CN104131057B - 一种功能性白芸豆多肽及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种功能性白芸豆多肽及其制备方法和应用。本发明是以白芸豆为原料，首先浸提得到白芸豆清蛋白，清蛋白经离心和超滤除杂后，再用酸性蛋白酶酶解，灭酶后离心取上清液；上清液经超滤浓缩后，按一定比例加入异麦芽酮糖，搅拌均匀后真空或喷雾干燥得到多肽产品。该多肽产品具有较高的热稳定性和抑制α‑淀粉酶活性的作用，可应用于减肥及降血脂保健食品中。
Description
技术领域
本发明涉及白芸豆深加工，具体涉及功能性白芸豆多肽及其制备方法，以及该功能性白芸豆多肽在制备减肥和降血脂保健食品中的应用。
背景技术
白芸豆，生物学名菜豆，芸豆是一种高钾低钠食品，很适合于心脏病、动脉硬化和忌盐患者食用。白芸豆中蛋白质含量19.9％～20.0％，脂肪含量1.6％～2.1％，碳水化合物含量37.6％～48.5％，Ca、Fe含量分别是鸡肉的7倍和4倍，营养价值较高。目前关于芸豆多肽的研究有王永刚等人的《芸豆蛋白酶解工艺的研究》，该研究采用碱性蛋白酶制备出一种芸豆抗氧化活性肽。王秋明的《白芸豆多肽和氨基酸鲜味剂的研制》研究比较了以生熟豆渣用植物蛋白水解专用酶、木瓜蛋白酶、动物蛋白水解复合酶和碱性蛋白酶制备多肽和氨基酸的产量和口感。近年来的研究表明，白芸豆蛋白质中含有一种天然的α-淀粉酶抑制剂，其分子量为36kDa左右，可以用于治疗肥胖症和糖尿病等，如杨明琰的《白芸豆中α-淀粉酶抑制剂糖蛋白的提取纯化、组成结构及生物活性研究》和陈一昆等人的《芸豆提取物α-淀粉酶抑制剂对SD大鼠的减肥效果研究》研究了α-淀粉酶抑制剂的降糖、降脂和减肥作用。但是白芸豆中α-淀粉酶抑制剂的热稳定性不高，如赵蓉的《白芸豆中减肥药物α-淀粉酶抑制剂的提纯及其性质研究》中指出α-淀粉酶抑制剂在85℃下加热10min或在90℃加热5min后就会失活，不利于工业化生产应用。
本发明通过比较清蛋白经不同蛋白酶酶解后的α-淀粉酶抑制活性及热稳定后发现，清蛋白经酸性蛋白酶适度水解后所得多肽溶液具有较高的α-淀粉酶抑制活性和热稳定性，但是随着酶解时间的延长其抑制活性会下降，因此要适度水解。通过比较不同糖和糖醇如麦芽糖、木糖醇、低聚异麦芽糖、海藻糖和异麦芽酮糖等加入白芸豆多肽中的热稳定性后，发现加入异麦芽酮糖的多肽对α-淀粉酶的抑制活性最高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种功能性白芸豆多肽及其制备方法，以及该功能性白芸豆多肽在制备减肥和降血脂保健食品中的应用。
本发明提供的一种功能性白芸豆多肽的制备方法，包括如下步骤：
(1)将芸豆粉按1∶10～20的比例与蒸馏水混合，用柠檬酸调节pH至4.5～5.5，在40～55℃水浴中浸提3～6h，然后离心收集上清液；
(2)上清液用截留分子量为10000Da的超滤膜超滤，滤出灰分、糖分等小分子物质，得到截留液；
(3)调节截留液pH至2.5～4.5，在截留液中按每克蛋白加入0.05-0.2g酸性蛋白酶酶解0.5-2h，水解后灭酶，离心取上清液，用6000Da的超滤膜超滤，收集截留液；
(4)将步骤(3)得到的截留液浓缩至含水分50％，得到白芸豆多肽浓缩液；按质量比70～86∶30～14加入多肽浓缩液和异麦芽酮糖，搅拌均匀，真空或喷雾干燥得到热稳定性较高的白芸豆功能多肽。
所述的酸性蛋白酶为537酸性蛋白酶或3.350酸性蛋白酶。
上述方法制得的白芸豆功能性多肽，具有对α-淀粉酶的抑制活性，可以在制备减肥和降血脂保健食品中应用。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
1.用柠檬酸调pH至4.5-5.5下提取，有利于保持清蛋白的热稳定性，同时减少杂蛋白的溶出。
2.因为白芸豆中α-淀粉酶抑制剂的分子量在36000Da左右，因此用截留分子量为10000Da的超滤膜超滤，可以分离出小分子杂质，保留大分子清蛋白和α-淀粉酶抑制剂。
3.利用截留分子量为6000Da的超滤膜对白芸豆多肽进行超滤，收集截留液，可以获得经适度水解的清蛋白和α-淀粉酶抑制剂。研究过程中用3,5-二硝基水杨酸比色法测定不同分子量超滤膜截留多肽对α-淀粉酶的抑制活性，结果发现，分子量大于6000Da的多肽混合物具有较高的α-淀粉酶抑制活性和较高的热稳定性(见表1)，有利于常规加热或烹调加工。
4.清蛋白及加入异麦芽酮糖的清蛋白虽然对α-淀粉酶的抑制活性较高，但其热稳定性很低。而本发明的白芸豆多肽中加入一定比例的异麦芽酮糖后，可以在其对α-淀粉酶的抑制活性降低不多的同时，较大程度的提高该多肽的热稳定性(见表3)。
具体实施方式
实施例1
