CN105821110B - 利用鸭蛋清生产多功能肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用鸭蛋清生产多功能肽的方法，包括以下步骤：将鸭蛋去蛋黄，所得的鸭蛋清搅拌均匀并调节pH值为6.5～8.0后加入中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和复合风味蛋白酶于搅拌条件下进行酶解反应，酶解反应温度为50℃～55℃，时间为3.5～4h，所得酶解液中含有鸭蛋清多功能肽。将酶解液在0.1～0.2Mpa的工作压力和20～45℃的工作温度下，采用超滤膜进行超滤处理；再将所得的超滤酶解液保温至75℃或通入浓度为10‑20mg/L的臭氧水从而实现防止微生物腐败；然后进行喷雾干燥，得鸭蛋清多功能肽。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及利用鸭蛋清制备多功能肽的方法。
背景技术
近年来，随着生活节奏的加快和生活水平的提高，人们越来越倾向于各种保健食物，在蛋清中含有很多种功能性蛋白组分，包括卵转铁蛋白，卵清蛋白，卵类粘蛋白卵粘蛋白，抗生物素蛋白，溶菌酶，卵巨球蛋白，卵抑制剂和半胱氨酸蛋白酶抑制剂等。
蛋清蛋白有很高的营养价值，含有人体所需的全部8种必需氨基酸。蛋清蛋白同时具有重要的功能性质如凝胶性、乳化性、起泡性等。蛋清的功能性质与食品体系中的蛋白质浓度、PH、离子强度、加热时间与温度、与其他原料成分相互作用等因素密切相关，这些因素有可能加强或减弱蛋白质的功能性质。
蛋清蛋白被蛋白酶水解后，蛋清蛋白分子量会降低，原来蛋白质的功能性质也会得到改善，更易于消化，蛋白质的致敏性降低，并且水解物还具有抗胆固醇、抗高血压等生物活性，这些优点使得蛋清水解物研究得到人们的重视。金嫘、宿哲然、孟祥晨等研究了蛋清酶解的工艺条件，张英君研究了酶解产物的功能性质，刘静波等研究了高F值寡肽酶解产物的制备方法。Lee等用木瓜蛋白酶水解蛋清，得到的蛋清水解物的起泡能力和蛋糕体积指数都得到提高。目前，国内外研究学者对鸡蛋的蛋白质酶解产品有降低血压、抗氧化、抗菌、促进矿物质的吸收和免疫调节等有所研究。但对鸭蛋清蛋白经特定蛋白酶有目的性可控酶解制备高活性多功能肽尚无报道，尤其我国近年水禽养殖发展快速，鸭蛋产量骤增，鸭蛋深加工主要以腌制、鸭蛋黄粽子等居多，鸭蛋清深加工和增值利用尚罕见。
从天然蛋白中提取具有营养性和生理活性的功能肽，并将这些功能肽应用到保健食品和强化营养食品中，不但能够全面利用食品及食品加工中的优质蛋白，而且能够有效的提高来源广泛的蛋白质原料的附加值，同时大大提升传统食品的科技含量。
目前国内对于利用食物蛋白制备生物活性肽报道较多，采用鸭蛋清原料作为蛋白质源制备多功能肽的技术未见面世。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、效果好的利用鸭蛋清制备多功能肽的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用鸭蛋清生产多功能肽的方法，包括以下步骤：将鸭蛋去蛋黄，所得的鸭蛋清搅拌均匀并调节pH值为6.5～8.0后加入中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和复合风味蛋白酶于搅拌条件下进行酶解反应，酶解反应温度为50℃～55℃，时间为3.5～4h，所得酶解液中含有鸭蛋清多功能肽；
所述中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和复合风味蛋白酶均分别占鸭蛋清重量的0.9～1.1％。
作为本发明的利用鸭蛋清生产多功能肽的方法的改进：
中性蛋白酶的酶活力为50万u/g，木瓜蛋白酶的酶活力为350万u/g和复合风味蛋白酶的酶活力为1000LAPU/g。
作为本发明的利用鸭蛋清生产多功能肽的方法的进一步改进：
将所述酶解液在0.1～0.2Mpa的工作压力和20～45℃的工作温度下，采用超滤膜进行超滤处理，得超滤酶解液，所述超滤膜截留分子量为3千道尔顿；再将超滤酶解液(即分子量小于3KDa的酶解肽溶液)保温至75℃或通入浓度为10-20mg/L的臭氧水从而实现防止微生物腐败(还包括防褐变反应)；然后进行喷雾干燥，得鸭蛋清多功能肽(粉状)。
