CN105331664A - 一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法。一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，包括以下步骤：离子水稀释、加热升温、离心、加酸调pH值、过滤、沉淀、高频电磁波处理1、酶解1、高频电磁波处理2、酶解2、高频电磁波处理3、灭酶活、微滤、超滤、纳滤、RO膜浓缩和微波低温真空干燥。本发明提取的牛奶蛋白多肽的方法具有收率高(比传统提高5-8％)、纯度高(寡肽比例达70％以上)、溶剂消耗少、成本低和易于工业化生产的优点；本发明整个工艺流程短、时间短(约相当传统1/3)，能耗低、污染少、不使用有毒溶剂、无污染物排放，达到清洁生产目标。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法。
背景技术
牛奶是最古老的天然饮料，营养成分相当的高，尤其牛奶中含有包括人体生长发育所需的全部氨基酸和丰富的钙、维生素D等，是其他食物无法比拟的。
据国内外牛奶营养专家长年研究证实：每天喝一杯牛奶对人体至少有12个好处：1、牛奶中的钾可使动脉血管在高压时保质稳定，减少中风危险；2、牛奶可阻止人体吸收食物中有毒的金属铅和镉；3、酸奶和脂肪可增强免疫系统功能，阻止肿瘤细胞增长，能为皮肤提供封闭性油脂，形成薄膜以防皮肤水分蒸发，还能暂时提供水分，可保证皮肤的光滑润泽；4、牛奶中的铁、铜和卵磷脂能大大提高大脑的工作效率；5、牛奶中的钙能增强骨骼和牙齿、减少骨骼病发生；6、牛奶中的维素A有美容作用，可以防止皮肤干燥及暗沉，使皮肤白皙，大量的B2，可以促进皮肤的新陈代谢，皮肤有光泽；7、牛奶中的酪氨酸能促进激素-血清素的大量增长；8、牛奶中的镁能使心脏耐疲劳；9、牛奶中的锌能使伤口更快愈合；10、牛奶中的维生素B能提高视力；11、喝牛奶能预防动脉硬化；12、牛奶含钙高，吸收好，中年妇女常喝牛奶可减缓骨质流失。
牛奶的食疗学分析，牛奶还具有以下功效：(1)镇静安神：意大利科研人员研究发现，牛奶之所以具有镇静安神作用是因为含有一种可抑制神经兴奋的成分。阿瓦洛内建议，当你心烦意乱的时候，不妨去喝一大杯牛奶安安神。睡前喝一杯牛奶可促进睡眠。(2)抑制肿瘤：牛奶和奶制品干酪中含有一种CLA的物质，能有效破坏人体内有致癌危险的自由基，并能迅速和细胞膜结合，使细胞处于防御制癌物质侵入的状态，从而起到防癌作用。而且牛奶中所含的钙能在人体肠道内有效破坏致癌物质，使其分解改变成非致癌物质，并排出体外。牛奶中所含的维生素A、维生素B2、维生素D等对胃癌和结肠癌都有一定的预防作用。(3)促进幼儿大脑发育：乳是哺乳动物出生后赖以生存发育的唯一食物，它含有适合其幼子发育所必须的全部营养素。(4)美容养颜：牛奶中的乳清对面部皱纹有消除作用，可使皮肤保持光滑滋润。(5)全面补充营养：可使动脉血管在高压时保持稳定，减少中风风险；能大大提高大脑的工作效率；能增强骨骼和牙齿，减少骨骼萎缩病的发生；使伤口更快愈合。
牛奶中的主要蛋白质有四种：(1)β乳球蛋白beta-lactoglobulin；经常会导致一些人肠胃过敏，但最具有抗原能力；(2)r球蛋白gamma-lactalbumin；(3)乳清蛋白wheyprotein；(4)酪蛋白casein；主要蛋白质，佔了牛奶蛋白80％，经常会导致一些人肠胃过敏。
无庸质疑，牛奶是人类较为完美的食品之－，但牛奶尤其乳蛋白对一部人体尤其亚洲人有过敏不良后果，过去－直沒有得到良好解决，近些年科学工作者通过将牛乳蛋白彻底酶解为多肽和氨基酸以解决这一问题，而且科学家还发现牛乳中的乳球蛋白、乳白蛋白和乳酪蛋白多肽具有重要的生物学功能，对人类健康生长有着十分“神奇”功能的作用。正如邹远东教授指出:肽涉及人体的激素、神经、细胞生长和生殖各领域，其重要性在于调节体内各个系统和细胞的生理功能，激活体内有关酶系，促进中间代谢膜的通透性，或通过控制DNA转录或影响特异的蛋白合成，最终产生特定的生理效应。所以说没有肽，就没有活性，就没有生命。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，包括如下步骤：
(1)以新西兰牛奶粉为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，高频电磁波装置加温至40℃；
(2)将配制好的温度在40℃的牛奶，用高速离心机将乳脂分离出来，得到脱脂奶液；
(3)添加醋酸调脱脂奶液的PH值，以有大量牛奶蛋白沉淀为准；
(4)用微滤膜过滤，滤液进入下一道乳糖分离提取，滤渣则为牛奶蛋白浓缩液；
(5)用稀碱液溶解牛奶蛋白浓缩液使底物达7.5％并调pH值至9.0，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在50-55℃，之后保温50min，得到改性牛奶蛋白溶液；
(6)将改性牛奶蛋白溶液降温至33-35℃，调PH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，启动高频电磁波提取装置15min，温度控制在50-55℃，得到胰蛋白酶水解溶液；
(7)将胰蛋白酶水解溶液降温至33-35℃，调PH值至7.5，加入底物质量2％的中性蛋白酶，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在50-55℃，当PH值降至7.2时，酶解中止，得到中性蛋白酶水解溶液；
