CN101755995A - 酪蛋白磷酸肽铁的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及酪蛋白磷酸肽铁的制备方法，该方法以酪蛋白为原料，经胰蛋白酶水解后得酪蛋白磷酸肽，酪蛋白磷酸肽与氯化亚铁溶液在一定条件下反应，螯合制得铁元素含量大于0.7％(w/w)的酪蛋白磷酸肽铁。酪蛋白磷酸肽铁常温下呈固态的浅黄色粉末，无味，可溶于水。本发明酪蛋白磷酸肽与铁的螯合率可达96％，酪蛋白磷酸肽铁中铁元素含量达0.7％以上。酪蛋白磷酸肽铁可作为一种新型有机铁营养强化剂在食品中应用；参照我国《食品营养强化剂使用卫生标准》(GB14880)中规定，可用于谷类及其制品、饮料、乳制品、婴幼儿食品及其他保健品或动物饲料中；在谷类及其制品中的用量为0.5％～1％、在饮料中的用量为0.02％～0.03％、在乳制品和婴幼儿食品中的用量为1％～2％。
Description
技术领域
本发明涉及酪蛋白磷酸肽与还原型二价铁螯合的制备工艺。
背景技术
铁缺乏是世界范围内最常见的营养不良，据世界卫生组织(1997)估计，世界上有40～50亿人处于铁缺乏的状态，占世界总人口的66％～80％，其中有超过30％的人患有贫血。铁缺乏和贫血也是危害我国妇女和儿童的重要营养缺乏病，2002年第四次全国营养调查结果显示，我国居民贫血发生率为20.1％，缺铁性贫血已经成为我国迫切需要解决的公共卫生问题之一。人体每日适宜的铁摄入量为成人男性每天参考摄入15mg，女性20mg，如摄入不足则需通过补铁剂等获得铁的补充以达到营养平衡。
通过食物强化解决铁等微营养不良问题是国际公认的最经济、有效的方法。国际上(WHO/FAO)批准使用的补铁制剂约有20余种，我国(《食品营养强化剂使用卫生标准》(GB14880))已批准使用的铁营养强化剂品种有硫酸亚铁、乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、柠檬酸亚铁、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵、富马酸亚铁、还原铁、电解铁、碳酸亚铁、柠檬酸亚铁、琥珀酸亚铁、甘氨酸亚铁、焦磷酸铁、乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)等共17种。目前主要应用在面粉、大米、婴幼儿配方食品、婴幼儿辅食营养补充品、乳及乳制品、酱油、鱼露、咖啡粉、糖和饼干等食品的营养强化中。不同铁营养强化剂的特性和应用价值存在很大差异，衡量铁营养强化剂优劣的原则是强化剂的生物利用率和加入后对食物的颜色和味道的影响。铁的效价、溶解度决定了食品中铁的生物利用率，一般来说，二价铁比三价铁更有利于人体吸收，有机铁比无机铁对肠胃刺激性小且易于吸收，血红素铁较非血红素铁易于吸收等。为此，研究者一直在致力于新型补铁材料的开发，利用生物技术开发新型高效铁营养强化剂为重要方向。如血红素铁、乳铁蛋白、富铁酵母、富铁豆芽、富铁螺旋藻、氨基酸螯合铁等多种产品被研制并投放市场。
酪蛋白磷酸肽(CPP)是以牛乳酪蛋白为原料，经酶水解，再经分离纯化而得到的含有成簇磷酸丝氨酸残基的一族多肽。研究证实，酪蛋白磷酸肽具有极强的促钙、促铁吸收活性。如我国学者牟光庆等人曾研究证实，在贫血大鼠的饲料中添加CPP，具有加快血红蛋白恢复速度、提高铁的溶解性、促进铁吸收的功效。
根据酪蛋白磷酸肽具有促进铁吸收的功能特性，开发酪蛋白磷酸肽铁作为新型补铁制剂材料，具有生物利用率高、适口性好的显著特点，其产品应用前景广阔。