备注说明：
上述保温是直到喷雾干燥结束之前，一直处于保温状态。臭氧水的用量一般为每200kg鸭蛋清配用150～200L的20mg/L的臭氧水。
作为本发明的利用鸭蛋清生产多功能肽的方法的进一步改进：所述喷雾干燥的进风温度为180℃～190℃，出风温度为95℃～110℃。
作为本发明的利用鸭蛋清生产多功能肽的方法的进一步改进：所述酶解反应时间到后，将酶解反应产物升温(迅速升温，升温速度为8～12℃/分钟)至85～98℃(较佳为90℃)并保持此温度10～15min，再冷却(迅速冷却，降温速度为8～12℃/分钟)至室温以终止酶解反应，离心(2500～3500r/min的转速下离心15～25分钟，较佳为3000r/min的转速下离心20分钟)，所述上层清液(上清液)为酶解液。
在本发明中，利用浓度为0.5M的NaOH或0.5M的HCl溶液进行pH值的调节。
在本发明中，室温一般指10～30℃。
本发明的利用鸭蛋清制备多功能肽方法，具有如下技术优势：
1、本发明的鸭蛋清多功能肽是利用鸭蛋加工中利用度低的副产物鸭蛋清，经复合生物酶水解而得，具有抑制HMG-CoA还原酶、ACE酶、a-葡萄糖苷酶活性的作用，对高血脂、高血压和高血糖患者具有辅助治疗作用，安全、无毒副作用，对血脂水平正常者可起到保健作用，对正常血脂水平无影响。
2、本发明所采用的原料来源广泛，价格低廉，经过本发明的技术转化可以有效的提高鸭蛋的附加值，对继续促进农业提质增效具有重要意义。
3、兼具多种生物活性，溶解性好，容易吸收。
4、本发明的产品可以作为药品、保健食品、食品、食品添加剂、药物增效剂等，工艺科学合理，操作简单，具有较强的工业实施性。
具体实施方式
实施例1、一种利用鸭蛋清生产多功能肽的方法，依次进行以下步骤：
1)、称取分离蛋黄后的鸭蛋清100kg，搅拌均匀，先调节pH值为6.5，调节温度为50℃～55℃后，加入中性蛋白酶(50万u/g)1％(即，1kg)，木瓜蛋白酶(350万u/g)1％(即，1kg)和复合风味蛋白酶(1000LAPU/g)1％(即，1kg)，在反应釜中匀速搅拌酶解反应3.5h；酶解反应时间到达后，将此酶解反应所得物迅速升温(升温速度为8～12℃/分钟)至90℃，并保温10min；然后迅速冷却(降温速度为8～12℃/分钟)至室温来终止反应。
2)、在J-6M型大容量冷冻离心机(BECKMAN公司)3000r/min的4℃条件下离心20min，得上清液80kg，即为酶解液。
该酶解液为鸭蛋清多功能肽液。
3)、将酶解液在0.1～0.2Mpa的工作压力和20～45℃的工作温度下，采用超滤膜进行超滤处理，得超滤酶解液，所述超滤膜截留分子量为3KDa；再将分子量小于3KDa的酶解肽溶液保温至75℃(直到喷雾干燥结束之前，一直处于保温状态)，然后将所述超滤酶解液喷雾干燥，喷雾干燥的进风温度控制：180℃，出风温度控制：95℃，得鸭蛋清多功能肽粉5.8kg,得率为5.8％(相对于原蛋清)，肽含量为92.2％，色泽白色细腻，风味纯正协调。
将鸭蛋清多功能肽粉溶解为浓度1.0mg/mL，利用HPLC法检测活性肽HMG-CoA还原酶抑制活性(王伟，浙江农业学报，2015)，测得其IC50为0.15mg/mL。1.0mg/mL时，对ACE酶的抑制活性IC50为0.18mg/mL。1.0mg/mL时，对a-葡萄糖苷酶的抑制活性IC50为0.31mg/mL。
实施例2、一种利用鸭蛋清生产多功能肽的方法，依次进行以下步骤：
1)、称取分离蛋黄后的鸭蛋清200kg，搅拌均匀，先调节pH值为8.0，调节温度为50℃～55℃后，加入中性蛋白酶(50万u/g)1％，木瓜蛋白酶(350万u/g)1％和复合风味蛋白酶(1000LAPU/g)1％，在反应釜中匀速搅拌酶解反应时间为4h；酶解反应时间到达后，将此酶解反应所得物迅速升温至90℃，并保温10min；然后迅速冷却至室温来终止反应。
2)、在J-6M型大容量冷冻离心机(BECKMAN公司)3000r/min的4℃条件下离心20min，得上清液150kg，即为酶解液。
