CN105639047A - 一种南瓜蛋白肽生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种南瓜蛋白肽生产工艺，其步骤如下：一、将脱脂南瓜籽粕粉碎，过筛，然后与水混合置于100℃恒温水浴中加热5～20min，然后冷却至室温，得到浓度为20～40mg/mL的南瓜籽粕粉蛋白溶液；二、向南瓜籽粕粉蛋白溶液中加入木瓜蛋白酶和枯草芽孢杆菌AS1398蛋白酶进行恒温酶解，控制酶解温度为40～55℃，时间为1～6h，pH6.5～7.5，加酶量为15～25%；三、达到反应预定时间后，将南瓜籽粕蛋白酶解液加热升温至100℃，保温5～20min使酶活力丧失。本发明利用木瓜蛋白酶与AS1398蛋白酶协同水解南瓜籽粕蛋白制取低分子肽的方法是可行的，南瓜籽粕蛋白在100℃下加热预处理10min水解效果较佳，而且水解过程中水解液表层出现少量油状物，对榨油与南瓜蛋白综合利用的工艺偶联研究有一定启发意义。

Description

一种南瓜蛋白肽生产工艺
技术领域
本发明涉及一种南瓜籽粕蛋白酶解制备低分子肽的方法。
背景技术
南瓜籽中油脂含量为35~50%，南瓜籽提油后的副产物南瓜籽粕中含有人体必需的17种氨基酸，营养丰富，经测定约含41%的粗蛋白。按照冷榨工艺，每生产1t南瓜籽油可以得到南瓜籽蛋白粉1t，如果在制油的同时将南瓜蛋白进行开发利用，无疑将极大地促进南瓜资源的开发与利用。但目前南瓜籽粕一般只被当作工业废料处理或用做普通饲料的添加物。将南瓜籽粕直接加工为食品或作为食品成分，由于其颜色和味道等性状较为特殊，难以获得理想的食用效果。若用酶法将其降解为小分子肽，则可大大提高其在食品中的理化性能，并可能获得其前体没有的生理活性。因此，将南瓜籽粕进行酶解处理具有较大的实用价值和应用前景。植物蛋白水解率一般较动物蛋白低，采用单酶水解较难获得足够短肽。木瓜蛋白酶与中性蛋白酶适宜pH和温度范围较为接近，水解位点也具有一定互补性，因此生产和研究中两者多复配使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种南瓜蛋白肽生产工艺，以南瓜籽粕蛋白为底物，木瓜蛋白酶和AS1398蛋白酶双酶为水解酶，采用木瓜蛋白酶与中性蛋白酶同加的方法来研究南瓜籽粕蛋白酶解制备短肽的过程。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种南瓜蛋白肽生产工艺，包括如下步骤：
一、将脱脂南瓜籽粕粉碎，过筛，然后与水混合置于100℃恒温水浴中加热5～20min，然后冷却至室温，得到浓度为20～40mg/mL的南瓜籽粕粉蛋白溶液；
二、向南瓜籽粕粉蛋白溶液中加入木瓜蛋白酶和枯草芽孢杆菌AS1398蛋白酶进行恒温酶解，控制酶解温度为40～55℃，时间为1～6h，pH6.5～7.5，加酶量为15～25%，木瓜蛋白酶和枯草芽孢杆菌AS1398蛋白酶的质量比为1：1；
三、达到反应预定时间后，将南瓜籽粕蛋白酶解液加热升温至100℃，保温5～20min使酶活力丧失。
本发明具有如下优点：
1、脱脂南瓜籽粕蛋白质含量丰富，占总质量41%，是较好的植物蛋白来源。水解后气味芬芳，溶解性大为增强，可以作为合适的食品添加物。
2、利用木瓜蛋白酶与AS1398蛋白酶协同水解南瓜籽粕蛋白制取低分子肽的方法是可行的，南瓜籽粕蛋白在100℃下加热预处理10min水解效果较佳。
3、木瓜蛋白酶和AS1398蛋白酶双酶水解南瓜籽粕蛋白的最佳条件为:加酶量19%，底物浓度35mg/mL，温度50℃，pH7.0，双酶质量比1：1，水解时间3h。加酶量、底物质量浓度、温度为重要影响因素。
4、水解过程中水解液表层出现少量油状物，对榨油与南瓜蛋白综合利用的工艺偶联研究有一定启发意义。
附图说明
图1为预处理时间对水解度的影响；
图2为水解时间对水解度的影响。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一种南瓜蛋白肽生产工艺，具体内容如下：
1材料与方法
1.1材料、试剂
脱脂南瓜籽粕；木瓜蛋白酶：食品级，酶活力100万U/g，购自无锡雪梅酶制剂科技有限公司；枯草芽孢杆菌AS1398中性蛋白酶：酶活力5万U/g，购自无锡雪梅酶制剂科技有限公司。
1.2仪器、设备
紫外可见分光光度计，离心分离机，pH酸度计，凯氏定氮仪，增力电动搅拌器，电热恒温水浴锅，恒温干燥箱，九阳料理机，微量滴定管,电子分析天平等。
1.3试验方法
1.3.1总氮含量测定（微量凯氏定氮法）
1.3.2水解度（DH）测定：水解度=游离氨基氮/总氮×100%。游离氨基氮的测定方法用甲醛滴定法。
1.3.3总糖含量测定（苯酚硫酸法）。
1.3.4南瓜籽粕蛋白的酶解工艺：南瓜籽粕→粉碎→过筛→调底物质量浓度→预处理→调温度→调pH→加酶→水解→灭酶→产物。
将脱脂南瓜籽粕粉碎，过100目筛，准确称取南瓜籽粕粉，加入适量水配制成一定质量浓度的南瓜籽粕蛋白溶液，初次称量总重，经高温预处理后，加适量水调制到总重以保持南瓜籽粕蛋白液的质量浓度，调节温度至反应温度并搅拌2min，调节pH至反应pH，加入一定比例蛋白酶进行恒温酶解，并不断进行搅拌，同时滴加0.1mol/L的NaOH溶液以保持反应体系pH恒定，反应偏差一般控制在±0.1，达到反应预定时间后，将南瓜籽粕蛋白酶解液加热升温至100℃，保温10min使酶活力丧失，取酶解液定容至100mL，然后利用甲醛滴定法测定水解度。
2结果与分析
2.1南瓜籽粕的成分
经测定，南瓜籽粕约含41%的粗蛋白、43%的总糖，此后实验将以此数据进行底物质量浓度换算。
2.2预处理对水解作用的影响
取0.5g南瓜籽粕蛋白用蒸馏水定容至250mL，搅拌混匀配制成20mg/mL的底物质量浓度，置于100℃恒温水浴中分别加热0、5、10、15、20min，然后冷却至室温，补足损失水分，按双酶添加质量比1：1加入5%的酶，用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH至7.0，置于50℃恒温水浴中水解3h。反应一定时间后将酶解液置于100℃水浴中恒温10min灭酶。以水解度为指标，研究底物预处理时间对反应的影响，结果见图1。
由图1可知，底物于100℃加热处理10min，水解度最高。
2.3木瓜蛋白酶和枯草芽孢杆菌蛋白酶酶解的单因素实验
以底物质量浓度、加酶量、pH及温度分别进行单因素实验，结果显示，木瓜蛋白酶单因素实验中各因素最佳水平为:底物质量浓度30mg/mL，加酶量100000U/g，温度50℃，pH7.5，枯草芽孢杆菌蛋白酶单因素实验中各因素最佳水平为:底物质量浓度30mg/mL，加酶量8000U/g，温度50℃，pH7.0。
2.4双酶同加单因素实验
2.4.1双酶添加比对水解的影响在加酶量单因素实验中，发现两种酶虽然以不同酶活力进行添加，但添加质量出现了较强的一致性，即同质量添加时，两种酶的曲线变化趋向一致，故双酶添加比按质量比1:1进行。
2.4.2水解时间对双酶同加水解的影响水解时间是影响水解度的一个重要因素。在双酶添加量20%、温度50℃、pH7.0、底物质量浓度30mg/mL条件下，用双酶水解南瓜籽粕蛋白，测定不同时间的水解度，结果如图2所示。
由图2可知，在前3h内酶解反应相对比较剧烈，水解度增加较快，3h后水解度增加相对缓慢。这是因为蛋白酶具有专一性，随着水解时间延长，蛋白酶可水解的肽键逐渐减少，同时蛋白酶受各种理化因素影响，活力不断下降。从生产效率来考虑，酶解反应时间不宜过长，因此选定合理的水解时间3h。
2.5双酶同加正交实验
为了确定南瓜籽粕酶解的最佳工艺条件,在双酶质量比为1：1、水解时间3h条件下，以水解度为指标，以底物质量浓度、温度、加酶量、pH为因素进行正交实验，因素水平见表1,实验结果见表2。
表1正交实验因素水平
表2正交实验设计
由表2可见,几个因素对水解度影响的主次顺序为:B﹥A﹥C﹥D,可见加酶量是水解实验的最重要影响因素，其次为底物质量浓度，再次为温度，pH为次要影响因素。
空列的极差值代表了实验误差，它是判断各因素可靠性的指标。只有各因素指标的极差值大于空列的极差值才能表示其因素的效应存在。从表2中数据可知，A、B、C为重要因素，按照各因素的最好水平及经济水平选取为B3A3C1，即加酶量19%，底物质量浓度35mg/mL，温度50℃。而pH为次要因素，选取其与南瓜籽粕蛋白液比较接近的pH，即选取pH为7。