目前，关于酪蛋白磷酸肽(CPP)与铁螯合的技术仅有零星初步探索研究报道，本发明技术首次建立了经酪蛋白与还原型二价铁螯合制备酪蛋白磷酸肽铁的工艺，获得一种新型有机铁营养强化剂。
发明内容
为了获得由酪蛋白磷酸肽与还原型二价铁螯合制备的酪蛋白磷酸肽铁，本发明提供一种酪蛋白磷酸肽铁的制备方法。
酪蛋白磷酸肽铁的制备方法包括以下操作步骤：
步骤一：取200g～250g脱脂奶粉溶于去离子水中，定容至1000mL，得浓度为20％～25％的脱脂奶，用0.5mol/L的盐酸溶液将脱脂奶pH值调至4.6，在3500r/min条件下离心5min～8min，弃去上清液，再加2倍体积的去离子水洗涤，3500r/min条件下离心5min～8min，弃去上清液，得酪蛋白沉淀物；
步骤二：取酪蛋白沉淀物19g～21g，用去离子水定容至100mL，得浓度为5％的酪蛋白溶液，再加入0.05g活力单位为250000μ/g的胰蛋白酶(EC3.4.21.4)，放置于58℃～60℃水浴锅中，用0.5mol/L的氢氧化钠溶液调pH值至7.3～7.5，58℃～60℃保温酶解2.5h，即用90℃～100℃水浴处理8min～5min灭酶活，得酶解液；
步骤三：用0.5mol/L的盐酸溶液将酶解液pH值调至4.6，在5000r/min条件下离心15min，取上清液，得每毫升含酪蛋白磷酸肽0.01g～0.02g的酪蛋白酶解液。
步骤四：准确称取0.0198g氯化亚铁溶于1000mL去离子水中得10-4mol/L的氯化亚铁溶液。取氯化亚铁溶液100mL，用0.001mol/L的盐酸溶液调pH值至3.0～7.0，再加入步骤三所得的酪蛋白酶解液5mL，置于30℃～70℃水浴锅中螯合，螯合反应40min～180min后取出，50℃条件下干燥得酪蛋白磷酸肽铁螯合物。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
1、本发明酪蛋白磷酸肽与铁的螯合率可达96％，酪蛋白磷酸肽铁中铁元素含量达0.7％以上。获得的酪蛋白磷酸肽铁常温下呈固态的浅黄色粉末，无味，可溶于水。
2、本发明所制得的酪蛋白磷酸肽铁可作为一种新型有机铁营养强化剂在食品中应用。参照我国《食品营养强化剂使用卫生标准》(GB14880)中规定，本产品可用于谷类及其制品、饮料、乳制品、婴幼儿食品及其他保健品或动物饲料中；在谷类及其制品中的用量为0.5％～1％、在饮料中的用量为0.02％～0.03％、在乳制品和婴幼儿食品中的用量为1％～2％。亦可进一步研究作为补铁生物制剂的有效成分。
3、本发明方法操作简单、方便。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。
实施例1：
制备酪蛋白磷酸肽螯合铁的工艺路线如下：
具体包括以下操作步骤：
步骤一：取200g～250g脱脂奶粉溶于去离子水中，定容至1000mL，得浓度为20％～25％的脱脂奶，用0.5mol/L的盐酸(HCl)溶液将脱脂奶pH值调至4.6，在3500r/min条件下离心5min～8min，弃去上清液，再加2倍体积的去离子水洗涤，3500r/min条件下离心5min～8min，弃去上清液，得酪蛋白沉淀物；
步骤二：取酪蛋白沉淀物19g～21g(含酪蛋白5g)，用去离子水定容至100mL，得浓度为5％的酪蛋白溶液，再加入0.05g活力单位为250000μ/g的胰蛋白酶(EC3.4.21.4，250000μ/g)，放置于58℃～60℃水浴锅中，用0.5mol/L的氢氧化钠(NaOH)溶液调pH值至7.3～7.5，58℃～60℃保温酶解2.5h，即用90℃～100℃水浴处理8min～5min灭酶活，得酶解液；
