CN106173186A - 一种高值化综合利用小麦胚芽制备多肽的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于小麦加工废弃物麦胚资源化综合利用的具有抗氧化、抗疲劳、降低胆固醇活性、降血压等功能活性的小麦胚芽多肽，拓展麦胚在健康食品和功能性食品中的应用，实现小麦胚芽的高值化综合利用；本发明采用固液二步发酵和超声波辅助讲解相结合的生产工艺，提高了小麦胚芽多肽的提取率、水解度产品及功能活性；通过微生物发酵作用，有效的去除了小麦胚芽多肽产品中的苦味物质，产品无苦味及其他异味，有发酵香味，具有较好的应用推广前景。较现有技术节水、节能效果显著，利于规模化制备。

Description

一种高值化综合利用小麦胚芽制备多肽的新方法

技术领域

本发明涉及一种小麦胚芽多肽及其制备方法，属于食品加工领域。

背景技术

小麦是世界上的主要的粮食作物之一。作为产麦大国，我国的小麦总产量每年约为1.10亿吨，占世界第一位，每年可以开发并且利用的小麦胚芽的潜在量能够高达400万吨。由于小麦胚芽的灰分高、色泽深、并且脂肪和酶类含量高，因此为了保证面粉品质，在面粉加工过程中往往将胚芽脱除。大部分胚芽被作为下脚料扔掉或和麸皮一起作为饲料处理。由于小麦胚芽具有丰富的营养与保健成分以及突出的生理功能，国内外的学者和企业越来越重视小麦胚芽的开发利用。到目前为止，我国对小麦胚芽的综合利用水平还仍然处于初级开发阶段，尚未进行工业化生产，宝贵的麦胚资源还没能够得到更加有效、合理的利用。

小麦胚芽是重要的优质植物蛋白质营养源。小麦胚芽含蛋白质27.0～30.5%，其中麦球蛋白18.9%，麦谷蛋白0.30～0.37%，麦醇蛋白14.0%，其蛋白质含量分别是瘦牛肉、瘦猪肉及鸡蛋的1.5倍、1.8倍和2.1倍，且含有人体必需的8种氨基酸，占总氨基酸的34.7%，其中蛋氨酸占2.0%，组氨酸占2.5%，而一般谷物中短缺的却能有效促进幼儿生长和发育的第一限制性氨基酸—赖氨酸的含量为18.5g/Kg,远远高出大米和面粉, 小麦胚芽必需氨基酸的相互比值与FAO/WHO颁布的氨基酸构成比例基本接近，且总量高于 FAO/WHO模式，素有“人类天然的营养宝库”的美誉。

小麦胚芽多肽是经过蛋白酶水解小麦胚芽后得到的小分子多肽。相关科研文献报导，小麦胚芽蛋白中谷胱甘肽的含量丰富，位于所有谷物原料之首，因此，小麦胚芽多肽的抗氧化活性很高。另为，小麦胚芽蛋白也是制备降血压肽的最有潜力的谷物蛋白源，制备得到的ACE抑制肽不仅活性高而且含量多。研究发现，麦胚蛋白多肽中还含有阿片活性肽。因此，麦胚生物活性肽不仅可以作为健康食品和功能性食品成为食品领域的宠儿，同时制备高纯度的麦胚生物活性多肽也将成为临床医学、分子细胞学、动物试验学、营养和药物化学中相当有吸引力的领域。

目前小麦胚芽多肽的制备多采用复合酶解法，如专利201010611434.7公开了一种复合酶解结合碱法制备小麦胚芽活性多肽的方法，专利201210015651.9公开了一种利用酶解法制备小麦胚芽活性多肽的制备方法；近年来也出现了利用微生物发酵结合酶解法制备小麦胚芽多肽的方法，如专利201510394726.2公开了一种复合发酵法制备小麦胚芽多肽的工艺。结合国内外发展趋势，发酵法与酶解法相结合成为制备小麦胚芽多肽的主要发展趋势，但是现有技术方案中存在较大缺陷，特别是耗水耗能量大制约规模化制备发展，且给环境带来巨大不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于小麦加工废弃物麦胚资源化综合利用的具有抗氧化、抗疲劳、降低胆固醇活性、降血压等功能活性的小麦胚芽多肽，拓展麦胚在健康食品和功能性食品中的应用，实现小麦胚芽的高值化综合利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种高值化综合利用小麦胚芽制备多肽的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）粉碎：将小麦胚芽粉碎，过40目筛；

