CN105326035B - 一种低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法。以去壳牡蛎为原料，用4～10℃冰水反复浸泡，共2～4 h；将浸泡脱盐后牡蛎进行匀浆，并在高温下处理进行灭菌和蛋白变性；再加常温水对上述所得牡蛎浆进行冷却；调整pH值为7.0～9.0，加入0.5～1.0重量%蛋白酶对蛋白质进行酶解；经高pH蛋白酶酶解后，调整温度加入0.5～1%弱酸性类蛋白酶酶解；加入淀粉酶对糖原进行降解；高温处理后过滤，进行喷雾干燥，即得牡蛎多肽及低聚糖营养粉。方法简单，成本低，所制备得到的牡蛎多肽及低聚糖营养粉末容易为人体吸收。
Description
技术领域
本发明涉及水产品加工领域，尤其涉及一种低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法。
背景技术
牡蛎(Oyster,Crassostrea gigas)，又名蚝、海蛎子，是我国著名经济养殖贝类之一，在日本有“海之玄米”“根之源”之称，西方则称之为“海洋牛奶”“海之果”。牡蛎中蛋白含量高达45 %～57 %，氨基酸含量完善，必需氨基酸完全程度和质量比例优于人乳和牛乳。牡蛎所含糖分高达20%～40 %，具抗疲劳、改善人心脏和血循环功能，且有保肝作用。牡蛎中锌、钙、铁、磷等微量元素、维生素B2及牛磺酸均高于同类食物，一直作为既有营养价值又兼具药用价值的海珍品而闻名。但人摄取的蛋白质经过消化道酶水解后,更多的是以肽的形式直接吸收，并且二肽和三肽的吸收速度比同一组成的氨基酸快。
目前，已有一些关于牡蛎多肽和牡蛎多糖的研究，如：许旻等研究了复合酶提取牡蛎抗氧化肽的工艺；周敏华等进行了酶解牡蛎肉制备高F值寡肽的研究；林海生研究了酶法制备牡蛎肽及其改善小鼠学习记忆的功能；苑园园进行了酶法水解牡蛎制备血管紧张素转换酶抑制肽的研究；卢学敏等研究了牡蛎活性多肽的抗菌作用和抗氧化功能性质；高蒙蒙对太平洋牡蛎多糖进行了提取、分离、结构和硫酸酯化修饰；陈骞对牡蛎糖原进行提取，并对进行了抗疲劳活性研究。除此之外，国内许多专利也对牡蛎进行了许多研究，如中国专利申请CN 102443618 A 公开了一种从牡蛎提取物酶解产生多肽的方法；中国专利申请CN102250997 A公开了一种用复合酶水解牡蛎蛋白质制备活性肽的方法；中国专利申请CN1486634 A公开了一种牡蛎提取物及其制备方法；中国专利申请 CN 101972004 A公开了牡蛎酶解物的制备及应用；中国专利申请 CN 1680578 A公开了一种牡蛎活性肽的制备方法；中国专利申请 CN 101263860 A公开了从牡蛎粉中酶法制取牡蛎肽的工业生产方法；中国专利申请 CN 102224949 A公开了一种牡蛎（耗）全营养粉（肽）的制备工艺。
以上这些研究存在以下缺陷：
（1）生长于海洋中的牡蛎本身含有一定的盐份，不经过处理制备成多肽类产品，含盐量超出一般使用可接受范围，导致获得的产品存在一定使用限制。而使用膜处理脱盐不仅会增加成本，且工艺复杂。
（2）由于生长环境等原因，牡蛎往往会带有一定细菌，在酶解后期加热处理能够起到一定的灭菌效果，但很难达到理想的效果，对产品的品质有一定影响。
（3）大部分研究对蛋白的酶解方式主要采用单一蛋白酶进行酶解，而蛋白酶一般具有一定的酶切位点，对底物的降解具有一定的限制，而使用复合酶同时酶解时，可能会导致几种蛋白酶之间相互降解，使蛋白酶活力下降。同时，酶解过程中pH的调整也会影响产品的盐浓度。
（4）这类专利大多以牡蛎粉为原料，并非直接利用新鲜牡蛎，研究目的只是单一利用牡蛎中蛋白成分或是单一多糖成分，牡蛎价值未得到充分利用。