步骤三：用0.5mol/L的盐酸(HCl)溶液将酶解液pH值调至4.6，在5000r/min条件下离心15min，取上清液，得每毫升含酪蛋白磷酸肽(CPP)0.01g～0.02g的酪蛋白酶解液；
步骤四：准确称取0.0198g氯化亚铁(FeCl2·4H2O)溶于1000mL去离子水中得10-4mol/L的氯化亚铁溶液。取氯化亚铁溶液100mL，用0.001mol/L的盐酸(HCl)溶液调pH值至3.0～7.0，再加入步骤三所得的酪蛋白酶解液5mL，使每毫升含酪蛋白磷酸肽0.0144g，置于30℃～70℃水浴锅中螯合，螯合反应40min～180min后取出，50℃条件下干燥得酪蛋白磷酸肽铁螯合物。
实施例2：
步骤四的螯合条件为：调pH值至4.0，水浴螯合温度40℃，螯合时间100min。
其它操作工艺方法同实施例1。
实施例3：
步骤四的螯合条件为：调pH值至5.0，水浴螯合温度70℃，螯合时间100min。
其它操作工艺方法同实施例1。
实施例4：
步骤四的螯合条件为：调pH值至6.0，水浴螯合温度60℃，螯合时间120min。
其它操作工艺方法同实施例1。
实施例5：
步骤四的螯合条件为：调pH值至4.0，水浴螯合温度70℃，螯合时间160min。
其它操作工艺方法同实施例1。
实施例6：
步骤四的螯合条件为：调pH值至7.0，水浴螯合温度40℃，螯合时间180min。
其它操作工艺方法同实施例1。
实施例7：
步骤四的螯合条件为：调pH值至3.0，水浴螯合温度30℃，螯合时间60min。
其它操作工艺方法同实施例1。
实施例8：
步骤四的螯合条件为：调pH值至6.0，水浴螯合温度50℃，螯合时间120min。
其它操作工艺方法同实施例1。
实施例9：
步骤四的螯合条件为：调pH值至4.0，水浴螯合温度50℃，螯合时间80min。
其它操作工艺方法同实施例1。
实施例10：
步骤四的螯合条件为：调pH值至7.0，水浴螯合温度60℃，螯合时间40min。
其它操作工艺方法同实施例1。
Claims (1)
1.酪蛋白磷酸肽铁的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：
步骤一：取200g～250g脱脂奶粉溶于去离子水中，定容至1000mL，得浓度为20％～25％的脱脂奶，用0.5mol/L的盐酸溶液将脱脂奶pH值调至4.6，在3500r/min条件下离心5min～8min，弃去上清液，再加2倍体积的去离子水洗涤，3500r/min条件下离心5min～8min，弃去上清液，得酪蛋白沉淀物；
步骤二：取酪蛋白沉淀物19g～21g，用去离子水定容至100mL，得浓度为5％的酪蛋白溶液，再加入0.05g活力单位为250 000μ/g的胰蛋白酶(EC3.4.21.4)，放置于58℃～60℃水浴锅中，用0.5mol/L的氢氧化钠溶液调pH值至7.3～7.5，58℃～60℃保温酶解2.5h，即用90℃～100℃水浴处理8min～5min灭酶活，得酶解液；
步骤三：用0.5mol/L的盐酸溶液将酶解液pH值调至4.6，在5000r/min条件下离心15min，取上清液，得每毫升含酪蛋白磷酸肽0.01g～0.02g的酪蛋白酶解液；
步骤四：准确称取0.0198g氯化亚铁溶于1000mL去离子水中得10-4mol/L的氯化亚铁溶液，取氯化亚铁溶液100mL，用0.001mol/L的盐酸溶液调pH值至3.0～7.0，再加入步骤三所得的酪蛋白酶解液5mL，置于30℃～70℃水浴锅中螯合，螯合反应40min～180min后取出，50℃条件下干燥得酪蛋白磷酸肽铁螯合物。
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