Claims (7)

1.一种南瓜蛋白肽生产工艺，其特征在于所述工艺步骤如下：
一、将脱脂南瓜籽粕粉碎，过筛，然后与水混合置于100℃恒温水浴中加热5～20min，然后冷却至室温，得到浓度为20～40mg/mL的南瓜籽粕粉蛋白溶液；
二、向南瓜籽粕粉蛋白溶液中加入木瓜蛋白酶和枯草芽孢杆菌AS1398蛋白酶进行恒温酶解，控制酶解温度为40～55℃，时间为1～6h，pH6.5～7.5，加酶量为15～25%；
三、达到反应预定时间后，将南瓜籽粕蛋白酶解液加热升温至100℃，保温5～20min使酶活力丧失。
2.根据权利要求1所述的南瓜蛋白肽生产工艺，其特征在于所述木瓜蛋白酶和枯草芽孢杆菌AS1398蛋白酶的质量比为1：1。
3.根据权利要求1所述的南瓜蛋白肽生产工艺，其特征在于所述加酶量为19%。
4.根据权利要求1所述的南瓜蛋白肽生产工艺，其特征在于所述南瓜籽粕粉蛋白溶液浓度为35mg/mL。
5.根据权利要求1所述的南瓜蛋白肽生产工艺，其特征在于所述酶解温度为50℃。
6.根据权利要求1所述的南瓜蛋白肽生产工艺，其特征在于所述pH=7.0。
7.根据权利要求1所述的南瓜蛋白肽生产工艺，其特征在于所述酶解时间为3h。
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