(8)将中性蛋白酶水解溶液继续升温至85-90℃，维持5min，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(9)将灭酶水解溶液降温至50℃，用滤布为200目三足离心机过滤，用栏截15000-20000分子量陶瓷膜过滤，再用栏截10000、2500分子量超滤纤维膜过滤和栏截1000、200分子量纳滤及RO膜过滤，得到过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液；
(10)将过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液置于微波低温真空干燥装置，即得牛奶蛋白多肽。
作为优选，步骤(1)中所述的高频电磁波为300mHz-300GHz的电磁波。
作为优选，步骤(3)中所述的醋酸调pH值为4.6-4.8。
作为优选，步骤(6)中所述的胰蛋白酶解的pH值最佳条件为8.0-8.5。
作为优选，步骤(7)中所述的中性蛋白酶为木瓜蛋白酶。
作为优选，步骤(1)、(5)、(6)和(7)中所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW。
作为优选，步骤(9)所述的过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液是指栏截10000分子量透过液与栏截2500分子量之间的蛋白多肽浓缩液、栏截2500分子量透过液与栏截1000分子量之间的蛋白多肽浓缩液和栏截1000分子量透过液至栏截200分子量RO膜之间的蛋白多肽浓缩液。
作为优选，步骤(10)中所述的微波低温真空干燥装置的频率为2450MHz，功率为15KW。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的方法改进牛奶蛋白质的酶解工艺与技术，解决牛奶蛋白质不易被动物消化吸收和对部分人群过敏的问题，同时也是解决牛奶长期以来产品单－，产业效益低下的问题。通过釆用高频电磁波辅助酶解技术制备具有生物活性的牛奶寡肽，不仅提高牛奶蛋白的消化吸收率，而且可扩大牛奶蛋白应用领域，使牛奶从单纯的食品行业拓展到人类食品、医药、保健品、健肤化妆品等多种行业和领域，无疑对延长牛奶产业链，全面提高牛奶产业综合效益，实现农业增效、农民增收、农村繁荣，对推动－带一路建设都具有重大意义。
2.本发明提取的牛奶蛋白多肽的方法具有收率高(比传统提高5-8％)、纯度高(寡肽比例达70％以上)、溶剂消耗少、成本低和易于工业化生产的优点。
3.本发明整个工艺流程短、时间短(约相当传统1/3)，能耗低、污染少、不使用有毒溶剂、无污染物排放，达到清洁生产目标。
附图说明
图1为本发明高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。此外，在阅读本发明的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作各种修改，这些等价变化同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：
一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，包括如下步骤：
(1)以新西兰牛奶粉为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，高频电磁波装置加温至40℃；所述的高频电磁波为300mHz的电磁波；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(2)将配制好的温度在40℃的牛奶，用高速离心机将乳脂分离出来，得到脱脂奶液；
(3)添加醋酸调脱脂奶液的PH值，以有大量牛奶蛋白沉淀为准；所述的醋酸调pH值为4.6；
(4)用微滤膜过滤，滤液进入下一道乳糖分离提取，滤渣则为牛奶蛋白浓缩液；
(5)用稀碱液溶解牛奶蛋白浓缩液使底物达7.5％并调pH值至9.0，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在50℃，之后保温50min，得到改性牛奶蛋白溶液；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(6)将改性牛奶蛋白溶液降温至33℃，调PH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，启动高频电磁波提取装置15min，温度控制在50℃，得到胰蛋白酶水解溶液；所述的胰蛋白酶解的pH值为8.0；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(7)将胰蛋白酶水解溶液降温至33℃，调PH值至7.5，加入底物质量2％的中性蛋白酶，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在50℃，当PH值降至7.2时，酶解中止，得到中性蛋白酶水解溶液；所述的中性蛋白酶为木瓜蛋白酶；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(8)将中性蛋白酶水解溶液继续升温至85℃，维持5min，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(9)将灭酶水解溶液降温至50℃，用滤布为200目三足离心机过滤，用栏截15000-20000分子量陶瓷膜过滤，再用栏截10000、2500分子量超滤纤维膜过滤和栏截1000、200分子量纳滤及RO膜过滤，得到过滤浓缩的牛奶蛋白溶液；所述的过滤浓缩的牛奶蛋白溶液是指栏截10000分子量透过液与栏截2500分子量之间的蛋白多肽浓缩液、栏截2500分子量透过液与栏截1000分子量之间的蛋白多肽浓缩液和栏截1000分子量透过液至栏截200分子量RO膜之间的蛋白肽浓缩液；
