CN102308903B - 一种玉米多肽的工业化生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种玉米多肽的工业化生产方法，包括如下步骤：预处理工段，用高压泵迅速把调好的浆液打入高压喷射器；酶解脱色工段，加入碱性蛋白酶开始酶解；超滤工段；浓缩干燥工段。本发明采用玉米蛋白粉夹杂着蒸汽从喷射器中高速喷出，使蛋白的作用位点充分暴露出来，大大提高了水解效果；高温处理后又加入淀粉酶，减少了副反应，降低了产品的色泽，提高了产品纯度；省去了复杂的除盐工序，从而使产品的灰分明显降低。
Description
技术领域
本发明属于农产品加工中副产物的深开发利用领域，具体涉及一种采用酶法降解玉米蛋白粉制备玉米多肽的工业化生产方法。
背景技术
玉米蛋白粉是玉米湿法淀粉厂生产淀粉的主要副产物，含蛋白质60％以上，是回收蛋白质的良好原料。然而，玉米蛋白粉中的蛋白以醇溶蛋白为主，使之具有很强的疏水性，是高憎水蛋白，水溶性很差，限制了它在食品中的应用，国内90％以上都作为饲料廉价出售。今年来大量的实验和研究表明，用酶水解玉米蛋白粉使其成为可溶性肽是可行的，玉米蛋白特有的氨基酸组成，使得到的可溶性肽具有多种生物功能，如醒酒、护肝、抗氧化、抗疲劳等，可制备功能性食品和肽类药品，大大提高玉米的附加值。
国内已将玉米的综合开发列为国家重点开发项目，许多研究人员已对玉米蛋白粉的综合利用包括玉米醇溶蛋白，酶水解制备功能短肽和氨基酸，提取玉米黄色素等。其中酶水解制备功能短肽成为较热门的课题，国内个别厂家已经出现小批量生产，然而，在实际生产中遇到的一些棘手问题，限制了其大规模生产和应用，如产品苦味的去除和掩盖，产品灰分的偏高，多肽收率和纯度偏低等，要解决以上这些问题，不仅工艺复杂，而且设备投资较大。
常见的预处理方法有：常压在80～90℃下加淀粉酶水解去除淀粉，此方法蛋白变性不彻底，水解效果一般；挤压膨化蛋白变性彻底，但淀粉没去除，副反应产生有色物质，产品色泽深；高压锅蒸煮对设备要求严格，且操作不便。
发明内容
本发明的目的是一种工艺简单，以氢氧化钙维持反应体系PH，酶法制取生物多肽的工业化生产方法。
为了达到上述目的采用以下技术方案：一种玉米多肽的工业化生产方法，包括如下步骤：
1)预处理工段：
①玉米蛋白粉按质量体积比1∶5～15的比例加水调浆，高速搅拌；
②用高压泵迅速把调好的浆液打入高压喷射器，喷射温度控制在120～125℃，在蛇形管中保温30～60min，真空闪冷，PH调为6.0～6.5，加入淀粉酶，搅拌，保温酶解；
③酶解结束后固液分离；
2)酶解脱色工段：
①向预处理好的玉米蛋白粉中加入去离子水，升温至55～65℃保温，调PH至7.5～8.0，加入碱性蛋白酶开始酶解；
②酶解结束后，调PH至6.0～7.0，升温灭酶；
③灭酶后固液分离，收集滤液，加入活性炭，加热升温至75～85℃，保温并过滤收集滤液；
3)超滤工段：
将脱色后的滤液先经过过滤器后，再进行超滤；
4)浓缩干燥工段
将过滤液浓缩，离心去除沉淀，收集料液进行喷雾干燥，过筛并计量包装。
其具体步骤如下：
1)预处理工段：
①玉米蛋白粉过80目筛，筛下物按质量体积比1∶10的比例加水调浆，高速搅拌40min；
②真空闪冷至95～98℃，用酸调PH为6.0～6.5，按每克玉米蛋白粉加入600ug淀粉酶的量加入淀粉酶，搅拌，保温酶解60～120min；
③酶解结束后固液分离，用60～80℃的热水洗涤一次，再固液分离一次；
2)酶解脱色工段：
①向预处理好的玉米蛋白粉中加入去离子水，浓度调为10％，升温至55～65℃保温，用碱调PH至7.5～8.0，按2～4％的比例加入Alcalase2.4L碱性蛋白酶开始酶解，酶解时间为60～90min；
②酶解结束后，用酸调PH至6.0～7.0，升温至85℃，维持10min灭酶；
③灭酶后固液分离，收集滤液，按1％～1.5％的质量体积比加入活性炭，加热升温至75～85℃，保温30min，过滤收集滤液；
3)超滤工段：
将脱色后的滤液先经过一组精密过滤器后，再进行超滤，对多肽分子量进行分级截留，得到1000D分子量的透析液；分子量较大的肽截留液，返回到酶解工段，重新酶解；
4)浓缩干燥工段：