我国牡蛎资源丰富，营养价值高，价格低廉，目前的研究仍旧存在不同方面缺陷，因此，如何更加充分的利用牡蛎资源，如何更有效的提升牡蛎价值具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法简单，成本低，制备得到容易为人体吸收的牡蛎多肽及低聚糖营养粉末的制备方法。
为实现上述目的， 本发明提供一种低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法，其特征在于,步骤为，
（1）脱盐：以去壳牡蛎为原料，用4～10℃冰水反复浸泡，共2～4 h；
（2）样品除菌和蛋白变性：将浸泡脱盐后牡蛎进行匀浆，并在高温下处理进行灭菌和蛋白变性；
（3）样品冷却：再加常温水对上述所得牡蛎浆进行冷却；
（4）高pH蛋白酶酶解：调整pH值为7.0～9.0，加入0.5～1.0 重量%蛋白酶对蛋白质进行酶解；
（5）低pH蛋白酶酶解：经高pH蛋白酶酶解后，调整温度加入0.5～1%弱酸性类蛋白酶酶解；
（6）糖原降解：加入淀粉酶对糖原进行降解；
（7）喷雾干燥：高温处理后过滤，进行喷雾干燥，即得牡蛎多肽及低聚糖营养粉。
进一步，所述步骤（1）中，脱盐所用冰水体积为2～6倍，每次浸泡时间为30～60min。
进一步，所述步骤（2）中，匀浆转速为5000 rpm，匀浆10 min；
任选的，高温处理所用温度为80～100℃，处理时间为10～15 min。
进一步，所述步骤（3）中，所加常温水体积为1～3倍，温度降为蛋白酶酶解适宜温度40℃～55℃。
进一步，所述步骤（4）中，所述高pH蛋白酶酶解为胰蛋白酶、复合蛋白酶或碱性蛋白酶；酶解反应温度为40～55℃，反应时间为1～2 h。
进一步，所述步骤（5）中，所述低pH蛋白酶酶解为木瓜蛋白酶、中性蛋白酶或风味蛋白酶；酶解反应温度为45～55 ℃，反应时间为1～2 h。
进一步，所述步骤（6）中，淀粉酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶中的一种或一种以上混合；所述淀粉酶的加量为1～3 重量%； 糖原降解的温度为45～55 ℃。
进一步，所述步骤（7）中，高温处理的温度为90-95，时间为10-20min；
任选的，过滤为滤袋或纱布，所用纱布可叠为2～4层；
任选的，喷雾干燥的进口温度设置为170～190℃，流速为12～16 rpm，出口温度为85～100℃；
任选的，喷雾时加入1～3重量% β-环糊精或麦芽糊精作为助干剂。
进一步，还包括，将喷雾干燥所得包装于食品级PE/PA真空包装袋，利用热封口机进行封口，封口温度为170 ℃，时间为4～7 s。
本发明还保护所述低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法制备得到的低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉。
所用淀粉酶类对糖原进行降解，使其降解为低聚糖，淀粉酶可使用α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶等单种酶或几种混合使用，所用加酶量为1～3 % （w/w）。
本发明的申请人进行了具体试验参数的比较，比如去壳牡蛎采用不同体积水浸泡后盐度随时间变化的关系，结果见图1。其中箭头处表示更换新的同样体积水浸泡。从图中可以看出经不同体积水浸泡后，牡蛎肉中所含盐分均有所渗出，对牡蛎肉具有脱盐作用。随着时间的延长，浸泡液中盐度越高，所含盐分越多，即牡蛎肉所含盐分逐渐降低；最初加入水浸泡时，盐分渗出速率较大，而后减缓，说明在浸泡前期脱盐效果较好。且不同体积水对于牡蛎肉的脱盐效率有所不同，加入2倍体积（w：v）冰水浸泡时，3 h后仍旧有较多的盐分渗出，而加入6倍体积（w：v）冰水浸泡时，2 h后所渗出的盐分浓度不再发生明显变化，说明加入较大体积的水浸泡对牡蛎脱盐的效率会有所提升。
本发明的有益效果如下：
