CN105767453B - 一种玉米肽的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玉米肽的制备方法及应用。制备方法具体步骤为：将玉米黄粉与8‑10倍重量乙醇水溶液混合，经接种醋酸杆菌发酵后，添加酸性蛋白酶水解后，得到在低pH条件下具有较好溶解性的玉米肽，且具有较好的提高乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶激活效果。

Description

一种玉米肽的制备方法及应用
技术领域
本发明属于食品生物技术领域，具体涉及一种玉米肽的制备方法及应用。
背景技术
1996年日本食品化工株式会社的Magoichi Yamaguchi等首次发现玉米肽与蛋白质和游离氨基酸相比，具有更强的促酒精代谢的能力。他们利用碱性蛋白酶水解玉米醇溶蛋白得到的分子量在2000Da左右，氨基酸组成与玉米醇溶蛋白相似的玉米肽。研究结果表明：在喝酒前摄入玉米肽可显著降低大鼠血液中乙醇浓度，升高血液中乙醛的浓度。1997年Magoichi Yamaguchi等进一步通过人体实验比较了玉米肽、小麦肽、豌豆肽、丙氨酸和亮氨酸的醒酒效果，发现玉米肽的解酒、醒酒效果显著优于丙氨酸、亮氨酸、小麦肽和豌豆肽；并进一步推测玉米肽解酒、醒酒效果并非延缓酒精在肠胃中的吸收，而是由于玉米肽可提高血浆中游离丙氨酸和亮氨酸的浓度。国内在玉米肽的制备方面也做了大量研究，申请了较多专利。
2003年吉林大学公开了一种低分子量的功能玉米短肽产品(专利申请号200310115958.7)。该发明涉及利用酶法直接降解玉米蛋白粉中的玉米蛋白制备该短肽的方法及该短肽产品的应用。该玉米肽产品干粉是一种淡黄色的粉末,分子量分布主要在1000以下,是含2-9氨基酸残基的短肽混合物,用TNBS法测定平均链长4-5个氨基酸。制备方法涉及原料预处理、酶水解、酶灭活、精制和干燥制粉等步骤。据称该发明的玉米肽具有制备工艺简单,良好的物理性状(低分子量,稳定性高等)和多种生理功能(抗疲劳作用,调节乙醇代谢作用和较强的抗氧化作用等)等优点,作为基料可以用于保健食品、医药品和化妆品的生产。2011年武汉百信食品有限公司公开了一种植物蛋白质组合物的制备方法(专利申请号201110004804.5)，尤其涉及一种玉米肽的制备方法。其制备过程是首先将玉米蛋白粉加入乙醇在醇相中进行酶解,然后蒸发部分乙醇并添加等量的水,加入复合酶在水相中继续酶解,接着对水解液进行离心,超滤分级、阴阳离子交换脱盐,最后对其进行浓缩、干燥得到玉米肽干粉。该发明制备的玉米肽分子量主要集中在600～3000Da之间，据称具有很好的醒酒功能。2011年山东轻工业学院公开了一种黑曲霉发酵玉米黄粉制备可溶性玉米肽的方法(专利申请号201110385820.3)。该发明所采用的菌种为黑曲霉，培养基的主要成分为玉米黄粉、麸皮和水再配以适量的蔗糖和磷酸氢二钾，发酵完成后加水浸提可溶性玉米肽，后经离心、抽滤、脱色、超滤、凝胶层析得到可溶性玉米肽溶液。这一方法具有工艺简单、成本低廉、副产物少，同时所得玉米肽水溶性高、安全性好等优点。2012年常州康和生物技术有限公司提供了一种酶解玉米蛋白制备玉米低聚肽螯合物的方法(专利申请号201210394066.4)，包括以下步骤：将玉米蛋白粉配成重量浓度为7％～15％的溶液，调节溶液的pH和温度到最佳，用碱性蛋白酶和中性蛋白酶进行酶解获得玉米低聚肽水解液，接着再进行复合风味蛋白酶酶解、双氧水脱色、过氧化氢酶酶解和高温灭酶，最后调节至最佳pH和温度，按照一定的质量比加入微量元素进行螯合反应，从而获得玉米低聚肽螯合物。申请人称这一工艺制备的玉米蛋白肽可以作为食品添加剂既能补充人体所必须的功能性小分子多肽，并且以有机螯合物的形式补充人体所需的各种微量元素。
上述专利中，未见在低pH条件下具有较好溶解性的玉米蛋白肽制备方法的报道，也未见具有较好的较强乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶激活效果的玉米蛋白肽制备方法的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种在低pH条件下具有较好溶解性、且能提高乙醇脱氢酶活性的玉米蛋白肽的制备方法及其应用。
