CN101220387B - 一种小麦草蛋白多肽提取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品生物技术领域，具体涉及一种小麦草蛋白多肽提取工艺。所述提取工艺，包括如下步骤：(1)将小麦草粉碎后加入热水浸提，得原浆液；(2)调节原浆液的pH至6.0～7.0，在原浆液中先加入纤维素酶酶解，然后调节pH至6.6～7.5，加入混合酶酶解，然后终止酶解反应，得酶解液；(3)然后对酶解液离心分离得上清液，再将上清液经减压浓缩，冷冻干燥即得小麦草蛋白多肽粉。本发明采用生物酶解法提取制备小麦草蛋白，并采用两步酶解法，首先采用纤维素酶对小麦草中细胞壁等纤维性物质破坏，利于蛋白的溶出与作用，既提高了蛋白利用率，使得蛋白利用率达90％以上，也解决了传统工艺提取的溶解性及青草味问题。
Description
技术领域
本发明属于食品生物技术领域，具体涉及一种小麦草蛋白多肽提取工艺
背景技术
蛋白质是构成植物细胞的基本物质之一，在植物生长过程中，地上部分茎叶细胞中不断有蛋白质的合成，供构建新的细胞组织和器官的需要，这部分蛋白质被称之为叶蛋白(Leaves Protein Concentrates简称LPC)，它们属于功能性蛋白质类。由于是存在植物茎、叶中，所以是一种最大的可再生的蛋白质资源。叶蛋白是一类多聚合物质，含有17、18种氨基酸，包含了人体所必需的8种氨基酸，还含有维生素，但不含胆固醇。绿色植物叶片是地球上最大的一种可再生的蛋白质资源，从绿叶中提取的叶蛋白营养价值高、食用效果好，具有极大开发价值。
绿色植物茎叶中的蛋白质可分为两类，一类是固态蛋白质，另一类是可溶性蛋白质。固态蛋白质存在于经粉碎、压榨后分离出的绿色沉淀物中，主要包括不溶性的叶绿体、线粒体的构造蛋白及核蛋白、细胞壁蛋白。而可溶性蛋白质存在于经粉碎、压榨离心分离后的上层清液中，包括细胞质蛋白质、线粒体蛋白质的可溶性部分以及叶绿体基质蛋白质，叶蛋白就是这些可溶性蛋白质的凝聚物质。在可溶性蛋白质中可进一步分为大分子质量和小分子质量两种蛋白质，大分子质量蛋白质经分析确认是核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶，相对分子质量为52万～56万，它仅存在于含有叶绿素的组织中。这种蛋白质在加热凝集时首先固化，因此又称为馏分I。而小分子质量蛋白质是由脱氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶组成的蛋白质复合体。由于需要加热到较高温度才能凝集，故称为馏分II。
据测定叶蛋白营养价值极为丰富，蛋白质一般含有17～18种氨基酸，并且从不同植物所得到叶蛋白氨基酸组成极为相似，而其中8种必需氨基酸含量较高，与用作蛋白质营养价值标准的鸡蛋蛋白质很接近。由于叶蛋白氨基酸种类较全面，且组成平衡，与联合国粮农组织推荐的成人氨基酸模式基本相符，所以作为食用有很高的营养价值。
小麦草是禾木科植物，是鹅观草属 (Agropyron)。其嫩叶可以榨汁或晒干磨粉。未经加工的植株含大量纤维素，难以为人消化。但其也含有叶绿素、氨基酸、维生素、矿物质和酵素。中医又称小麦草为“麦苗”，有“主消酒毒、暴热、酒疽目疳”的作用。
目前对小麦草蛋白多肽的提取方法主要有盐析法、离心分离法、结晶和重结晶法、有机溶剂沉淀法、加热法(含逐步和快速加热)、生物酶解法等。目前的一般生产技术生产的叶蛋白还存在种种问题，如由于绿叶中存在非饱和脂肪酸，在空气和水中长时间加热，会引起有效赖氨酸损耗，蛋白质变性，因而使消化率下降，故常将提取的叶蛋白粉经干燥后进行保存。然而干燥后的叶蛋白溶解度极低，消化率和生物效价远不及牛奶、鸡蛋等动物蛋白，无法作为功能性成分在乳品、饮料、糖果等食品体系中加以利用。另外叶蛋白产品为深绿色，研究表明当食品中叶蛋白的加入量超过10％时会有青草味，这些都限制了它在食品中的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述蛋白利用率低、最终产物功能特性差以及存在青草味等缺陷，提供一种小麦草蛋白多肽提取工艺。
本发明所述的小麦草蛋白多肽提取工艺，包括如下步骤：
(1)将小麦草粉碎，然后每公斤小麦草粉碎物中加入6～10公斤80～95℃的热水，在80～95℃条件下，浸提1～2小时，浸提后降温到40～50℃，得原浆液；
(2)调节原浆液的pH至6.0～7.0，在原浆液中加入原浆液质量的0.3％～0.5％纤维素酶，在40～60℃温度条件下酶解6.0～7.0小时，调节pH至6.6～7.5，之后加入混合酶，在40～55℃温度条件下酶解8～12小时，然后在95℃～100℃条件下加热5min～1Omin后终止酶解反应，得酶解液；
(3)对酶解液离心分离得上清液，再将上清液经减压浓缩至固形物25～40％；最后冷冻干燥即得小麦草蛋白多肽粉。
所述步骤(1)中，优选每公斤小麦草加入8公斤80～95℃的热水，搅拌均匀，在温度90℃～95℃浸提1小时。
所述步骤(2)中，所述混合酶是酶活单位比为碱性蛋白酶∶复合蛋白酶＝1～2∶5组成的混合酶，或碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶＝1～2∶7组成的混合酶
所述步骤(3)减压浓缩的条件为真空度为0.09～0.1Pa，温度为50～60℃。
步骤(2)中所述的调节pH值，可以用浓度为2M的NaOH溶液来调节，步骤(3)所述离心分离可以采用在离心力为4000～6000×g条件下离心20～30min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明采用生物酶解法提取制备小麦草蛋白，并采用两步酶解法，首先采用纤维素酶对小麦草中细胞壁等纤维性物质破坏，利于蛋白的溶出与作用；之后采取蛋白酶酶解，并利用双酶法对小麦草蛋白进行提取并制备小麦草蛋白多肽。既提高了蛋白利用率，使得蛋白利用率达90％以上，也解决了传统工艺提取的溶解性及青草味问题。
具体实施方式
以下提供本发明的一些实施例，以助于进一步理解本发明。
以下实施例中测定蛋白质回收率和水解度的公式如下：
蛋白质回收率＝小麦草蛋白酶解物中蛋白含量/小麦草中总蛋白含量×100％
水解度＝上清液中氨态氮含量/上清液中总氮含量×100％
实施例1
第一步：将小麦草粉碎，然后每公斤小麦草粉碎物中加入6公斤的90℃热水，在95℃条件下，浸提1小时，浸提后降温到40～50℃左右，获得原浆液；
第二步：调节原浆液的pH至6.0，在原浆液中加入0.3％纤维素酶，在55℃温度条件下酶解7.0小时；
第三步：将上述经第二步酶解的原浆液调节pH至7.5，之后加入混合酶，混合酶中的碱性蛋白酶∶复合蛋白酶 (U/U)＝1∶5，在55℃温度条件下酶解8小时，之后在100℃条件下加热5min后终止酶解反应；
第四步：然后对酶解液离心分离，在离心力为4000×g条件下离心30min，得上清液，水解度达10％，蛋白利用率达91％；
第五步：将上述第四步中获得的上清液，在条件为真空度为0.1Pa，温度为50℃，经减压浓缩至固形物40％；
第六步：将上述第五步获得的浓缩液冷冻干燥，即得小麦草蛋白多肽粉。
实施例2
第一步：将小麦草粉碎，然后每公斤小麦草粉碎物中加入8公斤的85℃热水，在90℃条件下，浸提1.5小时，浸提后降温到40～50℃左右，获得原浆液；
第二步：调节原浆液的pH至6.5，在原浆液中加入0.5％纤维素酶，在50℃温度条件下酶解6.5小时；
第三步：将上述经第二步酶解的原浆液调节pH至6.6，之后加入混合酶，混合酶中的碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶(U/U) ＝2∶7，在50℃温度条件下酶解10小时，之后在95℃条件下加热10min后终止酶解反应；
第四步：然后对酶解液离心分离，在离心力为5000×g条件下离心25min，得上清液，水解度达5％，蛋白利用率达87％；
第五步：将上述第四步中获得的上清液，在条件为真空度为0.09Pa，温度为60℃，经减压浓缩至固形物20％；
第六步：将上述第五步获得的浓缩液冷冻干燥，即得小麦草蛋白多肽粉。
实施例3
第一步：将小麦草粉碎，然后每公斤小麦草粉碎物中加入10公斤的85℃热水，在85℃条件下，浸提2小时，浸提后降温到40～50℃左右，获得原浆液；
第二步：调节原浆液的pH至7.0，在原浆液中加入0.5％纤维素酶，在40℃温度条件下酶解7.0小时；
第三步：将上述经第二步酶解的原浆液调节pH至7.0，之后加入混合酶，混合酶中的碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶(U/U)＝1∶7，在40℃温度条件下酶解12小时，之后在95℃条件下加热1Omin后终止酶解反应；
第四步：然后对酶解液离心分离，在离心力为6000×g条件下离心20min，得上清液，水解度达7％，蛋白利用率达85％；
第五步：将上述第四步中获得的上清液，在条件为真空度为0.095Pa，温度为55℃，经减压浓缩至固形物35％；
第六步：将上述第五步获得的浓缩液冷冻干燥，即得小麦草蛋白多肽粉。
实施例4
第一步：将小麦草粉碎，然后每公斤小麦草粉碎物中加入9公斤的90℃热水，在90℃条件下，浸提2小时，浸提后降温到40～50℃左右，获得原浆液；
第二步：调节原浆液的pH至6.5，在原浆液中加入0.4％纤维素酶，在55℃温度条件下酶解6.0小时；
第三步：将上述经第二步酶解的原浆液调节pH至6.6，之后加入混合酶，混合酶中的碱性蛋白酶∶复合蛋白酶(U/U)＝2∶5，在55℃温度条件下酶解9小时，之后在100℃条件下加热10min后终止酶解反应；
第四步：然后对酶解液离心分离，在离心力为5000×g条件下离心30min，得上清液，水解度达8％，蛋白利用率达89％；
第五步：将上述第四步中获得的上清液，在条件为真空度为0.09Pa，温度为60℃，经减压浓缩至固形物20％；
第六步：将上述第五步获得的浓缩液冷冻干燥，即得小麦草蛋白多肽粉。
Claims (3)
1.一种小麦草蛋白多肽提取工艺，其特征是，包括如下步骤：
(1)将小麦草粉碎，然后每公斤小麦草粉碎物中加入6～10公斤80～95℃的热水，在80～95℃条件下，浸提1～2小时，浸提后降温到40～50℃，得原浆液；
(2)调节原浆液的pH至6.0～7.0，在原浆液中加入原浆液质量的0.3％～0.5％纤维素酶，在40～60℃温度条件下酶解6.0～7.0小时，调节pH至6.6～7.5，之后加入混合酶，在40～55℃温度条件下酶解8～12小时，然后在95℃～100℃条件下加热5min～10min后终止酶解反应得酶解液；
(3)对酶解液离心分离得上清液，再将上清液经减压浓缩至固形物25～40％；最后冷冻干燥即得小麦草多肽蛋白粉；
所述混合酶是酶活单位比为碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶＝1～2∶7组成的混合酶。
2.根据权利要求1所述的一种小麦草蛋白多肽提取工艺，其特征是，所述步骤(1)中，每公斤小麦草加入8公斤80～95℃的热水，搅拌均匀，在温度90℃～95℃浸提1小时。
3.根据权利要求1所述的一种小麦草蛋白多肽提取工艺，其特征是，所述步骤(3)减压浓缩的条件为真空度为0.09～0.1Pa，温度为50～60℃。
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