CN106978462A - 一种仿生酶解制备玉米肽粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从玉米蛋白中仿生酶解制取玉米肽粉的工业生产方法。其特征是以玉米蛋白为起始物料，经过仿生酶解、高速离心、超滤、电渗析、浓缩、干燥得到玉米肽粉。该玉米肽粉总蛋白含量在90%以上，三氯乙酸可溶解的小分子肽含量在85%以上，具有符合人体吸收选择机制、无毒副作用、成本低等优点，可应用于食品、保健食品及药品中。
Description
技术领域
本发明涉及一种玉米肽粉的制备方法，具体涉及一种从玉米蛋白中仿生酶解制取玉米肽粉的工业生产方法。
背景技术
玉米生产加工的主要副产物是玉米蛋白粉,其蛋白质含量67％～71％,其余成分12％～15％的淀粉、3％～7％的脂肪、1％～2％的纤维素和1％～2％的灰分等。玉米蛋白中的主要成分是玉米醇溶蛋白(68％)、谷蛋白(28％)和球蛋白(1.2％)。由玉米蛋白粉中缺少赖氨酸、色氨酸等人体必需的氨基酸,且具有特殊的味道和色泽、水溶性差,玉米蛋白粉主要用于粗饲料生产或者直接被排放处理,造成了资源的极大浪费。
玉米肽是以玉米蛋白粉为底物,用相应蛋白酶水解后得到的分子量小而具有一定活性的多肽分子。玉米肽中富含疏水性氨基酸丙氨酸和亮氨酸等，及谷氨酸和脯氨酸。利用玉米可提取天然食用色素、玉米醇溶蛋白和谷氨酸等，还能制备具有多种生理功能的玉米活性肽，如谷氨酰胺肽、高F值低聚肽、降血压肽和玉米蛋白肽等，从而大幅提升玉米的附加值。特殊的氨基酸组成和连接方式赋予玉米肽多种生物活性,如抑制血管紧张素转换酶、促进乙醇代谢、抗氧化、抗疲劳、抗癌等，从而大幅提升玉米的附加值。。因此,关于玉米肽生物活性的研究与应用逐年增加。玉米肽无论从理化特性、营养特性还是功能特性都优于玉米蛋白质，所以其应用前景非常广阔，市场潜力巨大。
已有的玉米肽的制备方法专利有单酶酶解，如CN106107926A为用蛋白酶进行酶解，CN200310115958.7为用卡氏枯草杆菌丝氨酸碱性蛋白酶进行酶解等；有双酶酶解，如CN201110004804.5为用碱性蛋白酶、复合酶进行酶解等；有微生物发酵，如CN102492759A为用黑曲霉进行发酵等；有蛋白酶酶解与微生物发酵联合，如CN102492759A为用微生物醋酸杆菌发酵、酸性蛋白酶酶解等。
仿生酶解为模拟口服蛋白类的胃肠道消化过程(胃为消化部位、吸收很少，肠道为消化、吸收部位)，创造性的将蛋白类酶解成小分子肽类的方法，即在适当的条件下以胃蛋白酶、胰蛋白酶进行连续酶解，再经高速离心、超滤、电渗析或纳滤得到以相对分子质量小于3KD为主的小分子肽类。与传统技术相比，吸收入血的有效物质群与直接口服蛋白相同，仿生酶解有效成分提取更充分，生物利用度高，不仅增强了疗效，而且消除了服用异蛋白等引起的免疫原反应，减小了不良反应发生率，安全性高；与其他酶解方法相比，仿生酶解更符合人体的选择机制，更安全。
以仿生酶解方法从玉米蛋白中制取玉米肽粉是发明人的独创方法，经放大化的工业生产验证，稳定、可行，有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种从玉米蛋白中仿生酶解制取玉米肽粉的工业生产方法；第二目的在于提供通过所述的工业化生产方法得到的玉米肽粉；第三目的在于提取所述的玉米肽粉在食品、保健食品及药品领域中的应用。
本发明的目的是这样实现的：
一种从玉米蛋白中仿生酶解制取玉米肽粉的工业生产方法，采用以下步骤：
(1)向仿生酶解罐中加纯化水20-40升，启动搅拌浆，设置转速30-60转/分钟，取玉米蛋白粉2kg，缓慢加入，加入完毕后继续搅拌润胀30分钟，夹层通蒸汽加热至80-85℃灭菌15-30分钟，夹层通冷却水冷却至罐内温度约50-55℃，启动夹层水与加热器循环，加热器加热至50-55℃保温；
(2)启动pH检测端子，向仿生酶解罐中以蠕动泵加入稀盐酸调节pH值1.8-2.2，加入玉米蛋白量的1-3％胃蛋白酶，保温酶解1-3小时，随时监测pH值，补充稀盐酸保持pH值在1.8-2.2范围内；
(3)向仿生酶解罐中以蠕动泵加入40％氢氧化钠调节pH值7.8-8.2，加入1-3％胰蛋白酶，保温酶解3-6小时，随时监测pH值，补充40％氢氧化钠保持pH值在7.8-8.2范围内；
(4)向仿生酶解罐中以蠕动泵加入稀盐酸调节pH值6.8-7.2，放掉夹层水，夹层通蒸汽煮沸加热至80-85℃灭酶15-30分钟，放液；
(5)至管式高速离心机中离心，转速8000～12000转/分钟，上清液通过1812型超滤装置超滤，超滤膜相对分子质量为3KD，透过液经电渗析除盐，电压30～90伏，除盐液经减压浓缩至60℃相对密度为1.10～1.15的清膏，喷雾干燥，进风温度为180-200℃，出风温度为90-100℃，得到玉米肽粉，复合膜袋包装。
