CN103045707A - 一种连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法 - Google Patents

一种连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法。该方法是以碱性蛋白酶和大米蛋白为主要原料进行酶解反应，通过超滤膜、纳滤膜、喷雾干燥，得到大米蛋白活性多肽。本发明与现有技术比较的益效：本发明可避免过度酶解导致产品呈苦味的现象，蛋白酶经固定化后，可循环利用，提高酶的利用率，并可实现连续化生产。该方法制备的活性多肽纯度高，安全无害，原料来源广泛，制造成本低，在食品、化妆保健、医药领域具有很高推广价值。

Description

一种连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法
技术领域
本发明属于谷物副产物深加工技术领域，具体是一种连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法。
背景技术
人体新陈代谢产生的自由基对机体组织细胞具有很强的杀伤作用，可引起细胞死亡和组织损伤，如动脉粥样硬化、癌症、肺损伤和衰老等。抗氧化肽类作为一种非酶促类抗氧化剂，因其生物活性和安全性高而成为近年来研究的热点。
我国的稻谷产量居世界首位，稻谷深加工环节中产生的大米蛋白具有较高的生物学价值。大米蛋白是一种优质的植物蛋白，具有氨基酸组成平衡合理，口感温和，低过敏性和降低胆固醇等优点；而且大米多肽中含有人体所需定额的各种氨基酸，配比合理，符合WHO/FAO推荐的理想模式。大米活性多肽除了具有一般大米蛋白的营养作用外，在消化吸收和保健功能方面有了进一步的提高。从消化过程来看，大米多肽粉中的小肽在人体内消化吸收比蛋白质、游离氨基酸消化吸收速度要快。通过控制酶解条件，获得具有生物活性的多肽，能有效清除羟自由基的、修复受损病变细胞、激活衰老细胞、调节细胞生命周期、延缓衰老及修复细胞间离子代谢通道，对人体各大系统的综合调节促进作用；应用于食品、化妆品保健、医药领域有很好市场前景。
但现有大米蛋白活性多肽的制备方法是间歇酶解法，然后进行真空浓缩、干燥制备工艺，间歇酶解法存在以下不足：蛋白酶利用率低，酶解过度导致产品苦味重，活性多肽的提取率低，能耗较高，颜色深，不能连续化生产。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有方法的不足，提供一种连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法是以碱性蛋白酶和大米蛋白为主要原料进行酶解反应，通过超滤膜、纳滤膜、喷雾干燥，得到大米蛋白活性多肽，操作步骤如下：
(1)将碱性蛋白酶溶于质量浓度为1~4%的海藻酸钠溶液中，经多孔离心盘的旋转离心，将酶液分散成小液滴并落入质量浓度为1.0~3.5%的CaCl2溶液中形成球状固定化酶，固化反应30min，40目滤网过滤回收固定化酶，酶活力为5000~15000IU/g，装入酶解反应器中；
(2)配置质量浓度为4~8%的大米蛋白溶液，用2mol/L的NaOH调节pH值至9，加热到55℃，然后倒入步骤（1）的酶解反应器中；
(3)酶解反应器与截留分子量为2000~7000Da、工作压力为0.08MPa的超滤膜系统通过循环泵连接，反应器排出料液经循环泵进入超滤膜进料口，料液连续循环进行酶解和膜过滤分离，同时往酶解反应器中补加大米蛋白溶液保持液位恒定，并用2mol/L NaOH溶液调节反应器中的料液pH值为9.0；收集超滤膜透过液即得大米蛋白活性多肽溶液。
(4)上步骤的大米蛋白活性多肽溶液经截留分子量为300~600Da的纳滤膜系统，浓缩至原蛋白溶液体积的1/6~1/3，经离心喷雾干燥得到粉状大米蛋白活性多肽；其中离心喷雾干燥进风温度为180℃，出风温度为80℃，进料速度2.0~5.0kg/h，进风量100~150m3/h。
本发明与现有技术比较的益效：本发明制备大米蛋白活性多肽的方法可实现连续化生产，安全无害，节能减排，成本低。产品具有抗氧化性、抗疲劳、降低胆固醇等功效；可广泛用于应用于食品加工、化妆保健品、医药等领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法，步骤如下：
(1)将碱性蛋白酶溶于质量浓度为4%的海藻酸钠溶液中，分散成小液滴并落入质量浓度为1.5%的CaCl2溶液中形成球状固定化酶，固化反应30min，40目滤网过滤回收固定化酶，酶活力为15000IU/g，装入酶解反应器中。碱性蛋白酶酶活力测定采用福林—酚方法。
(2)配置质量浓度为4%大米蛋白溶液，用2mol/L NaOH溶液调节pH值为9.0，加热恒温55℃，然后倒入酶解反应器中。
(3)酶解反应器与截留分子量为7000Da、工作压力为0.08MPa的超滤膜系统通过循环泵连接，反应器排出料液经循环泵进入超滤膜进料口，料液连续循环进行酶解和膜过滤分离，同时往酶解反应器中补加大米蛋白溶液保持液位恒定，并用2mol/L NaOH溶液调节反应器中的料液pH值为9.0。收集超滤膜透过液即得大米蛋白活性多肽溶液。当固定化酶活力下降到7000IU/g，更换固定化酶。
(4)大米蛋白活性多肽溶液经截留分子量为300Da的纳滤膜系统，浓缩至原蛋白溶液体积的1/3，经离心喷雾干燥得到粉状大米蛋白活性多肽。其中离心喷雾干燥进风温度为180℃，出风温度为80℃，进料速度5.0kg/h，进风量150m3/h。分子量范围为300~7000Da大米蛋白活性多肽的提取率达到73%。
实施例2
连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法，步骤如下：
(1)将碱性蛋白酶溶于质量浓度为1.0%的海藻酸钠溶液中，分散成小液滴并落入质量浓度为1.0%的CaCl2溶液中形成球状固定化酶，固化反应30min，40目滤网过滤回收固定化酶，酶活力为5000IU/g，装入酶解反应器中。碱性蛋白酶酶活力测定采用福林—酚方法。
(2)配置质量浓度为8%大米蛋白溶液，用2mol/L NaOH溶液调节pH值为9.0，加热恒温55℃，然后倒入酶解反应器中。
(3)酶解反应器与截留分子量为2000Da、工作压力为0.08MPa的超滤膜系统通过循环泵连接，反应器排出料液经循环泵进入超滤膜进料口，料液连续循环进行酶解和膜过滤分离，同时往酶解反应器中补加大米蛋白溶液保持液位恒定，并用2mol/L NaOH溶液调节反应器中的料液pH值为9.0。收集超滤膜透过液即得大米蛋白活性多肽溶液。当固定化酶活力下降到3000IU/g，更换固定化酶。
(4)大米蛋白活性多肽溶液经截留分子量为600Da的纳滤膜系统，浓缩至原蛋白溶液体积的1/6，经离心喷雾干燥得到粉状大米蛋白活性多肽。其中离心喷雾干燥进风温度为180℃，出风温度为80℃，进料速度2.0kg/h，进风量100m3/h。分子量范围为600~2000Da大米蛋白活性多肽的提取率达到46%。
实施例3
连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法，步骤如下：
(1)将碱性蛋白酶溶于质量浓度为2.5%的海藻酸钠溶液中，经多孔离心盘的旋转离心，分散成小液滴并落入质量浓度为3.5%的CaCl2溶液中形成球状固定化酶，固化反应30min，40目滤网过滤回收固定化酶，酶活力为9000IU/g，装入酶解反应器中。碱性蛋白酶酶活力测定采用福林—酚方法。
(2)配置质量浓度为6%大米蛋白溶液，用2mol/L NaOH溶液调节pH值为9.0，加热恒温55℃，然后倒入酶解反应器中。
(3)酶解反应器与截留分子量为4000Da、工作压力为0.08MPa的超滤膜系统通过循环泵连接，反应器排出料液经循环泵进入超滤膜进料口，料液连续循环进行酶解和膜过滤分离，同时往酶解反应器中补加大米蛋白溶液保持液位恒定，并用2mol/L NaOH溶液调节反应器中的料液pH值为9.0。收集超滤膜透过液即得大米蛋白活性多肽溶液。当固定化酶活力下降到5500IU/g，更换固定化酶。
(4)大米蛋白活性多肽溶液经截留分子量为400Da的纳滤膜系统，浓缩至原蛋白溶液体积的1/5，经离心喷雾干燥得到粉状大米蛋白活性多肽。其中离心喷雾干燥进风温度为180℃，出风温度为80℃，进料速度4.0kg/h，进风量130m3/h。分子量范围为400~4000Da大米蛋白活性多肽的提取率达到63%。