(10)将过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液置于微波低温真空干燥装置，即得牛奶蛋白多肽；所述的微波低温真空装置的频率为2450MHz，功率为15KW。
实施例2：
一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，包括如下步骤：
(1)以新西兰牛奶粉为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，高频电磁波装置加温至40℃；所述的高频电磁波为300GHz的电磁波；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(2)将配制好的温度在40℃的牛奶，用高速离心机将乳脂分离出来，得到脱脂奶液；
(3)添加醋酸调脱脂奶液的PH值，以有大量牛奶蛋白沉淀为准；所述的醋酸调pH值为4.8；
(4)用微滤膜过滤，滤液进入下一道乳糖分离提取，滤渣则为牛奶蛋白浓缩液；
(5)用稀碱液溶解牛奶蛋白浓缩液使底物达7.5％并调pH值至9.0，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在55℃，之后保温50min，得到改性牛奶蛋白溶液；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(6)将改性牛奶蛋白溶液降温至35℃，调PH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，启动高频电磁波提取装置15min，温度控制在55℃，得到胰蛋白酶水解溶液；所述的胰蛋白酶解的pH值为8.5；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(7)将胰蛋白酶水解溶液降温至35℃，调PH值至7.5，加入底物质量2％的中性蛋白酶，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在55℃，当PH值降至7.2时，酶解中止，得到中性蛋白酶水解溶液；所述的中性蛋白酶为木瓜蛋白酶；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(8)将中性蛋白酶水解溶液继续升温至85-90℃，维持5min，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(9)将灭酶水解溶液降温至50℃，用滤布为200目三足离心机过滤，用栏截15000-20000分子量陶瓷膜过滤，再用栏截10000、2500分子量超滤纤维膜过滤和栏截1000、200分子量纳滤及RO膜过滤，得到过滤浓缩的牛奶蛋白溶液；所述的过滤浓缩的牛奶蛋白溶液是指栏截10000分子量透过液与栏截2500分子量之间的蛋白多肽浓缩液、栏截2500分子量透过液与栏截1000分子量之间的蛋白多肽浓缩液和栏截1000分子量透过液至栏截200分子量RO膜之间的蛋白肽浓缩液；
(10)将过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液置于微波低温真空干燥装置，即得牛奶蛋白多肽；所述的微波低温真空干燥装置的频率为2450MHz，功率为15KW。
实施例3：
一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，包括如下步骤：
(1)以新西兰牛奶粉为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，高频电磁波装置加温至40℃；所述的高频电磁波为100GHz的电磁波；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(2)将配制好的温度在40℃的牛奶，用高速离心机将乳脂分离出来，得到脱脂奶液；
(3)添加醋酸调脱脂奶液的PH值，以有大量牛奶蛋白沉淀为准；所述的醋酸调pH值为4.7；
(4)用微滤膜过滤，滤液进入下一道乳糖分离提取，滤渣则为牛奶蛋白浓缩液；
(5)用稀碱液溶解牛奶蛋白浓缩液使底物达7.5％并调pH值至9.0，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在53℃，之后保温50min，得到改性牛奶蛋白溶液；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(6)将改性牛奶蛋白溶液降温至34℃，调PH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，启动高频电磁波提取装置15min，温度控制在53℃，得到胰蛋白酶水解溶液；所述的胰蛋白酶解的pH值为8.3；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(7)将胰蛋白酶水解溶液降温至34℃，调PH值至7.5，加入底物质量2％的中性蛋白酶，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在53℃，当PH值降至7.2时，酶解中止，得到中性蛋白酶水解溶液；所述的中性蛋白酶为木瓜蛋白酶；所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(8)将中性蛋白酶水解溶液继续升温至88℃，维持5min，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(9)将灭酶水解溶液降温至50℃，用滤布为200目三足离心机过滤，用栏截15000-20000分子量陶瓷膜过滤，再用栏截10000、2500分子量超滤纤维膜过滤和栏截1000、200分子量纳滤及RO膜过滤，得到过滤浓缩的牛奶蛋白溶液；所述的过滤浓缩的牛奶蛋白溶液是指栏截10000分子量透过液与栏截2500分子量之间的蛋白多肽浓缩液、栏截2500分子量透过液与栏截1000分子量之间的蛋白多肽浓缩液和栏截1000分子量透过液至栏截200分子量RO膜之间的蛋白肽浓缩液；