1、利用水对去壳牡蛎进行浸泡脱盐，脱盐效果明显，4～10℃冰水的浸泡较好的控制微生物的生长繁殖，且2～4 h的浸泡时间效率较高，相比于膜处理方式脱盐，工艺简单，且成本低。
2、脱盐牡蛎进行酶解前的80～100℃高温预处理既能灭菌，也能使蛋白变性，有利于后续酶解；高温处理后加入常温水可对样液进行冷却，加入1～3倍体积常温水可使温度降为蛋白酶酶解适宜温度40℃～55℃，同时使样品得以适当稀释，缩短冷却时间，也减少能耗和充分利用水资源的双重作用。
3、结合蛋白酶作用和pH的差异，利用生物技术将牡蛎进行分步酶解，比一步酶解降解效果更为完全，在经过第一步高pH蛋白酶酶解后，无需调整pH便可进行第二步低pH蛋白酶酶解，避免pH调整过程中无机盐的带入，且分步酶解可防止复合酶同时酶解时导致的几种蛋白酶之间相互降解使蛋白酶活力下降。
4、多糖相比于单糖具有更高的粘性，加入淀粉酶将多糖降解为低聚糖后，体系粘度下降，能有效预防喷雾干燥时出现严重粘壁现象，具有较好的喷雾性能，生产效率高；同时，生物技术的使用安全性较好，无需去除多糖成分，更好的保存了牡蛎的营养价值和充分的利用了资源。
从实施例1-3可以看出，本发明的方法所得的牡蛎多肽及低聚糖营养粉末得率高，都是1kg的牡蛎肉，实施例1最后得到的302g，实施例2是312g，实施例3是318g。同时表1和图1也表明了，牡蛎蛋白在经高pH蛋白酶和低pH蛋白酶分布酶解后，基本全部降解为多肽，且多肽的分子量较小，分子量在2000 Da以下多肽所占比例为99.35%，说明所制备的牡蛎多肽及低聚糖营养粉末易于被人体吸收。
附图说明
图1是去壳牡蛎采用不同体积水浸泡后盐度随时间变化图。
图2是牡蛎酶解后多肽分子量分布图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产
（1）脱盐：取去壳牡蛎肉1 kg，加入4L冰水于4℃环境下浸泡45 min后，沥干水分，再加入4 L冰水于4℃下浸泡45 min，重复3次。
（2）样品除菌和蛋白变性：将浸泡脱盐后牡蛎肉进行匀浆，于5000 rpm下匀浆10min后置于90℃中水浴10 min，样品除菌的同时使蛋白质变性。
（3）样品冷却：加入25℃蒸馏水2 L，使样液温度为40.2 ℃，同时对样液进行稀释，此时样液pH为6.58；
（4）高pH蛋白酶酶解：用1 mol/L NaOH调整pH值为8.0，将样品置于温度设置为45℃的水浴锅中水浴，加入8g，0.8 %（w/w）胰蛋白酶对蛋白酶解1.5 h，此时样液pH为7.2。
（5）低pH蛋白酶酶解：将样品置于温度为50℃水浴锅中水浴，加入10 g，1%（w/w）中性蛋白酶进行酶解1 h。
（6）糖原降解：将样品置于50℃（α-淀粉酶的最适温度）的水浴锅中水浴，然后，加入2%（w/w）α-淀粉酶对糖原进行降解2 h。
（7）喷雾干燥： 于90℃条件下放置10 min以钝化酶的活性，同时杀灭细菌，然后经纱布过滤，再加入20g，2 %（w/w）β-环糊精作为助干剂，进行喷雾干燥，喷雾干燥机的进口温度设置为180℃，出口温度设置为90℃；即得牡蛎多肽及低聚糖营养粉末302 g。从牡蛎蛋白酶解后分子量分布结果可以看出，牡蛎蛋白经酶解后降解成为牡蛎多肽，同时，有研究表明，牡蛎中所含糖原在α-淀粉酶作用下成为低聚糖，低聚糖往往比多糖具有更好的生物活性。结果见表1和图2。
图2为牡蛎酶解后多肽分子量分布图。并采用GPC软件进行分析,结果如表1所示。利用高效TSK-G2000凝胶过滤色谱法测定牡蛎多肽的分子量，其中分子量标准品（左→右）：①小清蛋白：11515Da；②脯氨酸内肽酶小肽：4907Da； ③P012005 ：1199 Da； ④YGDEY：645Da； ⑤AMN：334 Da ，
表1牡蛎蛋白酶酶解后分子量范围表
| 牡蛎蛋白酶酶解后分子量范围 | 所占比例（%） |
| ＞5000 | 0.07 |