将膜过滤液浓缩至折光浓度40％～50％，离心去除沉淀，收集料液进行喷雾干燥，过40～60目筛，计量包装，得到玉米多肽产品。
所述的酸为硫酸，所述的碱为氢氧化钙。
所述的淀粉酶为耐高温a-淀粉酶，活力为20000U/ml。
所述的超滤中的超滤膜分子量为1000Da。
本发明采用玉米蛋白粉夹杂着蒸汽从喷射器中高速喷出，使玉米蛋白粉颗粒彻底分散于溶液中，同时在高温条件下，蛋白粉充分变性，使蛋白的作用位点充分暴露出来，大大提高了水解效果，蛋白的提取率可达60％以上；高温处理后又加入淀粉酶，使物料中的淀粉完全水解，又经固液分离，原料中的淀粉和糖被分离出来，减少了副反应，降低了产品的色泽，提高了产品纯度；省去了复杂的除盐工序，采用氢氧化钙调节PH，利用Ca(OH)2微溶的性质，浓缩后会沉淀析出，然后离心除去，从而使产品的灰分明显降低，达到3％以下。
具体实施方式
实施例1
1)预处理工段：
①玉米蛋白粉按质量体积比1∶5～15的比例加水调浆，高速搅拌；
②用高压泵迅速把调好的浆液打入高压喷射器，喷射温度控制在120～125℃，在蛇形管中保温30～60min，真空闪冷，PH调为6.0～6.5，加入淀粉酶，搅拌，保温酶解；
③酶解结束后固液分离；
2)酶解脱色工段：
①向预处理好的玉米蛋白粉中加入去离子水，升温至55～65℃保温，调PH至7.5～8.0，加入碱性蛋白酶开始酶解；
②酶解结束后，调PH至6.0～7.0，升温灭酶；
③灭酶后固液分离，收集滤液，加入活性炭，加热升温至75～85℃，保温并过滤收集滤液；
3)超滤工段：
将脱色后的滤液先经过过滤器后，再进行超滤；
4)浓缩干燥工段
将过滤液浓缩，离心去除沉淀，收集料液进行喷雾干燥，过筛并计量包装。
实施例2
一种玉米多肽的工业化生产方法，具体步骤如下：
1)预处理工段：
①玉米蛋白粉过80目筛，筛下物按质量体积比1∶5的比例加水调浆，高速搅拌40min；
②真空闪冷至95～98℃，用酸调PH为6.0～6.5，按每克玉米蛋白粉加入600ug淀粉酶的量加入淀粉酶，搅拌，保温酶解60～120min；
③酶解结束后固液分离，用60～80℃的热水洗涤一次，再固液分离一次；
2)酶解脱色工段：
①向预处理好的玉米蛋白粉中加入去离子水，浓度调为10％，升温至55～65℃保温，用碱调PH至7.5～8.0，按2～4％的比例加入Alcalase2.4L碱性蛋白酶开始酶解，酶解时间为60～90min；
②酶解结束后，用酸调PH至6.0～7.0，升温至85℃，维持10min灭酶；
③灭酶后固液分离，收集滤液，按1％～1.5％的质量体积比加入活性炭，加热升温至75～85℃，保温30min，过滤收集滤液；
3)超滤工段：
将脱色后的滤液先经过一组精密过滤器后，再进行超滤，对多肽分子量进行分级截留，得到1000D分子量的透析液；分子量较大的肽截留液，返回到酶解工段，重新酶解；
4)浓缩干燥工段：
将膜过滤液浓缩至折光浓度40％～50％，离心去除沉淀，收集料液进行喷雾干燥，过40～60目筛，计量包装。
其他同实施例1。
实施例3
一种玉米多肽的工业化生产方法，具体步骤如下：
1)预处理工段：
①玉米蛋白粉过80目筛，筛下物按质量体积比1∶15的比例加水调浆，高速搅拌40min；
②真空闪冷至96℃，用硫酸调PH为6.3，按每克玉米蛋白粉加入600ug淀粉酶的量加入耐高温a-淀粉酶，活力为20000U/ml，搅拌，保温酶解100min；
③酶解结束后固液分离，用70℃的热水洗涤一次，再固液分离一次；
2)酶解脱色工段：
①向预处理好的玉米蛋白粉中加入去离子水，浓度调为10％，升温至60℃保温，用氢氧化钙调PH至7.5，按3％的比例加入Alcalase2.4L碱性蛋白酶开始酶解，酶解时间为80min；
②酶解结束后，用硫酸调PH至6.5，升温至85℃，维持10min灭酶；
③灭酶后固液分离，收集滤液，按1.2％的质量体积比加入活性炭，加热升温至85℃，保温30min，过滤收集滤液；
3)超滤工段：
将脱色后的滤液先经过一组精密过滤器后，再进行超滤，对多肽分子量进行分级截留，得到1000D分子量的透析液；分子量较大的肽截留液，返回到酶解工段，重新酶解；
4)浓缩干燥工段：
将膜过滤液浓缩至折光浓度40％～50％，离心去除沉淀，收集料液进行喷雾干燥，过60目筛，计量包装。