(10)将过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液置于微波低温真空干燥装置，即得牛奶蛋白多肽；所述的微波低温真空干燥装置的频率为2450MHz，功率为15KW。
表1本发明高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法的效果
| 组别 | 寡肽比例(％) | 收率(％) |
| 实施例1 | 75 | 88 |
| 实施例2 | 77 | 80 |
| 实施例3 | 76 | 86 |
从表1可以看出，本发明高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法得到牛奶蛋白多肽纯度均在75％以上，收率均在80％以上。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (8)
1.一种高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以新西兰牛奶粉为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，高频电磁波装置加温至40℃；
(2)将配制好的温度在40℃的牛奶，用高速离心机将乳脂分离出来，得到脱脂奶液；
(3)添加醋酸调脱脂奶液的PH值，以有大量牛奶蛋白沉淀为准；
(4)用微滤膜过滤，滤液进入下一道乳糖分离提取，滤渣则为牛奶蛋白浓缩液；
(5)用稀碱液溶解牛奶蛋白浓缩液使底物达7.5％并调pH值至9.0，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在50-55℃，之后保温50min，得到改性牛奶蛋白溶液；
(6)将改性牛奶蛋白溶液降温至33-35℃，调PH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，启动高频电磁波提取装置15min，温度控制在50-55℃，得到胰蛋白酶水解溶液；
(7)将胰蛋白酶水解溶液降温至33-35℃，调PH值至7.5，加入底物质量2％的中性蛋白酶，启动高频电磁波提取装置10min，温度控制在50-55℃，当PH值降至7.2时，酶解中止，得到中性蛋白酶水解溶液；
(8)将中性蛋白酶水解溶液继续升温至85-90℃，维持5min，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(9)将灭酶水解溶液降温至50℃，用滤布为200目三足离心机过滤，用栏截15000-20000分子量陶瓷膜过滤，再用栏截10000、2500分子量超滤纤维膜过滤和栏截1000、200分子量纳滤及RO膜过滤，得到过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液；
(10)将过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液置于微波低温真空干燥装置，即得牛奶蛋白多肽。
2.根据权利要求1所述的高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的高频电磁波为300mHz-300GHz的电磁波。
3.根据权利要求1所述的高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的醋酸调pH值为4.6-4.8。
4.根据权利要求1所述的高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(6)中所述的胰蛋白酶解的pH值最佳条件为8.0-8.5。
5.根据权利要求1所述的高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(7)中所述的中性蛋白酶为木瓜蛋白酶。
6.根据权利要求1所述的高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(1)、(5)、(6)和(7)中所述的高频电磁波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW。
7.据权利要求1所述的高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(9)所述的过滤浓缩的牛奶蛋白肽溶液是指栏截10000分子量透过液与栏截2500分子量之间的蛋白多肽浓缩液、栏截2500分子量透过液与栏截1000分子量之间的蛋白多肽浓缩液和栏截1000分子量透过液至栏截200分子量RO膜之间的蛋白多肽浓缩液。
8.根据权利要求1所述的高频电磁波辅助制备牛奶蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(10)中所述的微波低温真空干燥装置的频率为2450MHz，功率为15KW。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160217 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |