CN101531700A - 一种玉米低聚肽及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玉米低聚肽及其制备方法，属于生物技术领域。本发明以玉米淀粉生产中的副产物玉米蛋白粉(俗称玉米黄粉，含60％左右的蛋白质)为原料，采用碱水处理，除去淀粉、油脂等杂质。得到高纯度玉米蛋白料渣，再以此为酶解底物，经预处理、酶水解、多级分离提纯、浓缩干燥等工艺，制备出具有食用价值和多种保健功能的玉米低聚肽粉。本发明的玉米低聚肽制备方法，具有原料易得、工艺简单、有较高的工业化可行性。制备出的玉米低聚肽样品，有较高粗蛋白质含量、分子量小，具有促进免疫调节、抗疲劳等多种生理活性，可作为新的功能性营养配料广泛地用于食品、保健食品等产品的开发与生产。

Description

一种玉米低聚肽及其制备方法

技术领域

本发明涉及以玉米蛋白粉为原料，经过蛋白质提纯、酶法水解、分离精制，制得高纯度玉米低聚肽粉，属生物技术领域。

背景技术

玉米作为三大粮食作物之一，在世界粮食结构中占有重要的地位。目前，中国的玉米年产量约为1.1亿吨，占世界总产量的20％，其中近400多万吨用来生产淀粉，淀粉糖及酒精等。玉米蛋白粉俗称黄粉，是玉米淀粉的副产物，其中所含蛋白质因缺少赖氨酸、色氨酸等人体必需氨基酸，所以其生物学价值低，一直未很好加以利用。

玉米蛋白粉作为玉米湿法加工淀粉时的主要副产物，是玉米经湿磨法工艺制得粗淀粉乳，再经蛋白质分离得到麸质水，经浓缩干燥而制得，其蛋白质含量大约在60％左右。玉米蛋白粉中除含有丰富的蛋白质外，还含有无机盐及多种维生素等其它成分。由于玉米淀粉组成复杂，口感粗糙，水溶性差，严重影响了其在食品工业中的应用。目前中国国内主要将玉米蛋白粉用于饲料工业或自然排放，每年自然排放的玉米蛋白质高达10万吨，既浪费了宝贵的粮食资源，又造成对环境的严重污染。因此提高玉米的利用率，最大程度地回收玉米蛋白，有着重要的社会经济意义。

玉米蛋白质主要由玉米醇溶蛋白(60％)，谷蛋白(22％)，球蛋白(1.2％)和白蛋白组成，其中主要成分玉米醇溶蛋白和谷蛋白是疏水性较强的蛋白质，不溶于水，对玉米蛋白的回收和利用造成困难。迄今为止，国内外对玉米蛋白粉深加工技术进行了长期不懈的研究，研究重点主要放在两个方面，一是除去杂质，提高蛋白质含量，利用其蛋白质独特的性质，在不同的领域加以应用；二是将蛋白质水解，增大其溶解性，进而加以利用，这些研究都取得不同程度的成果。用酶法将玉米蛋白水解制成小分子的玉米肽，使玉米蛋白完全溶解于水，使其在食品中的应用成为可能。新近的研究发现，玉米肽富含支链氨基酸，具有在肌肉中促进蛋白质合成和抑制蛋白质分解的作用，可用于运动员食品和临床营养品；玉米肽还含有大量丙氨酸，可使身体吸收乙醇的速度减慢，并能促进酒精代谢，减少其毒性，可大大减少饮酒引起的急性酒精中毒的发生率。另外，玉米肽具有降低血压、降血脂、辅助治疗肝病和乳腺癌等生理活性作用。因此，开发玉米肽已成为玉米综合利用研究的一个新的发展方向。张晓峰等(食品研究与开发，2007.7)以玉米蛋白粉(蛋白质含量62％)为原料，用碱性蛋白酶AlcalaseAF2.4L和风味蛋白酶进行水解，通过2h的水解反应，用6000分子截留量的超滤膜过滤、浓缩、喷雾干燥，制得玉米短肽干粉，得率为50％。这项玉米肽制备技术中，没有对原料玉米蛋白粉进行提纯处理，玉米肽的纯度在50％左右；陈延丽等(粮食与饲料工业，2007.2)以玉米蛋白粉为原料，用碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶进行酶解反应，水解3h，再经离心分离，脱色脱臭，冷冻干燥，粉碎，得到玉米肽干粉，得率为65％。此研究中亦没有对原料玉米蛋白粉进行提纯处理，最后得到的玉米肽纯度仅在50％左右；同时采用冷冻干燥，产品的制造成本较高，工业化生产难以实现。张学忠等(专利号：200310115958.7)用玉米蛋白粉为原料，经调酸或调碱除去杂质，用碱性蛋白酶酶解、离心、浓缩、干燥精制成粉末状玉米肽，并在此基础上进行了动物抗疲劳试验，有一定的效果。这项发明是建立在实验室规模上的，专利上没有说明所制备的玉米肽的粗蛋白质含量和肽的分子量分布数据。

