CN103815116A - 一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农副产品精深加工及其副产物综合利用的技术领域，涉及一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，以海藻酸钠作为保护剂，经过原料调配、固定剂调配、锐孔挤压、固定及抽滤过程，将DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～5%的分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉包埋形成颗粒，最后经真空冷冻干燥，能够获得粒径为100～500μm、含水量为1%～3%的黄褐色粉末，使其DPPH清除率保持在70%～85%范围内。本发明有效保护了食源性抗氧化肽的抗氧化活性，无腥味、苦味，吸湿性较原样品低，提高了食源性抗氧化肽产品的稳定性，有利于食源性抗氧化肽产品的制备及广泛应用。

Description

一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法

技术领域

本发明属于农副产品精深加工及其副产物综合利用的技术领域，涉及一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，利用锐孔-挤压技术，将DPPH清除率为70～85%的分子量小于kDa的食源性抗氧化肽粉包埋形成颗粒，能够获得粒径为100～500μm、含水量为1%～3%的黄褐色粉末，使其DPPH清除率保持在70%～85%范围内，无腥味、苦，吸湿性较原料低，实现对分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉进行活性保护的目的。

背景技术

食源性抗氧化肽以其清除自由基、预防疾病、保护健康的良好功效深受大众瞩目。抗氧化肽作为生物活性肽研究中的重要部分，能抑制生物大分子过氧化或清除体内自由基，有助于防止自由基积累导致的蛋白质结构改变、DNA变异及膜脂质氧化。有报道证实抗氧化肽还具有抗癌、抗诱导及抗衰老等其他生物活性，比游离氨基酸消化更快、吸收更多。同时，肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高，还具有很多蛋白质和游离氨基酸所不具备的功能，因此抗氧化肽不仅在食品工业，而且在医药、化妆品和整形外科等领域中都得到广泛应用。近年来，利用大豆、玉米、花生、牛乳、草鱼等动植物制备抗氧化肽产品已成为国内外学者的研究热点。

抗氧化肽产品广泛应用于食品工业，其活性保护技术是亟待解决的关键问题。食源性抗氧化肽活性优良，但肽本身的稳定性较差，吸湿性强，极易腐败变质，严重影响了抗氧化肽的保存及应用。在抗氧化肽生产过程中，温度、pH值、金属离子、盐、水分含量对产品的抗氧化活性有很大影响，不适宜的环境将降低抗氧化肽的稳定性，影响产品保存及应用。目前，对抗氧化肽活性的保护手段主要通过改进生产工艺法、基因改造法、化学修饰法、保护剂法等方法来提高产品稳定性，保护抗氧化肽活性。但对食源性抗氧化肽的活性保护技术，主要采用多种组分复配、添加蛋白保护剂等方法，此类方法操作复杂，引入了多种食品添加剂，与天然、安全的要求背道而驰。因此，选择适宜抗氧化肽的活性保护方法使亟待解决的关键问题。

锐孔挤压技术作为一种新型活性保护技术，可有效地减少物质对水、光、氧气、温度等环境因素的不良反应，有助于对食源性抗氧化肽的活性保护。锐孔挤压技术，可以将原料物质包埋入保护剂中，形成孔径细小的颗粒粉末，保护剂所形成的膜可以将内外环境隔开，能够大大地增加物质对外界环境如光、热、氧气、pH等的稳定性，延长物质的释放时间，增加有效性等多种作用。锐孔挤压技术有很多优点：（1）使原料不受环境影响,减少环境带来的不良因素，避免与原料发生化学或物理反应；（2）避免原料溢出使其结构组织变质；（3）控制原料的释放，改善原料的气味、色泽、口感；推迟商品存期并减少组成成分的损失等。锐孔挤压技术较其他保护技术，具有操作简便、产品成形效果好的特点，近年来已被广泛地应用于药品、食品、印染等领域。

本专利是将原料和保护剂溶解在同一溶液中，利用锐孔挤压技术，将此溶液通过锐孔造粒，滴加到固定剂氯化钙中固定成型。其中，保护剂选用海藻酸钠，是一种白色或淡黄色不定形粉末、无味、易溶于水、吸湿性强、持水性能好、不溶于酒精、氯仿等有机溶剂，是一种天然多糖，具有生物黏附性、生物相容性并可生物降解等特点，常在食品工业中作为作乳化稳定剂和增稠剂。固定剂氯化钙在食品加工中用作钙质强化剂、固化剂、螯合剂和干燥剂。因此，本专利选用海藻酸钠和氯化钙，利用锐孔挤压技术对食源性抗氧化肽粉进行活性保护，具有来源广泛，食用安全可靠的特点。