实施例4
一种玉米多肽的工业化生产方法，具体步骤如下：
1)预处理工段：
①玉米蛋白粉过80目筛，筛下物按质量体积比1∶7的比例加水调浆，高速搅拌40min；
②真空闪冷至96℃，用硫酸调PH为6.0，按每克玉米蛋白粉加入600ug淀粉酶的量加入耐高温a-淀粉酶，活力为20000U/ml，搅拌，保温酶解90min；
③酶解结束后固液分离，用80℃的热水洗涤一次，再固液分离一次；
2)酶解脱色工段：
①向预处理好的玉米蛋白粉中加入去离子水，浓度调为10％，升温至60℃保温，用氢氧化钙调PH至7.8，按3％的比例加入Alcalase2.4L碱性蛋白酶开始酶解，酶解时间为60min；
②酶解结束后，用硫酸调PH至6.5，升温至85℃，维持10min灭酶；
③灭酶后固液分离，收集滤液，按1.5％的质量体积比加入活性炭，加热升温至80℃，保温30min，过滤收集滤液；
3)超滤工段：
将脱色后的滤液先经过一组精密过滤器后，再进行超滤，对多肽分子量进行分级截留，得到1000D分子量的透析液；分子量较大的肽截留液，返回到酶解工段，重新酶解；
4)浓缩干燥工段：
将膜过滤液浓缩至折光浓度50％，离心去除沉淀，收集料液进行喷雾干燥，过60目筛，计量包装。
实施例5
一种玉米多肽的工业化生产方法，具体步骤如下：
1)预处理工段：
①玉米蛋白粉过80目筛，筛下物按质量体积比1∶10的比例加水调浆，高速搅拌40min；
②真空闪冷至96℃，用硫酸调PH为6.5，按每克玉米蛋白粉加入600ug淀粉酶的量加入耐高温a-淀粉酶，活力为20000U/ml，搅拌，保温酶解80min；
③酶解结束后固液分离，用75℃的热水洗涤一次，再固液分离一次；
2)酶解脱色工段：
①向预处理好的玉米蛋白粉中加入去离子水，浓度调为15％，升温至60℃保温，用氢氧化钙调PH至8.0，按3％的比例加入Alcalase2.4L碱性蛋白酶开始酶解，酶解时间为70min；
②酶解结束后，用硫酸调PH至6.0，升温至85℃，维持10min灭酶；
③灭酶后固液分离，收集滤液，按1.0％的质量体积比加入活性炭，加热升温至85℃，保温30min，过滤收集滤液；
3)超滤工段：
将脱色后的滤液先经过一组精密过滤器后，再进行超滤，对多肽分子量进行分级截留，得到1000D分子量的透析液；分子量较大的肽截留液，返回到酶解工段，重新酶解；
4)浓缩干燥工段：
将膜过滤液浓缩至折光浓度48％，离心去除沉淀，收集料液进行喷雾干燥，过40目筛，计量包装。
Claims (2)
1.一种玉米多肽的工业化生产方法，其特征是包括如下步骤：
1)预处理工段：
①玉米蛋白粉过80目筛，筛下物按质量体积比1∶5～15的比例加水调浆，高速搅拌40min；
②用高压泵迅速把调好的浆液打入高压喷射器，喷射温度控制在120～125℃，在蛇形管中保温30～60min，真空闪冷至95～98℃，用酸调p H为6.0～6.5，按每克玉米蛋白粉加入600μg淀粉酶的量加入耐高温α -淀粉酶，搅拌，保温酶解60～120min；
③酶解结束后固液分离，用60～80℃的热水洗涤一次，再固液分离一次；
2)酶解脱色工段：
①向预处理好的玉米蛋白粉中加入去离子水，浓度调为10％，升温至55～65℃保温，用氢氧化钙调p H至7.5～8.0，按2～4％的比例加入Alcalase2.4L碱性蛋白酶开始酶解，酶解时间为60～90min；
②酶解结束后，用酸调p H至6.0～7.0，升温至85℃，维持10min灭酶；
③灭酶后固液分离，收集滤液，按1％～1.5％的质量体积比加入活性炭，加热升温至75～85℃，保温30min，过滤收集滤液；
3)超滤工段：
将脱色后的滤液先经过一组精密过滤器后，再进行超滤，对多肽分子量进行分级截留，得到1000D分子量的透析液；分子量较大的肽截留液，返回到酶解工段，重新酶解；
4)浓缩干燥工段：
将膜过滤液浓缩至折光浓度40％～50％，离心去除沉淀，收集料液进行喷雾干燥，过40～60目筛，计量包装。
2.根据权利要求1所述的玉米多肽的工业化生产方法，其特征是：所述的酸为硫酸。
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