所得酶解液即为鸭蛋清多功能肽液。
3)、将所述酶解液在0.1～0.2Mpa的工作压力和20～45℃的工作温度下，采用超滤膜进行超滤处理，得超滤酶解液，所述超滤膜截留分子量为3KDa；再将分子量小于3KDa的酶解肽溶液保温至75℃(直到喷雾干燥结束之前，一直处于保温状态)，然后将所述超滤酶解液喷雾干燥(喷雾干燥的工艺参数为：进风温度控制：180℃，出风温度控制：95℃)，得鸭蛋清多功能肽粉10.8kg，得率为5.4％(相对于原蛋清)，肽含量为93.1％，色泽白色细腻，风味纯正协调。
将鸭蛋清多功能肽粉溶解为浓度1.0mg/mL，利用HPLC法检测活性肽HMG-CoA还原酶抑制活性，测得其IC50为0.16mg/mL。1.0mg/mL时，对ACE酶的抑制活性IC50为0.20mg/mL。1.0mg/mL时，对a-葡萄糖苷酶的抑制活性IC50为0.32mg/mL。
实施例3、将实施例2步骤3)中的“将分子量小于3KDa的酶解肽溶液保温至75℃(直到喷雾干燥结束之前，一直处于保温状态)”改成如下内容：
将该分子量小于3KDa的酶解肽溶液装入500L的夹层保温贮液罐中并通入150L的20mg/L臭氧水；
其余等同于实施例2。
得鸭蛋清多功能肽粉10.8kg，肽含量为93.1％。
将鸭蛋清多功能肽粉溶解为浓度1.0mg/mL,利用HPLC法检测活性肽HMG-CoA还原酶抑制活性，测得其IC50为0.15mg/mL。1.0mg/mL时，对ACE酶的抑制活性IC50为0.17mg/mL。1.0mg/mL时，对a-葡萄糖苷酶的抑制活性IC50为0.28mg/mL。
对比例1-1、取消复合风味蛋白酶的使用，将中性蛋白酶和木瓜蛋白酶的用量均由1％改成1.5％，其余等同于实施例1。
对比例1-2、将复合风味蛋白酶的用量由1％改成1.5％，其余等同于实施例1。
对比例1-3、将中性蛋白酶的用量由1％改成0.7％，将木瓜蛋白酶的用量由1％改成1.3％；其余等同于实施例1。
对比例1-4、将中性蛋白酶的用量由1％改成1.3％，将木瓜蛋白酶的用量由1％改成0.7％；其余等同于实施例1。
对比例2、将超滤膜截留分子量由3Kda改成5Kda，其余等同于实施例1。
对比例3、将实施例1中的pH值由6.5改成7.0，其余等同于实施例1。
上述所有对比例所得的产品得率、肽含量、鸭蛋清多功能肽粉溶解为浓度1.0mg/mL时的抑制活性数据如下表1所述。
表1
最后，还需要注意的是以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.利用鸭蛋清生产多功能肽的方法，其特征是包括以下步骤：将鸭蛋去蛋黄，所得的鸭蛋清搅拌均匀并调节pH值为6.5~8.0后加入中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和复合风味蛋白酶于搅拌条件下进行酶解反应，酶解反应温度为50℃~55℃，时间为3.5~4h，所得酶解液中含有鸭蛋清多功能肽；
所述中性蛋白酶、木瓜蛋白酶和复合风味蛋白酶均分别占鸭蛋清重量的0.9~1.1%；
中性蛋白酶的酶活力为50万u/g，木瓜蛋白酶的酶活力为350万u/g和复合风味蛋白酶的酶活力为1000LAPU/g。
2.根据权利要求1所述的利用鸭蛋清生产多功能肽的方法，其特征是：
将所述酶解液在0.1~0.2MPa的工作压力和20~45℃的工作温度下，采用超滤膜进行超滤处理，得超滤酶解液，所述超滤膜截留分子量为3千道尔顿；再将超滤酶解液保温至75℃或通入浓度为10-20mg/L的臭氧水从而实现防止微生物腐败；然后进行喷雾干燥，得鸭蛋清多功能肽。
3. 根据权利要求2所述的利用鸭蛋清生产多功能肽的方法，其特征是：所述喷雾干燥的进风温度为180℃ ~190℃，出风温度为95 ℃ ~110℃。
4.根据权利要求1~3任一所述的利用鸭蛋清生产多功能肽的方法，其特征是：所述酶解反应时间到后，将酶解反应产物升温至85~98℃并保持此温度10~15min，再冷却至室温以终止酶解反应，离心，上层清液为酶解液。
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