此外，研究发现，食源性抗氧化肽的抗氧化活性与分子量大小有关，分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽抗氧化活性较强，但吸湿性极强，稳定性差，因此选用分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉为原料，若能利用锐孔挤压技术实现对对其活性的保护，这将大大减少食源性抗氧化肽产品的生产成本，有利于提高高附加值农产品的工业化生产。

利用锐孔挤压技术对分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护技术研究，还未有报道。

本发明的技术优势主要体现在以下两个方面：

第一，申请的专利技术以海藻酸钠为保护剂，将锐孔挤压技术应用于食源性抗氧化肽的活性保护，解决了食源性抗氧化肽应用中的关键问题。其技术优势突出体现在：

（1）锐孔挤压法能将分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽，快速包埋于保护剂中形成粒径为100～500μm的颗粒粉末，隔绝空气、水分，使产品DPPH清除率能够保持在70%～85%，去除了腥味或苦味，降低了吸湿性，达到对食源性抗氧化肽粉进行活性保护的效果；

（2）海藻酸钠作为保护剂，食用安全，适合食源性功能肽产品开发及应用。

第二，申请的专利技术适用于分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护，包括蛋清源、大豆源、玉米源、松籽源抗氧化肽粉，原料由蛋白粉经酶解、超滤获得，具有来源广泛，原料成本低廉，适于农副产品的开发与增值增效应用。

综上所述，纵观国内外相关研究与技术报道，未见到利用锐孔挤压法对分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉进行活性保护的技术研究，且产品粒径为100～500μm，使食源性抗氧化肽粉DPPH清除率保持在70%～85%。

发明内容

本专利需要解决的技术问题：

本发明以分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉为原料，利用锐孔-挤压技术，将DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～5%的分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉包埋形成颗粒，能够获得粒径为100～500μm、含水量为1%～3%的黄褐色粉末，使其DPPH清除率保持在70%～85%范围内，产品无腥味、苦，吸湿性较原料低，实现对分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉进行活性保护的目的。

本专利的技术方案：

1.一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，其特征在于，以DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～5%的分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉为原料，以海藻酸钠作为保护剂，经过原料调配、固定剂调配、锐孔挤压、固定及抽滤过程，将DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～5%的分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉包埋形成颗粒，最后经真空冷冻干燥，获得粒径为100～500μm、含水量为1%～3%的黄褐色粉末，其DPPH清除率保持在70%～85%范围内，无腥味和苦味，吸湿性较原料低，实现对分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉进行活性保护的目的；

1）所述的原料液调配过程，包括分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽溶液调配、海藻酸钠溶液调配及溶液混合过程；

所述的肽液调配过程，是指以DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～5%、分子量小于1kDa的肽粉为原料，按照肽粉与水的比例为0.4∶100g/mL～5.0∶100g/mL进行旋涡振荡1～5min，获得分子量小于1kDa的肽液；

所述的海藻酸钠溶液调配过程，是指将海藻酸钠与水按0.5∶100g/mL～2.5∶100g/mL的比例范围进行磁力搅拌，混合均匀，获得海藻酸钠溶液；

所述的溶液混合过程，是指将分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽溶液和海藻酸钠溶液按照体积比为1∶2.75～3∶1范围用磁力搅拌器混合均匀，获得原料液；

2）所述的固定剂调配过程，是指以氯化钙固体为固定剂原料，按照氯化钙固体粉末与水的比例为1∶100g/mL～7∶100g/mL在适宜的温度范围内进行磁力搅拌，搅拌时间为1～3min，搅拌转速为500～800r/min，获得固定剂；

3）所述的锐孔挤压过程，是指将锐孔安装在造粒机上，用50mL注射器吸取30～50mL的原料液放置于注射泵上，开启推进，设定造粒机的泵流量为4.00～9.00mL/min，电极电压为1200～2500V，振动频率为400～1800Hz；

4）所述的固定过程，是指将固定剂置于挤压器下方，调节微量搅拌器转速为30%～60%，将挤压成型的颗粒滴入到氯化钙固定剂中，静置，获得颗粒悬液；

5）所述的抽滤过程，是指将颗粒悬液进行真空抽滤，保持真空水循环泵真空度0.1～0.5Mpa，抽滤1～3min，收集获得滤纸上黄褐色的颗粒；

6）所述的真空冷冻干燥过程，是指将黄褐色的颗粒分装于培养皿中，置于预冻温度为-85℃～-80℃冷冻库中，预冻5～6h后，移至真空冷冻干燥机中，温度设定为-57～-55℃，冻干时间为24h，获得黄褐色粉末，无苦味、腥味，吸湿性降低，其DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～3%。