一种玉米肽的制备方法，具体步骤为：以玉米黄粉为原料，与8-10倍乙醇水溶液混合后，添加蛋白酶后，接种醋酸杆菌发酵12-24h，灭菌，过滤，得到玉米肽。
进一步地，乙醇水溶液中乙醇的含量为1-5％(v/v)。
进一步地，蛋白酶为酸性蛋白酶。
更进一步地，蛋白酶为胃蛋白酶或黑曲霉酸性蛋白酶。
进一步地，蛋白酶的添加量为玉米黄粉重量的0.5-1.0％。
进一步地，醋酸杆菌种子液的接种量为乙醇水溶液的8-10％(v/v)。
进一步地，发酵温度30-32℃。
进一步地，所述灭菌的温度为85-90℃，时间为10-15min。
以上所述的制备方法制得的一种玉米肽应用于酸性饮料或解酒类食品中。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
(1)采用本发明制备的玉米肽在广泛的pH范围内(尤其是在低pH条件下)具有较好溶解性。
(2)采用本发明制备的玉米肽具有较高的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶激活率。
具体实施方式
通过下述实施例将更详细地说明本发明。
水解度的测定：溶液中上清液的总氮/溶液的总氮×100％
乙醇脱氢酶激活率的测定：采用改良的Valle&Hoch法测定乙醇脱氢酶(ADH)的活性。在测定管中分别加入焦磷酸钠缓冲液1.5mL(pH值8.8)、0.027mol/L氧化型辅酶I(NAD+)1.0mL，11.5％(V/V)的乙醇溶液0.5mL，0.1mg/mL试验样品溶液0.1mL，混合后，放入25℃的水浴锅中，加盖保温5min。之后向测定管中加入ADH(0.25U/mL)0.1mL，摇匀后立即用分光光度计测定其吸光度(A340nm)值，以后每隔10s读数一次，直至每分钟吸光度的增大值达到稳定为止。以A340nm值对时间画曲线，计算A340nm/10s的增加值，根据NADH在340nm处的摩尔吸光系数为6.2，计算酶活力单位。ADH的活性以每分钟NADH生成的纳摩尔数表示。
乙醇脱氢酶激活率＝(酶活性加肽组-酶活性无肽组)/酶活性无肽组×100％
乙醛脱氢酶激活率的测定：采用改良的Blair&Bodley方法测定乙醛脱氢酶(ALDH)的活性。在测定管中分别加入100mM焦磷酸钠缓冲液1.6mL(pH9.5)、3.6mM氧化型辅I(NAD+)1.0mL，100mM乙醛溶液0.1mL，10mM吡唑0.1mL，0.1mg/mL试验样品溶液0.1mL，混合后，放入30℃的水浴锅中，加盖温育5min。之后向测定管中加入18mM ALDH 0.1mL，摇匀后立即用分光光度计测定其吸光度(A340nm)值，以后每隔1min读数一次，直至每分钟吸光度的增大值达到稳定为止。以A值对时间画曲线，计算A340nm/1min的增加值，根据NADH在340nm处的摩尔吸光系数为6.2，计算酶活力单位。ALDH的活性以每分钟NADH生成的纳摩尔数表示，计算公式如下：
乙醛脱氢酶激活率(％)＝(酶活性加肽组-酶活性无肽组)/酶活性无肽组×100％
实施例1
醋酸杆菌种子液的制备：称取1.2g葡萄糖、0.6g酵母浸膏、0.8g蛋白胨，加水搅拌溶解并定容至100毫升，121℃灭菌20分钟，冷却至32℃后再用无菌吸管加入8毫升95％(v/v)食用乙醇，搅拌均匀即得醋酸杆菌液体培养基，从斜面上接种一环醋酸杆菌到液体培养基中，在32℃、150rpm的条件下摇床培养48小时即得醋酸杆菌种子液。
玉米肽实施例的制备方法：以5kg玉米黄粉为原料，与8倍重量的1％(v/v)乙醇水溶液混合后，添加玉米黄粉重量0.5％的胃蛋白酶后，接种乙醇水溶液8％(v/v)的醋酸杆菌种子液，30℃有氧发酵24h，85℃灭菌15min，过滤，得到玉米肽。
对照样：
玉米肽2号的制备方法：以5kg玉米黄粉为原料，与8倍重量的1％(v/v)乙醇水溶液混合后，调节pH值至2.0后，添加玉米黄粉重量0.5％的胃蛋白酶后，30℃水解24h，灭菌，过滤，得到玉米肽2号。