取1000g白芸豆粉为原料，加入10L蒸馏水，用柠檬酸调节pH到5.0，45℃水浴中搅拌提取5h，然后3500rpm离心15min后收集上清液即为白芸豆清蛋白。清蛋白用10000Da的超滤膜超滤后收集截留液部分。调节截留液的pH至3.0，按每克蛋白加入0.1g 537酸性蛋白酶，在45℃水浴中分别酶解0.5、1、1.5、2和2.5h，之后水浴中灭酶，冷却后离心取上清液，即为白芸豆多肽。用3,5-二硝基水杨酸比色法测定不同酶解时间的白芸豆多肽的α-淀粉酶抑制活性，实验结果表明酶解0.5-2h的多肽对α-淀粉酶的抑制率较高，见表2。
多肽溶液用6000Da的超滤膜超滤后收集截留液，再将截留液浓缩至含水量为50％后，按质量比为80:20的比例分别加入葡萄糖、海藻糖、低聚异麦芽糖、麦芽糖、木糖醇、异麦芽酮糖搅拌均匀。将各混合物在90℃下分别加热5，10,15min后冷却，测定α-淀粉酶抑制活性，实验结果表明加入异麦芽酮糖的多肽对α-淀粉酶的抑制活性最高，说明热稳定性最好，见表3。
表1不同超滤膜截留分子的白芸豆多肽的α-淀粉酶抑制活性
表2酶解时间对白芸豆多肽α-淀粉酶抑制活性的影响
表3不同物质对白芸豆多肽和清蛋白热稳定性的保护作用比较
实施例2
取1000g白芸豆粉为原料，加入15L蒸馏水，用柠檬酸调节pH到4.5，50℃水浴中搅拌提取4h，然后离心15min后收集上清液即为白芸豆清蛋白。清蛋白用10000Da的超滤膜超滤后收集截留液部分。调节截留液的pH至4.0，按每克蛋白加入0.15g 537酸性蛋白酶，在40℃水浴中酶解1h，然后80℃灭酶10min，冷却后离心取上清液即为白芸豆多肽。多肽溶液用6000Da的超滤膜超滤后收集截留液，再将截留液浓缩至含水量为50％后，按质量比为75:25的比例加入异麦芽酮糖，搅拌均匀后喷雾干燥得白芸豆多肽产品。
取昆明小鼠，分为基础组、高脂模型组、白芸豆多肽大小计量组(2.5g、5g/Kg·d),每组10只小鼠。试验结束后，测定血清总胆固醇、甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇。实验结果(见表4)表明，白芸豆多肽大、小剂量均具有明显降血脂作用。大剂量组的总胆固醇和甘油三酯明显低于小剂量组，说明剂量越大，其辅助降血脂的效果越好，显示出一定的剂量依赖关系。
表4白芸豆多肽对小鼠血清TC、TG、HDL-C含量的影响
注：a表示与基础组相比差异显著，P<0.05；aa表示和基础组相比差异极显著，P<0.01；*表示与高脂模型组比较差异显著，P<0.05；**表示与高脂模型组比较差异极显著，P<0.01。
实施例3
取1000g白芸豆粉为原料，加入18L蒸馏水，用柠檬酸调节pH到5.3，55℃水浴中搅拌提取3h，然后3500rpm离心15min收集清蛋白。清蛋白用10000Da的超滤膜超滤后收集截留液部分。调节截留液的pH至2.8，按每克蛋白加入0.2g 3.350酸性蛋白酶，在50℃水浴中酶解0.6h，再在80℃灭酶，冷却后离心，上清液即为白芸豆多肽。多肽溶液用6000Da的超滤膜超滤后收集截留液，再将截留液浓缩至含水量为50％后，按质量比为84:16的比例加入异麦芽酮糖，搅拌均匀后真空干燥得白芸豆多肽产品。
取昆明小鼠，分为基础组、模型组、白芸豆多肽大小计量组(2.5g、5g/Kg·d),每组10只。试验结束后，记录体重、体重增重、测定血清总胆固醇、甘油三酯和高密度脂蛋白胆固醇，并解剖取肾周围脂肪、睾丸周围脂肪，计算脂/体比。实验结果(见表5)表明，白芸豆多肽组的体重增重和脂/体显著低于模型组，说明白芸豆多肽大、小剂量均具有明显的减肥作用，且大剂量组的体重增重、脂/体比、总胆固醇和甘油三酯明显低于小剂量组，显示出一定的剂量依赖关系。
表5白芸豆多肽对小鼠体重、脂/体比、血清TC、TG、HDL-C含量的影响
注：*表示与高脂模型组比较差异显著，P<0.05；**表示与高脂模型组比较差异极显著，P<0.01。
Claims (3)
1.一种白芸豆功能性多肽的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将芸豆粉按1∶10～20的比例与蒸馏水混合，用柠檬酸调节pH至4.5～5.5，在40～55℃水浴中浸提3～6h，然后离心收集上清液；
(2)上清液用截留分子量为10000Da的超滤膜超滤，滤出小分子物质，得到截留液；
(3)调节截留液pH至2.5～4.5，在截留液中按每克蛋白加入0.05-0.2g酸性蛋白酶酶解0.5-2h，水解后灭酶，离心取上清液，用6000Da的超滤膜超滤，收集截留液；
(4)将步骤(3)得到的截留液浓缩至含水分50％，得到白芸豆多肽浓缩液；按质量比70～86∶30～14加入多肽浓缩液和异麦芽酮糖，搅拌均匀，真空或喷雾干燥得到热稳定性较高的白芸豆功能多肽；
所述的酸性蛋白酶为537酸性蛋白酶或3.350酸性蛋白酶。
2.如权利要求1所述制备方法制得的白芸豆功能性多肽。
3.如权利要求2所述的白芸豆功能性多肽在制备减肥和降血脂保健食品中的应用。
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