所述的食源性抗氧化肽粉为原料，是以分子量小于1kDa的蛋清源、大豆源、玉米源、松籽源的抗氧化肽粉为原料。

所用水为经0.45μm水膜过滤后的pH为7.0的蒸馏水。

所述的肽液调配过程，将肽粉与水进行漩涡振荡，振荡时间为2～5min。

所述的海藻酸钠溶液调配过程，是将海藻酸钠与水进行磁力搅拌，搅拌温度为30～50℃，搅拌时间为15～40min，搅拌转速为500～800r/min。

在溶液混合过程中，所述的用磁力搅拌器搅拌，搅拌时间为3～10min，搅拌转速为500～800r/min。

所述的锐孔挤压过程，所选用的锐孔孔径为100～500μm。

所述的固定过程中，均匀分散的颗粒静置时间为0.5～3h。

申请发明技术效果：

（1）本发明是利用锐孔－挤压技术,将分子量小于1kDa、DPPH清除率为70～85%的食源性抗氧化肽粉进行包埋，包埋率达到60.5～91.6%，获得粒径为100～500μm、含水量为1～3%的黄褐色粉末，其DPPH清除率保持在70～85%范围内，实现对分子量小于1kDa食源性抗氧化肽粉的活性保护。

（2）本发明所涉及的一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，所获得的黄褐色粉末，无腥味、苦，吸湿性较原样品低，提高产品稳定性。

（3）本发明适用于分子量小于1kDa的蛋清源、大豆源、玉米源、松籽源抗氧化肽粉的活性保护，有效保持了食源性抗氧化肽粉的抗氧化活性，并改善了产品风味，有利于食源性抗氧化肽产品的制备及广泛应用。

（4）本发明所涉及的技术路线简单，设备投资较少，产品利用价值高，有助于降低食源性抗氧化肽工业生产成本。

具体实施方式

实施例1：

将DPPH清除率为75%，含水量为3%的分子量小于1kDa的蛋清源抗氧化肽粉按照干粉与水的比例为2.5∶100进行漩涡振荡2min，获得蛋清源抗氧化肽溶液；以海藻酸钠固体为原料，按照海藻酸钠与水的比例为2.3∶100g/mL进行磁力搅拌，温度为35℃，转速为700r/min，搅拌30min；将海藻酸钠溶液和蛋清源抗氧化肽溶液按照体积比2∶1进行磁力搅拌混合均匀，获得原料液。以氯化钙固体为原料，按照氯化钙与水的比例为1∶100g/mL混合均匀，获得固定剂。将孔径为400μm的锐孔安装在造粒机上，用50mL注射器吸取40mL的原料液放置于注射泵上，开启推进，设定造粒机的泵流量为8.01mL/min，电极电压为1200V，振动频率为1500Hz，开始锐孔挤压。将固定剂置于挤压器下方，调节微量搅拌器转速为60%，将挤压成型的颗粒滴入到氯化钙固定剂中，静置，获得颗粒悬液。最后，将颗粒悬液进行真空抽滤，真空度0.1Mpa，抽滤3min，收集滤纸上黄褐色的颗粒，将其分装于冷冻盘中，置于预冻温度为-80℃冷冻库中，预冻5h后，移至真空冷冻干燥机中，温度设定为-56℃，冻干时间为24h，获得了DPPH清除率为76%、粒径为400μm的黄褐色粉末，无苦味、腥味，吸湿性较蛋清源抗氧化肽粉低。

实施例2：

将DPPH清除率为78%，含水量为2%的分子量小于1kDa的大豆源抗氧化肽粉按照干粉与水的比例为3.5∶100进行漩涡振荡2min，获得蛋清源抗氧化肽溶液；以海藻酸钠固体为原料，按照海藻酸钠与水的比例为2.5∶100g/mL进行磁力搅拌，温度为30℃，转速为500r/min，搅拌40min；将海藻酸钠溶液和蛋清源抗氧化肽溶液按照体积比1∶2.75进行磁力搅拌混合均匀，获得原料液。以氯化钙固体为原料，按照氯化钙与水的比例为5∶100g/mL混合均匀，获得固定剂。将孔径为100μm的锐孔安装在造粒机上，用50mL注射器吸取30mL的原料液放置于注射泵上，开启推进，设定造粒机的泵流量为6.68mL/min，电极电压为2000V，振动频率为800Hz，开始锐孔挤压。将固定剂置于挤压器下方，调节微量搅拌器转速为40%，将挤压成型的颗粒滴入到氯化钙固定剂中，静置，获得颗粒悬液。最后，将颗粒悬液进行真空抽滤，真空度0.4Mpa，抽滤1.5min，收集滤纸上黄褐色的颗粒，将其分装于冷冻盘中，置于预冻温度为-79℃冷冻库中，预冻时间为5.5h后，移至真空冷冻干燥机中，温度设定为-55℃，冻干时间为24h，获得了DPPH清除率为74%、粒径为300μm的黄褐色粉末，无苦味、腥味，吸湿性较大豆源抗氧化肽粉低。