玉米肽3号的制备方法：以5kg玉米黄粉为原料，与8倍重量的1％(v/v)乙醇水溶液混合后，添加玉米黄粉重量0.5％的碱性蛋白酶后，55℃水解24h，85℃灭菌15min，过滤，得到玉米肽3号。
玉米肽4号的制备方法：以5kg玉米黄粉为原料，与8倍重量的水溶液混合后，调节ph值至8.0，添加玉米黄粉重量0.5％的碱性蛋白酶后，55℃水解24h，85℃灭菌15min，过滤，得到玉米肽4号。
表1
pH4.0时氮溶指数 pH7.0时氮溶指数
玉米肽实施例 98.8％ 99.9％
玉米肽2号 85.5％ 82.5％
玉米肽3号 62.1％ 98.9％
玉米肽4号 54.3％ 99.6％
由表1可见，采用本发明方法制备的玉米肽在pH4.0和pH7.0时均有较好的氮溶指数，而仅仅采用胃蛋白酶水解的样品在pH4.0和pH7.0时氮溶指数均低于本发明。而采用碱性蛋白酶制备的玉米肽样品在pH7.0时有良好的溶解性，但在pH4.0时溶解性较差。
实施例2
醋酸杆菌种子液的制备：称取1.2g葡萄糖、0.6g酵母浸膏、0.8g蛋白胨，加水搅拌溶解并定容至100毫升，121℃灭菌20分钟，冷却至30℃后再用无菌吸管加入8毫升95％(v/v)食用乙醇，搅拌均匀即得醋酸杆菌液体培养基，从斜面上接种一环醋酸杆菌到液体培养基中，在32℃、160rpm的条件下摇床培养48小时即得醋酸杆菌种子液。
玉米肽的制备方法：以1kg玉米黄粉为原料，与10倍重量的5％(v/v)乙醇水溶液混合后，添加玉米黄粉重量1.0％的黑曲霉酸性蛋白酶后，接种乙醇水溶液10％(v/v)的醋酸杆菌种子液，32℃有氧发酵12h，90℃灭菌10min，过滤，得到玉米肽。
对照样：
玉米肽5号的制备方法：以1kg玉米黄粉为原料，与10倍重量的5％(v/v)乙醇水溶液混合，调节pH值至3.0后，添加玉米黄粉重量1.0％的黑曲霉酸性蛋白酶后，30℃水解12h，灭菌，过滤，得到玉米肽5号。
玉米肽6号的制备方法：以1kg玉米黄粉为原料，与10倍重量的5％(v/v)乙醇水溶液混合，添加玉米黄粉重量1.0％的碱性蛋白酶后，55℃水解24h，灭菌，过滤，得到玉米肽6号。
玉米肽7号的制备方法：以1kg玉米黄粉为原料，与10倍重量的水溶液混合后，调节ph值至8.0，添加玉米黄粉重量1.0％的碱性蛋白酶后，55℃水解24h，90℃灭菌10min，过滤，得到玉米肽7号。
表2
Figure GDA0002258224480000071
由表2可见，采用本发明方法制备的玉米肽对乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的激活率均明显优于传统工艺。

Claims (7)

1.一种玉米肽的制备方法，其特征在于，具体步骤为：以玉米黄粉为原料，与8-10倍乙醇水溶液混合，添加蛋白酶后，接种醋酸杆菌种子液发酵12-24h，灭菌，过滤，得到玉米肽；
所述蛋白酶为胃蛋白酶或黑曲霉酸性蛋白酶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是乙醇水溶液中乙醇的体积含量为1-5%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述蛋白酶的添加量为玉米黄粉重量的0.5-1.0%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述醋酸杆菌种子液的接种量为乙醇水溶液体积的8-10%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述发酵条件为：温度30-32℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所述灭菌的温度为85-90℃，时间为10-15min。
7.权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的一种玉米肽应用于酸性饮料或解酒类食品中。
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