营养价值非常高，但其真正的应用价值目前并未充分体现出来。

发明内容

本发明的目的就是要克服天然螺旋藻类物质在开发过程中所存在的缺陷，提供一种所得产品无腥味、提取率高、吸收性好的螺旋藻多肽的制备方法。

为实现上述目的，本发明所设计的螺旋藻多肽的制备方法，首先运用酶解和物理处理相结合的办法对螺旋藻干粉进行脱腥处理，然后用超低温冻融法破碎螺旋藻细胞壁使其中的蛋白质游离出来，再用生物酶工程技术水解螺旋藻蛋白而提取螺旋藻多肽，其具体工艺是依次由以下步骤完成的：

1)溶液配制：按水粉重量比为50～100∶1的比例，取1kg螺旋藻干粉，投入到50～100kg蒸馏水或纯净水中，搅拌均匀，并将其pH值调整在6.5～8.0的范围内，配制成螺旋藻水溶液。在此步骤中，较佳的水粉重量比为70～80∶1，即1kg螺旋藻干粉配70～80kg蒸馏水或纯净水，较佳的pH值为6.5～7.5。

2)脱腥处理：在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1～3％的中性蛋白酶，不断搅拌，于40～60℃的温度条件下水浴保温2.5～3.5h，再加入占螺旋藻干粉重量3～5％的β-环状糊精，继续搅拌，于50～70℃的温度条件下水浴保温1.5～2.5h，获得螺旋藻脱腥溶液。在此步骤中，中性蛋白酶较佳的用量占螺旋藻干粉重量的1.5～2.5％，可于50℃的温度条件下水浴保温3h；β-环状糊精较佳的用量占螺旋藻干粉重量的3.5～4.5％，可于60℃的温度条件下水浴保温2h。

3)细胞破壁：将螺旋藻脱腥溶液置于-50～-70℃的温度环境中冰冻2～4h，再将其置于55～65℃的温水中融解，重复冰冻和融解操作3～5次，利用螺旋藻细胞冰粒形成和细胞液盐浓度增高引起的溶胀，使细胞结构破碎，游离出蛋白质，获得螺旋藻细胞破壁溶液。在此步骤中，较佳的方式是将螺旋藻脱腥溶液置于-60℃的温度环境中冰冻3h，再将其置于60℃的温水中融解，重复冰冻和融解操作4次。

4)酶法水解：向螺旋藻细胞破壁溶液中加入1000ml～2000ml蒸馏水或纯净水，搅拌均匀，并将其pH值调整在5.0～5.5的范围内，然后加入占螺旋藻干粉重量0.70～0.90％的纤维素酶和占螺旋藻干粉重量0.75～0.85％的果胶酶，不断搅拌，于45～55℃的温度条件下水解1.5～3h，再加入占螺旋藻干粉重量0.95～1.15％的木瓜蛋白酶，继续搅拌，于55～65℃的温度条件下水解2～4h，获得螺旋藻酶解溶液。在此步骤中，pH值最好调整为5.0，纤维素酶和果胶酶的较佳用量分别占螺旋藻干粉重量的0.8％，先用纤维素酶和果胶酶于50℃的温度条件下水解2～2.5h后，再加入占螺旋藻干粉重量1.0％的木瓜蛋白酶，于60℃的温度条件下水解3h。

5)离心过滤：将螺旋藻酶解溶液置于离心机中，以3000～4000r/min的速率离心旋转15～25min，使其固液分离，取其上清液，获得螺旋藻酶解离心液；

6)浓缩干燥：将螺旋藻酶解离心液真空浓缩、喷雾干燥，即可制成螺旋藻多肽。

本发明的优点在于：采用传统的中性蛋白酶水解和β-环状糊精包裹这两种化学物理相结合的工艺对螺旋藻干粉进行处理，可有效驱除天然螺旋藻较难闻的腥异味，从而改善其最终产品的口感。采用多次重复的超低温冻融法处理螺旋藻细胞，每次冻融所形成的剧烈温差，都可使螺旋藻细胞结构在冰粒形成和液盐浓度增高引起的溶胀中破碎，从而游离出蛋白质，便于蛋白质进一步水解成多肽。采用成熟的纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶有机组合、协同作用，分级、分程度水解螺旋藻破壁细胞，可最大限度地提取螺旋藻多肽。所得螺旋藻多肽是一种功能蛋白，它不但保留了螺旋藻的营养功效，而且人食用后不会引起营养过剩，不会产生副作用，还可以调节人体的营养平衡和生理机能。螺旋藻多肽在人体内合成蛋白质的比率较氨基酸高26％左右，螺旋藻多肽不需消化，能直接吸收，不会受到人体的促酶、胃蛋白酶、胰酶、淀粉酶、消化酶及酸碱物质的二次水解，它以完整的形式直接进入小肠，被小肠吸收，直接进入人体循环系统而发挥其功能。

附图说明

图1为螺旋藻细胞第一次超低温冻融处理后在10倍显微镜下的显微结构示意图；

图2为螺旋藻细胞第二次超低温冻融处理后在40倍显微镜下的显微结构示意图；

图3为螺旋藻细胞第三次超低温冻融处理后在100倍显微镜下的显微结构示意图；

图4为螺旋藻细胞第四次超低温冻融处理后在100倍显微镜下的显微结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

实施例1：

本发明的螺旋藻多肽的制备方法，依次包括以下步骤：

1)溶液配制：按水粉重量比为80∶1的比例，取1kg螺旋藻干粉，投入到80kg蒸馏水或纯净水中，搅拌均匀，采用任何一种常用的pH值调节试剂，将其pH值调整为7.5，配制成螺旋藻水溶液。

2)脱腥处理：在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量2％的中性蛋白酶，不断搅拌，于50℃的水浴锅中保温3h，再加入占螺旋藻干粉重量4％的β-环状糊精，继续搅拌，于60℃的水浴锅中保温2h，获得螺旋藻脱腥溶液。

3)细胞破壁：将螺旋藻脱腥溶液置于-60℃的冰箱中冰冻3h，再将其置于60℃的温水中融解，重复冰冻和融解操作4次，利用螺旋藻细胞冰粒形成和细胞液盐浓度增高引起的溶胀，使细胞结构破碎，游离出蛋白质，获得螺旋藻细胞破壁溶液。对每次冻融处理后的螺旋藻细胞进行不同放大倍数的显微镜观察，其结果如图1～图4所示。从图中可以发现，随着螺旋藻细胞冻融次数的增加，螺旋藻细胞的破壁数量和破壁程度也在不断加大，大量的螺旋藻蛋白质被游离出来，便于组合酶对其进行水解。

4)酶法水解：向螺旋藻细胞破壁溶液中加入1500ml蒸馏水，搅拌均匀，并将其pH值调整为5.0，然后加入占螺旋藻干粉重量0.8％的纤维素酶和占螺旋藻干粉重量0.8％的果胶酶，不断搅拌，于50℃的温度条件下水解2h，再加入占螺旋藻干粉重量1.0％的木瓜蛋白酶，继续搅拌，于60℃的温度条件下水解3h，获得螺旋藻酶解溶液。

5)离心过滤：将螺旋藻酶解溶液置于离心机中，以3500r/min的速率离心旋转20min，使其固液分离，取其上清液，获得螺旋藻酶解离心液。

6)浓缩干燥：将螺旋藻酶解离心液真空浓缩、喷雾干燥，即可制成螺旋藻多肽。经称量检测，所得螺旋藻多肽粉的重量为0.532kg，其产品得率为53.2％。

实施例2：

本发明的螺旋藻多肽的制备方法，依次包括以下步骤：

1)溶液配制：按水粉重量比为70∶1的比例，取1kg螺旋藻干粉，投入到70kg蒸馏水中，搅拌均匀，将其pH值调整为7.0，配制成螺旋藻水溶液。

2)脱腥处理：在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1.5％的中性蛋白酶，不断搅拌，于55℃的水浴锅中保温2.5h，再加入占螺旋藻干粉重量3.5％的β-环状糊精，继续搅拌，于65℃的水浴锅中保温2h，获得螺旋藻脱腥溶液。

3)细胞破壁：将螺旋藻脱腥溶液置于-65℃的冰箱中冰冻3h，再将其置于55℃的温水中融解，重复冰冻和融解操作5次，获得螺旋藻细胞破壁溶液。

4)酶法水解：向螺旋藻细胞破壁溶液中加入1200ml蒸馏水，搅拌均匀，并将其pH值调整为5.2，然后加入占螺旋藻干粉重量0.75％的纤维素酶和占螺旋藻干粉重量0.75％的果胶酶，不断搅拌，于55℃的温度条件下水解2.5h，再加入占螺旋藻干粉重量0.95％的木瓜蛋白酶，继续搅拌，于65℃的温度条件下水解2h，获得螺旋藻酶解溶液。

5)离心过滤：将螺旋藻酶解溶液置于离心机中，以3000r/min的速率离心旋转25min，使其固液分离，取其上清液，获得螺旋藻酶解离心液。

6)浓缩干燥：将螺旋藻酶解离心液真空浓缩、喷雾干燥，即可制成螺旋藻多肽。经称量检测，所得螺旋藻多肽粉的重量为0.463kg，其产品得率为46.3％。

实施例3：

本发明的螺旋藻多肽的制备方法，依次包括以下步骤：

1)溶液配制：按水粉重量比为50∶1的比例，取1kg螺旋藻干粉，投入到50kg蒸馏水中，搅拌均匀，将其pH值调整为6.5，配制成螺旋藻水溶液。

2)脱腥处理：在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1.0％的中性蛋白酶，不断搅拌，于40℃的水浴锅中保温3h，再加入占螺旋藻干粉重量3.0％的β-环状糊精，继续搅拌，于50℃的水浴锅中保温2h，获得螺旋藻脱腥溶液。

3)细胞破壁：将螺旋藻脱腥溶液置于-50℃的冰箱中冰冻2h，再将其置于60℃的温水中融解，重复冰冻和融解操作3次，获得螺旋藻细胞破壁溶液。

4)酶法水解：向螺旋藻细胞破壁溶液中加入1000ml蒸馏水，搅拌均匀，并将其pH值调整为5.5，然后加入占螺旋藻干粉重量0.80％的纤维素酶和占螺旋藻干粉重量0.85％的果胶酶，不断搅拌，于50℃的温度条件下水解1.5h，再加入占螺旋藻干粉重量1.1％的木瓜蛋白酶，继续搅拌，于60℃的温度条件下水解2h，获得螺旋藻酶解溶液。

5)离心过滤：将螺旋藻酶解溶液置于离心机中，以3000r/min的速率离心旋转15min，使其固液分离，取其上清液，获得螺旋藻酶解离心液。

6)浓缩干燥：将螺旋藻酶解离心液真空浓缩、喷雾干燥，即可制成螺旋藻多肽。经称量检测，所得螺旋藻多肽粉的重量为0.419kg，其产品得率为41.9％。

实施例4：

本发明的螺旋藻多肽的制备方法，依次包括以下步骤：

1)溶液配制：按水粉重量比为100∶1的比例，取1kg螺旋藻干粉，投入到100kg蒸馏水中，搅拌均匀，将其pH值调整为8.0，配制成螺旋藻水溶液。

2)脱腥处理：在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量3％的中性蛋白酶，不断搅拌，于40℃的水浴锅中保温3h，再加入占螺旋藻干粉重量5％的β-环状糊精，继续搅拌，于60℃的水浴锅中保温2h，获得螺旋藻脱腥溶液。

3)细胞破壁：将螺旋藻脱腥溶液置于-70℃的冰箱中冰冻4h，再将其置于60℃的温水中融解，重复冰冻和融解操作4次，获得螺旋藻细胞破壁溶液。

4)酶法水解：向螺旋藻细胞破壁溶液中加入2000ml蒸馏水，搅拌均匀，并将其pH值调整为5.0，然后加入占螺旋藻干粉重量0.9％的纤维素酶和占螺旋藻干粉重量0.8％的果胶酶，不断搅拌，于50℃的温度条件下水解2h，再加入占螺旋藻干粉重量1.0％的木瓜蛋白酶，继续搅拌，于60℃的温度条件下水解4h，获得螺旋藻酶解溶液。