本发明旨在以普通玉米蛋白粉，即黄粉为原料，用酶水解玉米蛋白，再通过多种分离技术分离提纯，制备出高纯度玉米低聚肽粉，其粗蛋白含量超过85％，低聚肽的分子量分布在2000Da以下，使其成为新的食品和保健食品配料。

发明内容

由于玉米蛋白粉的杂质较多，颜色发黄并带有令人不愉快的异臭味，限制了其在食品工业上的应用。因此，本发明对玉米蛋白粉进行脱脂、脱淀粉等处理使蛋白质含量提高到85％以上，然后以提纯后的玉米蛋白料为酶解底物，经蛋白酶酶解、精制提纯、浓缩干燥等步骤制成粗蛋白含量在85％以上，分子量分布在2000Da以下的玉米低聚肽粉。

具体实施方式

以100∶6～12(L∶kg)的液料比用水与玉米蛋白粉混配调浆，调整pH范围为8～10，加热至50～80℃并保温水浴搅拌20～60min；将料液经过离心分离操作后弃去清夜，留用渣料；由于一次离心分离不充分，再将渣料加水稀释，加热至50～80℃并保温水浴搅拌混合20～60min，离心分离，弃去清液，留用渣料。以100∶40～50的水渣比调浆，接着使用蛋白酶进行酶解。首先使用碱性蛋白酶酶解，酶解条件为底物浓度为4％～10％，酶用量为5％～8％，温度为45℃～60℃，pH为7～9，酶解时间3～5h；然后使用中性蛋白酶酶解，酶解条件为底物浓度为4％～10％，酶用量为5％～8％，温度为35℃～55℃，pH为6～8，酶解时间3～5h。将酶解料液高温灭酶，离心分离，取清液经陶瓷膜以及卷式纳滤膜过滤，浓缩，最后干燥成粉。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