（2）配料：调整小麦胚芽粉水分含量40～60%，加入活化好的黑曲霉和米曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的2～3%、1～2%；

（3）控温发酵：在28～35℃条件下发酵2～3d，定期搅拌；

（4）发酵基配制：将固体发酵后的小麦胚芽粉与水按1: 4～6的比例混合均匀，调节pH7.0～8.0，加入麦胚质量比2～3%纤维素酶、1～2%淀粉酶、1～2%糖化酶；并加入0.15%(NH₄)₂SO₄、0.15% KH₂PO₄、0.1%MgSO₄，pH值调至6.0～7.0；

（5）二步发酵：接种活化后的产假软酵母菌和黑曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的2～3%、1～2%，在28～30℃条件下通风发酵12～24h；

（6）超声波辅助酶解：发酵结束后加入发酵液质量比2～3%碱性蛋白酶、1～2%风味蛋白酶，在超声波辅助作用下降解，降解时间30～60min；

（7）灭酶、离心：酶解结束后灭酶，然后离心，得酶解液和沉淀；

（8）脱盐脱色：将酶解液过阴阳离子交换树脂脱盐脱色；

（9）浓缩：将脱盐脱色后的酶解液浓缩；

（10）真空冷冻干燥：将浓缩后的酶解液真空冷冻干燥，得到小麦胚芽多肽。

本发明提供一种小麦胚芽多肽，细腻均匀，无沉淀，无分层，颜色呈乳白色，无苦味及其他异味，产品中细菌总数<100个/g，大肠杆菌及其他致病菌未检出，符合国家卫生检测标准。动物实验结果表明本发明产品安全无毒副作用，可应用于食品、保健品等领域。

本发明提供一种小麦胚芽多肽的生产工艺，其优势在于：一是本发明采用固液二步发酵和超声波辅助酶解相结合的生产工艺，提高了小麦胚芽多肽的提取率及水解度，验证实验结果表明在此工艺条件下麦胚多肽的提取率高达99.35%，水解度达到25.59%；二是在此工艺条件下，通过微生物发酵作用，有效的去除了小麦胚芽多肽产品中的纤维素、多糖及苦味物质，产品无苦味及其他异味，且通过微生物发酵作用提高了发酵液中的菌体蛋白含量；三是摒弃了传统的碱提工艺，通过发酵和酶解相结合的工艺提高了产品的功能活性，验证实验结果表明在此工艺条件下小麦胚芽多肽的总抗氧化能力为811.43±58.34U/g，麦胚多肽的DPPH·清除率和 O₂ ^-清除率分别可以达到97.1%和78.44%，具有较好的应用推广前景；四是本工艺首先通过固态发酵将大分子物质降解为小分子物质，然后通过液体发酵将小麦胚芽中的淀粉、多糖、纤维素等物质转化为菌体蛋白等，节约了分离步骤，经测算在工艺条件下较现有报道工艺节水45%以上，节约电能50%以上，便于规模化制备。

具体实施方式

实施例1：

一种高值化综合利用小麦胚芽制备多肽的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）粉碎：将小麦胚芽粉碎，过40目筛；

（2）配料：调整小麦胚芽粉水分含量40～60%，加入活化好的黑曲霉和米曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的3%、2%；

（3）控温发酵：在28～35℃条件下发酵2d，定期搅拌；

（4）发酵基配制：将固体发酵后的小麦胚芽粉与水按1: 6的比例混合均匀，调节pH7.0～8.0，加入麦胚质量比3%纤维素酶、2%淀粉酶、2%糖化酶；并加入0.15% (NH₄)₂SO₄、0.15%KH₂PO₄、0.1%MgSO₄，pH值调至6.0～7.0；

（5）二步发酵：接种活化后的产假软酵母菌和黑曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的3%、2%，在28～30℃条件下通风发酵12h；

（6）超声波辅助酶解：发酵结束后加入发酵液质量比3%碱性蛋白酶、2%风味蛋白酶，在超声波辅助作用下降解，降解时间30min；

（7）灭酶、离心：酶解结束后灭酶，然后离心，得酶解液和沉淀；

（8）脱盐脱色：将酶解液过阴阳离子交换树脂脱盐脱色；

（9）浓缩：将脱盐脱色后的酶解液浓缩；

（10）真空冷冻干燥：将浓缩后的酶解液真空冷冻干燥，得到小麦胚芽多肽。

实施例2：

一种高值化综合利用小麦胚芽制备多肽的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）粉碎：将小麦胚芽粉碎，过40目筛；