5)离心过滤：将螺旋藻酶解溶液置于离心机中，以4000r/min的速率离心旋转25min，使其固液分离，取其上清液，获得螺旋藻酶解离心液。

6)浓缩干燥：将螺旋藻酶解离心液真空浓缩、喷雾干燥，即可制成螺旋藻多肽。经称量检测，所得螺旋藻多肽粉的重量为0.605kg，其产品得率为60.5％。

Claims

1.一种螺旋藻多肽的制备方法，依次包括以下步骤：

1)溶液配制：按水粉重量比为50～100∶1的比例，取1kg螺旋藻干粉，投入到50～100kg蒸馏水或纯净水中，搅拌均匀，并将其pH值调整在6.5～8.0的范围内，配制成螺旋藻水溶液；

2)脱腥处理：在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1～3％的中性蛋白酶，不断搅拌，于40～60℃的温度条件下水浴保温2.5～3.5h，再加入占螺旋藻干粉重量3～5％的β-环状糊精，继续搅拌，于50～70℃的温度条件下水浴保温1.5～2.5h，获得螺旋藻脱腥溶液；

3)细胞破壁：将螺旋藻脱腥溶液置于-50～-70℃的温度环境中冰冻2～4h，再将其置于55～65℃的温水中融解，重复冰冻和融解操作3～5次，利用螺旋藻细胞冰粒形成和细胞液盐浓度增高引起的溶胀，使细胞结构破碎，游离出蛋白质，获得螺旋藻细胞破壁溶液；

4)酶法水解：向螺旋藻细胞破壁溶液中加入1000ml～2000ml蒸馏水或纯净水，搅拌均匀，并将其pH值调整在5.0～5.5的范围内，然后加入占螺旋藻干粉重量0.70～0.90％的纤维素酶和占螺旋藻干粉重量0.75～0.85％的果胶酶，不断搅拌，于45～55℃的温度条件下水解1.5～3h，再加入占螺旋藻干粉重量0.95～1.15％的木瓜蛋白酶，继续搅拌，于55～65℃的温度条件下水解2～4h，获得螺旋藻酶解溶液；

2.根据权利要求1所述的螺旋藻多肽的制备方法，其特征在于：所说的步骤1)中，按水粉重量比为70～80∶1的比例，取1kg螺旋藻干粉，投入到70～80kg蒸馏水或纯净水中，搅拌均匀，并将其pH值调整在6.5～7.5的范围内，配制成螺旋藻水溶液。

3.根据权利要求1所述的螺旋藻多肽的制备方法，其特征在于：所说的步骤2)中，在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1.5～2.5％的中性蛋白酶，不断搅拌，于50℃的温度条件下水浴保温3h，再加入占螺旋藻干粉重量3.5～4.5％的β-环状糊精，继续搅拌，于60℃的温度条件下水浴保温2h，获得螺旋藻脱腥溶液。

4.根据权利要求1所述的螺旋藻多肽的制备方法，其特征在于：所说的步骤3)中，将螺旋藻脱腥溶液置于-60℃的温度环境中冰冻3h，再将其置于60℃的温水中融解，重复冰冻和融解操作4次，获得螺旋藻细胞破壁溶液。

5.根据权利要求1所述的螺旋藻多肽的制备方法，其特征在于：所说的步骤4)中，向螺旋藻细胞破壁溶液中加入1000ml～2000ml蒸馏水或纯净水，搅拌均匀，并将其pH值调整为5.0，然后加入占螺旋藻干粉重量0.8％的纤维素酶和占螺旋藻干粉重量0.8％的果胶酶，不断搅拌，于50℃的温度条件下水解2～2.5h，再加入占螺旋藻干粉重量1.0％的木瓜蛋白酶，继续搅拌，于60℃的温度条件下水解3h，获得螺旋藻酶解溶液。