一是本发明先对玉米黄粉进行蛋白提纯，提高玉米蛋白的含量至85％以上；

二是本发明以高纯度玉米蛋白为酶解原料，而非直接以蛋白含量较低的普通玉米蛋白酶解，提高了酶解的效率，以及减轻了后续分离纯化的难度；

三是本发明酶解制备玉米低聚肽使用两步蛋白酶酶解，分别使用碱性蛋白酶和中性蛋白酶，酶解充分，使玉米低聚肽尽可能多地从蛋白中释放出来，所得到的低聚肽的分子量更小；

四是本发明通过离心、过滤、浓缩和干燥等处理对酶解液进行分离纯化，精制出玉米低聚肽，提高了玉米低聚肽的纯度和品质。

下面结合实施例，对本发明做进一步详细说明。

发明人对本发明进行了深入的创造性研究和试验，有许多成功的实施例，下面列举其中三例。

实施例一

第一步取玉米蛋白粉150g，加入2.5Kg水，搅拌混合均匀；

第二步用NaOH溶液调节料液至pH8，将料液加热至60℃，并保温搅拌60min；

第三步将料液离心分离，弃去清夜，留用渣料；

第四步在渣料中加水2.5Kg，搅拌混合均匀，60℃保温搅拌60min；

第五步将料液离心分离，弃去清液，留用渣料；

第六步在渣料中加2Kg水，搅拌混合均匀；

第七步用NaOH溶液调节料液至pH8，将料液加热至60℃，然后加入1g碱性蛋白酶，酶解3h；

第八步用HCL溶液调节料液至pH7，将料液温度降至45℃，然后加入1g中性蛋白酶，酶解5h；

第九步将料液加热至90℃，保持10min灭酶；

第十步将酶解液离心分离，留用清液；

第十一步将清液过陶瓷膜，除去大分子蛋白，留用清液；

第十二步将清液过卷式纳滤膜，去除部分盐离子和游离氨基酸；

第十三步浓缩，干燥成粉，制得36.7g玉米低聚肽，得率24％。

实施例二

第一步取1500g的玉米蛋白粉，加入15Kg水，搅拌混合均匀；

第二步用NaOH溶液调节料液至pH10，将料液加热至80℃，保温搅拌40min；

第三步将料液离心分离，弃去清夜，留用渣料；

第四步在渣料加15Kg水，80℃保温搅拌40min；

第五步将料液离心分离，弃去清夜，收集渣料；

第六步在渣料中加入25Kg水，搅拌混合均匀；

第七步用NaOH溶液调节料液至pH8.5，将料液加热至55℃，然后加入15g碱性蛋白酶，酶解4h；

第八步用HCL溶液调节料液至pH7.5，将料液温度降至50℃，然后加入15g中性蛋白酶，酶解8h；

第九步将料液加热至90℃，保持20min灭酶；

第十步将酶解液离心分离，留用清液；

第十一步将清液过陶瓷膜，除去大分子蛋白，留用清液；

第十二步将清液过卷式纳滤膜，除去部分盐离子和游离氨基酸；

第十三步浓缩，干燥成粉，制得326g玉米低聚肽粉，得率22.3％。

实施例三

对实例一、二中制得的玉米低聚肽粉进行分析检测，其粗蛋白含量87.3％，脂肪含量1.5％，分子量分布如下：

 

分子量范围	峰面积百分比	数均分子量	重均分子量
				>3000	0.27	3455	3511
3000～2000	2.88	2280	2304
				2000～1000	16.80	1288	1337
1000～500	41.91	707	736
				500～130	29.54	269	312
<130	8.60	/	/

Claims (5)

1、一种玉米低聚肽及其制备方法，其特征在于玉米蛋白质的提纯工艺，以100∶6～12的液料比用水与玉米蛋白粉混合均匀，调整pH至8～10，加热至50～80℃并保温搅拌20～60min，冷却至室温。将液料离心分离，弃去清液，留用渣料。取渣料，以100∶40～50水渣比加水搅拌，加热至50～80℃并保温搅拌20～60min。将液料离心分离，弃去清夜，留用渣料；再以100∶40～50水渣比加水搅拌，得到高纯度玉米蛋白液料。

2、根据权利要求1所述的一种玉米低聚肽及其制备方法，其特征在于以提纯后的玉米蛋白液为酶解底物，用蛋白酶水解，所使用的酶为碱性蛋白酶和中性蛋白酶。

3、根据权利要求1、2所述的一种玉米低聚肽及其制备方法，其特征在于以高纯度玉米蛋白液料为酶解底物，先用碱性蛋白酶酶解，酶解条件为底物浓度为4％～10％，酶用量为5％～8％，温度为40℃～60℃，pH8～10，酶解时间1～5h；再用中性蛋白酶酶解，酶解条件为底物浓度为4％～10％，酶用量为5％～8％，温度为35℃～55℃，pH为6～8，酶解时间6～10h。

4、根据权利要求1、2、3所述的一种玉米低聚肽及其制备方法，其特征在于酶解后的料液通过离心分离、过滤、浓缩和干燥等处理，制备出粉末状的玉米低聚肽。

5、根据权利要求1、2、3、4所述的一种玉米低聚肽及其制备方法，制备出的玉米低聚肽粉，其特征在于其粗蛋白含量在85％以上，低聚肽的分子量分布在2000Da以下。