| 3000～500 | 0.21 |
| 2000～3000 | 0.37 |
| 1000～2000 | 1.63 |
| ＜1000 | 97.72 |
有研究表明多肽分子量在2000 Da以下时易于人体吸收，从表1可得知，牡蛎蛋白在经高pH蛋白酶和低pH蛋白酶分布酶解后，基本全部降解为多肽，且多肽的分子量较小，分子量在2000 Da以下多肽所占比例为99.35%，说明所制备的牡蛎多肽及低聚糖营养粉末易于被人体吸收。
（8）包装：用真空包装袋对牡蛎多肽及低聚糖营养粉末进行装袋，用封口包装机进行封口。包装材料使用食品级PE/PA真空包装袋，包装时处于干燥环境，封口温度设为170℃，封口时间为5s。
实施例2：低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产
（1）脱盐：取去壳牡蛎肉1 kg，加入6L冰水，于4℃环境下浸泡45 min后，沥干水分，再加入6 L冰水浸泡45 min，重复2次。
（2）样品除菌和蛋白变性：将浸泡脱盐后牡蛎进行匀浆，于5000 rpm下匀浆10 min后置于80℃中水浴15 min。
（3）样品冷却：高温处理后，加入25℃蒸馏水1.5 L，所得样液温度为46.7 ℃，同时对样液进行稀释。
（4）高pH蛋白酶酶解：用1 mol/L NaOH调整pH值为8.0，将样品置于温度设置为50℃的水浴锅中水浴，加入10 g，1.0 %（w/w）碱性蛋白酶对蛋白酶解1 h。
（5）低pH蛋白酶酶解：经高pH蛋白酶酶解后，此时样液pH为7.0，将样品置于温度设置为45℃的水浴锅中水浴，然后，加入10 g，1%（w/w）风味蛋白酶进行酶解1 h。
（6）糖原降解：将中性蛋白酶酶解后样品置于50℃水浴锅中水浴，加入1.5%（w/w）α-淀粉酶和1.5%（w/w）β-淀粉酶对糖原进行降解2 h。
（7）喷雾干燥：降解后样品于95℃高温处理20 min后经纱布过滤，进行喷雾干燥，即得牡蛎多肽及低聚糖营养粉，进口温度设置为190℃，出口温度设置为85℃，喷雾前加入30 g，3 %（w/w）麦芽糊精作为助干剂，获得粉末312 g。
（8）包装：用真空包装袋对牡蛎多肽粉末进行装袋，用封口包装机进行封口。包装材料使用食品级PE/PA真空包装袋，包装时处于干燥环境，封口温度设为170℃，封口时间为7 s。
实施例3：低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产
（1）脱盐：取去壳牡蛎肉1 kg，加入2L的冰水，于4℃环境下浸泡30 min后，沥干水分，再加入4 L冰水于4℃浸泡30 min，重复6次。
（2）样品除菌和蛋白变性：将浸泡脱盐后牡蛎肉进行匀浆，于5000 rpm下匀浆10min后置于100℃中水浴10 min，样品除菌的同时使蛋白质变性。
（3）样品冷却：加入28℃蒸馏水2 L，使样液温度为55 ℃，同时对样液进行稀释，此时样液pH为6.58。
（4）高pH蛋白酶酶解：用1 mol/L NaOH调整pH值为8.0，将样品置于温度设置为55℃的水浴锅中水浴，加入8g，0.8 %（w/w）胰蛋白酶对蛋白酶解1.5 h；此时样液pH为7.2。
（5）低pH蛋白酶酶解：继续将样品置于温度为55℃的水浴锅中水浴，加入10 g，1%（w/w）中性蛋白酶进行酶解1.5 h。
（6）糖原降解：将样品温度设置为60℃的水浴锅中，加入3%（w/w）糖化酶对糖原进行降解2 h。
（7）喷雾干燥：93℃高温处理15 min后经纱布过滤，再加入20 g，1 %（w/w）β-环糊精作为助干剂，进行喷雾干燥，喷雾干燥机的进口温度设置为170℃，出口温度设置为100℃；即得牡蛎多肽及低聚糖营养粉末318g。
（8）包装：用真空包装袋对牡蛎多肽及低聚糖营养粉末进行装袋，用封口包装机进行封口。包装材料使用食品级PE/PA真空包装袋，包装时处于干燥环境，封口温度设为170℃，封口时间为5 s。