实施例3：

将DPPH清除率为80%，含水量为1.5%的分子量小于1kDa的松籽源抗氧化肽粉按照干粉与水的比例为1∶100进行漩涡振荡1min，获得蛋清源抗氧化肽溶液；以海藻酸钠固体为原料，按照海藻酸钠与水的比例为2∶100g/mL进行磁力搅拌，温度为40℃，转速为600r/min，搅拌15min；将海藻酸钠溶液和蛋清源抗氧化肽溶液按照体积比1∶2进行磁力搅拌混合均匀，获得原料液。以氯化钙固体为原料，按照氯化钙与水的比例为7∶100g/mL混合均匀，获得固定剂。将孔径为200μm的锐孔安装在造粒机上，用50mL注射器吸取45mL的原料液放置于注射泵上，开启推进，设定造粒机的泵流量为7.00mL/min，电极电压为2500V，振动频率为600Hz，开始锐孔挤压。将固定剂置于挤压器下方，调节微量搅拌器转速为50%，将挤压成型的颗粒滴入到氯化钙固定剂中，静置，获得颗粒悬液。最后，将颗粒悬液进行真空抽滤，真空度0.2Mpa，抽滤2min，收集滤纸上黄褐色的颗粒，将其分装于冷冻盘中，置于预冻温度为-75℃冷冻库中，预冻时间为6h后，移至真空冷冻干燥机中，温度设定为-50℃，冻干时间为24h，获得了DPPH清除率为82%、粒径为200μm的黄褐色粉末，无苦味、腥味，吸湿性较松籽源抗氧化肽粉低。

实施例4:

将DPPH清除率为85%，含水量为5%的分子量小于1kDa的蛋清源抗氧化肽粉按照干粉与水的比例为5∶100进行漩涡振荡5min，获得蛋清源抗氧化肽溶液；以海藻酸钠固体为原料，按照海藻酸钠与水的比例为0.5∶100g/mL进行磁力搅拌，温度为45℃，转速为800r/min，搅拌40min；将海藻酸钠溶液和蛋清源抗氧化肽溶液按照体积比1∶1进行磁力搅拌混合均匀，获得原料液。以氯化钙固体为原料，按照氯化钙与水的比例为6∶100g/mL混合均匀，获得固定剂。将孔径为500μm的锐孔安装在造粒机上，用50mL注射器吸取30mL的原料液放置于注射泵上，开启推进，设定造粒机的泵流量为4.00mL/min，电极电压为1500V，振动频率为1800Hz，开始锐孔挤压。将固定剂置于挤压器下方，调节微量搅拌器转速为35%，将挤压成型的颗粒滴入到氯化钙固定剂中，静置，获得颗粒悬液。最后，将颗粒悬液进行真空抽滤，真空度0.5Mpa，抽滤1min，收集滤纸上黄褐色的颗粒，将其分装于冷冻盘中，置于预冻温度为-76℃冷冻库中，预冻时间为5.3h后，移至真空冷冻干燥机中，温度设定为-60℃，冻干时间为24h，获得了DPPH清除率为85%、粒径为500μm的黄褐色粉末，无苦味、腥味，吸湿性较蛋清源抗氧化肽粉低。

实施例5:

将DPPH清除率为72%，含水量为1%的分子量小于1kDa的玉米源抗氧化肽粉按照干粉与水的比例为0.4∶100进行漩涡振荡1min，获得蛋清源抗氧化肽溶液；以海藻酸钠固体为原料，按照海藻酸钠与水的比例为1∶100g/mL进行磁力搅拌，温度为50℃，转速为500r/min，搅拌35min；将海藻酸钠溶液和蛋清源抗氧化肽溶液按照体积比3∶1进行磁力搅拌混合均匀，获得原料液。以氯化钙固体为原料，按照氯化钙与水的比例为3∶100g/mL混合均匀，获得固定剂。将孔径为200μm的锐孔安装在造粒机上，用50mL注射器吸取45mL的原料液放置于注射泵上，开启推进，设定造粒机的泵流量为9.00mL/min，电极电压为1400V，振动频率为400Hz，开始锐孔挤压。将固定剂置于挤压器下方，调节微量搅拌器转速为45%，将挤压成型的颗粒滴入到氯化钙固定剂中，静置，获得颗粒悬液。最后，将颗粒悬液进行真空抽滤，真空度0.2Mpa，抽滤3min，收集滤纸上黄褐色的颗粒，将其分装于冷冻盘中，置于预冻温度为-75℃冷冻库中，预冻时间为5.6h后，移至真空冷冻干燥机中，温度设定为-53℃，冻干时间为24h，获得了DPPH清除率为76%、粒径为200μm的黄褐色粉末，无苦味、腥味，吸湿性较玉米源抗氧化肽粉低。

Claims (8)

1.一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，其特征在于，以DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～5%的分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉为原料，以海藻酸钠作为保护剂，经过原料调配、固定剂调配、锐孔挤压、固定及抽滤过程，将DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～5%的分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉包埋形成颗粒，最后经真空冷冻干燥，获得粒径为100～500μm、含水量为1%～3%的黄褐色粉末，其DPPH清除率保持在70%～85%范围内，无腥味和苦味，吸湿性较原料低，实现对分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉进行活性保护的目的；

1）所述的原料液调配过程，包括分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽溶液调配、海藻酸钠溶液调配及溶液混合过程；

所述的肽液调配过程，是指以DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～5%、分子量小于1kDa的肽粉为原料，按照肽粉与水的比例为0.4∶100g/mL～5.0∶100g/mL进行旋涡振荡1～5min，获得分子量小于1kDa的肽液；

所述的海藻酸钠溶液调配过程，是指将海藻酸钠与水按0.5∶100g/mL～2.5∶100g/mL的比例范围进行磁力搅拌，混合均匀，获得海藻酸钠溶液；

所述的溶液混合过程，是指将分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽溶液和海藻酸钠溶液按照体积比为1∶2.75～3∶1范围用磁力搅拌器混合均匀，获得原料液；

2）所述的固定剂调配过程，是指以氯化钙固体为固定剂原料，按照氯化钙固体粉末与水的比例为1∶100g/mL～7∶100g/mL在适宜的温度范围内进行磁力搅拌，搅拌时间为1～3min，搅拌转速为500～800r/min，获得固定剂；

3）所述的锐孔挤压过程，是指将锐孔安装在造粒机上，用50mL注射器吸取30～50mL的原料液放置于注射泵上，开启推进，设定造粒机的泵流量为4.00～9.00mL/min，电极电压为1200～2500V，振动频率为400～1800Hz；

4）所述的固定过程，是指将固定剂置于挤压器下方，调节微量搅拌器转速为30%～60%，将挤压成型的颗粒滴入到氯化钙固定剂中，静置，获得颗粒悬液；

5）所述的抽滤过程，是指将颗粒悬液进行真空抽滤，保持真空水循环泵真空度0.1～0.5Mpa，抽滤1～3min，收集获得滤纸上黄褐色的颗粒；

6）所述的真空冷冻干燥过程，是指将黄褐色的颗粒分装于培养皿中，置于预冻温度为-85℃～-80℃冷冻库中，预冻5～6h后，移至真空冷冻干燥机中，温度设定为-57～-55℃，冻干时间为24h，获得黄褐色粉末，无苦味、腥味，吸湿性降低，其DPPH清除率为70%～85%、含水量为1%～3%。

2.根据权利要求1所述的一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，其特征在于，所述的食源性抗氧化肽粉为原料，是以分子量小于1kDa的蛋清源、大豆源、玉米源、松籽源的抗氧化肽粉为原料。

3.根据权利要求1所述的一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法,其特征在于，所用水为经0.45μm水膜过滤后的pH为7.0的蒸馏水。

4.根据权利要求1所述的一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，其特征在于，所述的肽液调配过程，将肽粉与水进行漩涡振荡，振荡时间为2～5min。

5.根据权利要求1所述的一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，其特征在于，所述的海藻酸钠溶液调配过程，是将海藻酸钠与水进行磁力搅拌，搅拌温度为30～50℃，搅拌时间为15～40min，搅拌转速为500～800r/min。

6.根据权利要求1所述的一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，其特征在于，在溶液混合过程中，所述的用磁力搅拌器搅拌，搅拌时间为3～10min，搅拌转速为500～800r/min。

7.根据权利要求1所述的一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，其特征在于，所述的锐孔挤压过程，所选用的锐孔孔径为100～500μm。

8.根据权利要求1所述的一种分子量小于1kDa的食源性抗氧化肽粉的活性保护方法，其特征在于，所述的固定过程中，均匀分散的颗粒静置时间为0.5～3h。