Claims (1)

1.一种连续酶解与二级膜过滤提纯制备大米蛋白活性多肽的方法，其特征在于，以碱性蛋白酶和大米蛋白为主要原料进行酶解反应，通过超滤膜、纳滤膜、喷雾干燥，得到大米蛋白活性多肽，操作步骤如下：
(1)将碱性蛋白酶溶于质量浓度为1~4%的海藻酸钠溶液中，经多孔离心盘的旋转离心，将酶液分散成小液滴并落入质量浓度为1.0~3.5%的CaCl2溶液中形成球状固定化酶，固化反应30min，40目滤网过滤回收固定化酶，酶活力为5000~15000IU/g，装入酶解反应器中；
(2)配置质量浓度为4~8%的大米蛋白溶液，用2mol/L的NaOH调节pH值至9，加热到55℃，然后倒入步骤（1）的酶解反应器中；
(3)酶解反应器与截留分子量为2000~7000Da、工作压力为0.08MPa的超滤膜系统通过循环泵连接，反应器排出料液经循环泵进入超滤膜进料口，料液连续循环进行酶解和膜过滤分离，同时往酶解反应器中补加大米蛋白溶液保持液位恒定，并用2mol/L NaOH溶液调节反应器中的料液pH值为9.0；收集超滤膜透过液即得大米蛋白活性多肽溶液；
(4)上步骤的大米蛋白活性多肽溶液经截留分子量为300~600Da的纳滤膜系统，浓缩至原蛋白溶液体积的1/6~1/3，经离心喷雾干燥得到粉状大米蛋白活性多肽；其中离心喷雾干燥进风温度为180℃，出风温度为80℃，进料速度2.0~5.0kg/h，进风量100~150m3/h。
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