从实施例1-3可以看出，本发明的方法所得的牡蛎多肽及低聚糖营养粉末得率高，都是1kg的牡蛎肉，实施例1最后得到的302g，实施例2是312g，实施例3是318g。同时表1和图1也表明了，牡蛎蛋白在经高pH蛋白酶和低pH蛋白酶分布酶解后，基本全部降解为多肽，且多肽的分子量较小，分子量在2000 Da以下多肽所占比例为99.35%，说明所制备的牡蛎多肽及低聚糖营养粉末易于被人体吸收。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法，其特征在于,步骤为，
(1)脱盐：以去壳牡蛎为原料，用4～10℃冰水反复浸泡，脱盐所用冰水体积为2～6倍，每次浸泡时间为30～60min，共2～4h；
(2)样品除菌和蛋白变性：将浸泡脱盐后牡蛎进行匀浆，并在高温下处理进行灭菌和蛋白变性；
(3)样品冷却：再加常温水对上述所得牡蛎浆进行冷却；
(4)高pH蛋白酶酶解：调整pH值为7.0～9.0，加入0.5～1.0重量％蛋白酶对蛋白质进行酶解；所述高pH蛋白酶酶解为胰蛋白酶、复合蛋白酶或碱性蛋白酶；酶解反应温度为40～55℃，反应时间为1～2h；
(5)低pH蛋白酶酶解：经高pH蛋白酶酶解后，调整温度加入0.5～1％弱酸性类蛋白酶酶解；所述低pH蛋白酶酶解为木瓜蛋白酶、中性蛋白酶或风味蛋白酶；酶解反应温度为45～55℃，反应时间为1～2h；
(6)糖原降解：加入淀粉酶对糖原进行降解，所述的淀粉酶为α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶中的一种或一种以上混合，所述淀粉酶的加量为1～3重量％；糖原降解的温度为45～55℃；
(7)喷雾干燥：高温处理后用滤袋或纱布过滤，所用纱布叠为2～4层，过滤后进行喷雾干燥，喷雾时加入1～3重量％β-环糊精或麦芽糊精作为助干剂，即得牡蛎多肽及低聚糖营养粉。
2.如权利要求1所述低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，匀浆转速为5000rpm，匀浆10min。
3.如权利要求1所述低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中，高温处理所用温度为80～100℃，处理时间为10～15min。
4.如权利要求1所述低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所加常温水体积为1～3倍，温度降为蛋白酶酶解适宜温度40℃～55℃。
5.如权利要求1所述低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法，其特征在于，所述步骤(7)中，高温处理的温度为90-95，时间为10-20min。
6.如权利要求1所述低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法，其特征在于，所述步骤(7)中，喷雾干燥的进口温度设置为170～190℃，流速为12～16rpm，出口温度为85～100℃。
7.如权利要求1所述低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法，其特征在于，还包括，将喷雾干燥所得包装于食品级PE/PA真空包装袋，利用热封口机进行封口，封口温度为170℃，时间为4～7s。
8.如权利要求1-7任一所述低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉的生产方法制备得到的低盐牡蛎多肽及低聚糖营养粉。
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