（2）配料：调整小麦胚芽粉水分含量40～60%，加入活化好的黑曲霉和米曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的2%、1%；

（3）控温发酵：在28～35℃条件下发酵3d，定期搅拌；

（4）发酵基配制：将固体发酵后的小麦胚芽粉与水按1: 4的比例混合均匀，调节pH7.0～8.0，加入麦胚质量比2%纤维素酶、1%淀粉酶、1%糖化酶；并加入0.15% (NH₄)₂SO₄、0.15%KH₂PO₄、0.1%MgSO₄，pH值调至6.0～7.0；

（5）二步发酵：接种活化后的产假软酵母菌和黑曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的2%、1%，在28～30℃条件下通风发酵24h；

（6）超声波辅助酶解：发酵结束后加入发酵液质量比2%碱性蛋白酶、1%风味蛋白酶，在超声波辅助作用下降解，降解时间60min；

（7）灭酶、离心：酶解结束后灭酶，然后离心，得酶解液和沉淀；

（8）脱盐脱色：将酶解液过阴阳离子交换树脂脱盐脱色；

（9）浓缩：将脱盐脱色后的酶解液浓缩；

（10）真空冷冻干燥：将浓缩后的酶解液真空冷冻干燥，得到小麦胚芽多肽。

实施例3：

一种高值化综合利用小麦胚芽制备多肽的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）粉碎：将小麦胚芽粉碎，过40目筛；

（2）配料：调整小麦胚芽粉水分含量40～60%，加入活化好的黑曲霉和米曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的2.5%、1.5%；

（3）控温发酵：在28～35℃条件下发酵2.5d，定期搅拌；

（4）发酵基配制：将固体发酵后的小麦胚芽粉与水按1:5的比例混合均匀，调节pH7.0～8.0，加入麦胚质量比2.5%纤维素酶、1.5%淀粉酶、1.5%糖化酶；并加入0.15% (NH₄)₂SO₄、0.15% KH₂PO₄、0.1%MgSO₄，pH值调至6.0～7.0；

（5）二步发酵：接种活化后的产假软酵母菌和黑曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的2.5%、1.5%，在28～30℃条件下通风发酵18h；

（6）超声波辅助酶解：发酵结束后加入发酵液质量比2.5%碱性蛋白酶、1.5%风味蛋白酶，在超声波辅助作用下降解，降解时间45min；

（7）灭酶、离心：酶解结束后灭酶，然后离心，得酶解液和沉淀；

（8）脱盐脱色：将酶解液过阴阳离子交换树脂脱盐脱色；

（9）浓缩：将脱盐脱色后的酶解液浓缩；

（10）真空冷冻干燥：将浓缩后的酶解液真空冷冻干燥，得到小麦胚芽多肽。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种高值化综合利用小麦胚芽制备多肽的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）粉碎：将小麦胚芽粉碎，过40目筛；

（2）配料：调整小麦胚芽粉水分含量40～60%，加入活化好的黑曲霉和米曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的2～3%、1～2%；

（3）控温发酵：在28～35℃条件下发酵2～3d，定期搅拌；

（4）发酵基配制：将固体发酵后的小麦胚芽粉与水按1: 4～6的比例混合均匀，调节pH7.0～8.0，加入麦胚质量比2～3%纤维素酶、1～2%淀粉酶、1～2%糖化酶；并加入0.15%(NH₄)₂SO₄、0.15% KH₂PO₄、0.1%MgSO₄，pH值调至6.0～7.0；

（5）二步发酵：接种活化后的产假软酵母菌和黑曲霉，接种量分别为小麦胚芽粉质量比的2～3%、1～2%，在28～30℃条件下通风发酵12～24h；

（6）超声波辅助酶解：发酵结束后加入发酵液质量比2～3%碱性蛋白酶、1～2%风味蛋白酶，在超声波辅助作用下降解，降解时间30～60min；

（7）灭酶、离心：酶解结束后灭酶，然后离心，得酶解液和沉淀；

（8）脱盐脱色：将酶解液过阴阳离子交换树脂脱盐脱色；

（9）浓缩：将脱盐脱色后的酶解液浓缩；

（10）真空冷冻干燥：将浓缩后的酶解液真空冷冻干燥，得到小麦胚芽多肽。