步骤(1)中所述的玉米蛋白中蛋白含量在90％以上，水分小于10％；
步骤(2)中所述的胃蛋白酶酶活力为3000U/g；
步骤(3)中所述的胰蛋白酶酶活力为100000U/g；
步骤(5)中所述的玉米肽粉中总蛋白含量在90％以上，三氯乙酸可溶解的小分子肽含量在85％以上，游离氨基酸含量小于5％，水分小于7％。
一种玉米肽粉，是通过上述工业化生产方法得到的。利用本方法得到的玉米肽粉，其主要相对分子质量为3KD以下，具有极强的水溶性，其总蛋白含量在90％以上，三氯乙酸可溶解的小分子肽含量在85％以上，游离氨基酸含量小于5％，水分小于7％。
上述仿生酶解罐及酶解系统指的是CN205874433U、CN205590709U中涉及的设备，随着设备容积的增大，本发明方法中各物料的用量可随之增大。在其他具有同类功能的设备上，本方法同样适应。
本发明中的原料玉米蛋白粉，可以是购自市场上的成品原料，也可以是先从玉米中水解得到玉米蛋白粉或含玉米蛋白的液体产品。总之，无论以何种原料投料生产(玉米、玉米蛋白粉、玉米蛋白液等)，只要生产工艺中涉及到了本发明保护的内容，即视为采用了本发明的技术内容。
按上述工业生产方法得到的玉米肽粉在食品、保健食品及药品中的应用，包括但不限于下述应用：根据所生产的玉米肽粉的营养特性、功能特性和加工特性，以玉米肽粉作为基本素材，可以开发出许多优质、营养、健康的食品。根据玉米肽粉中含有大量疏水性蛋白质，可用适当酶开发出含疏水性氨基酸的肽，可以开发降低血清胆固醇浓度的保健食品；利用其促进酒精代谢的特性，可以开发醒酒的功能性食品和保健食品、药品；利用其抑制血管紧张素I向血管紧张素H转换及阻止ACE降解缓激肤的特性，可以开发降血压营养食品和保健食品；利用其含有较多维持肠道技能的谷氨酰胺的特性，可以开发保护肠粘膜的保健食品；利用其抗疲劳的特性，可以开发消除疲劳的运动营养食品和保健食品；利用其肝昏迷和精神状态的特性，可以开发保护肝细胞功能食品。
本发明的有益效果是：本发明从玉米蛋白中仿生酶解制取玉米肽粉的工业生产方法，符合人体选择机制，制备工艺简便、可行，成本低，生产过程绿色环保；所得的玉米肽粉总蛋白含量在90％以上，小分子肽类含量在85％以上，相对分子质量主要在3KD以下，无毒副作用，达到绿色食品纯天然的要求，能获得良好的经济效益。
具体实施方式
下面列举实施例，进一步说明本发明，各实施例仅用于说明本发明，并不限制本发明：
实施例1 本实施例包括如下步骤：
(1)向仿生酶解罐中加纯化水20升，启动搅拌浆，设置转速60转/分钟，取玉米蛋白粉(玉米分离蛋白，蛋白含量在90％以上，水分小于10％)2kg，缓慢加入，加入完毕后继续搅拌润胀30分钟，夹层通蒸汽加热至80-85℃灭菌15分钟，夹层通冷却水冷却至罐内温度约55℃，启动夹层水与加热器循环，加热器加热至55℃保温；
(2)启动pH检测端子，向仿生酶解罐中以蠕动泵加入稀盐酸调节pH值2.0，加入玉米蛋白量的1％胃蛋白酶(酶活力为3000U/g)，保温酶解1小时，随时监测pH值，补充稀盐酸保持pH值在1.8-2.2范围内；
(3)向仿生酶解罐中以蠕动泵加入40％氢氧化钠调节pH值8.0，加入1％胰蛋白酶(酶活力为100000U/g)，保温酶解3小时，随时监测pH值，补充40％氢氧化钠保持pH值在7.8-8.2范围内；
(4)向仿生酶解罐中以蠕动泵加入稀盐酸调节pH值6.8，放掉夹层水，夹层通蒸汽煮沸加热至80-85℃灭酶30分钟，放液；
(5)至管式高速离心机中离心，转速8000～12000转/分钟，上清液通过1812型超滤装置超滤，超滤膜相对分子质量为3KD，透过液经电渗析除盐，电压30伏，除盐液经减压浓缩至60℃相对密度为1.10～1.15的清膏，喷雾干燥，进风温度为180-200℃，出风温度为90-100℃，得到玉米肽粉，复合膜袋包装。
实施例2 本实施例包括如下步骤：
(1)向仿生酶解罐中加纯化水40升，启动搅拌浆，设置转速30转/分钟，取玉米蛋白粉2kg，缓慢加入，加入完毕后继续搅拌润胀30分钟，夹层通蒸汽加热至80-85℃灭菌15分钟，夹层通冷却水冷却至罐内温度约50℃，启动夹层水与加热器循环，加热器加热至50℃保温；
(2)启动pH检测端子，向仿生酶解罐中以蠕动泵加入稀盐酸调节pH值1.8，加入玉米蛋白量的3％胃蛋白酶，保温酶解3小时，随时监测pH值，补充稀盐酸保持pH值在1.8-2.2范围内；
(3)向仿生酶解罐中以蠕动泵加入40％氢氧化钠调节pH值8.2，加入3％胰蛋白酶，保温酶解6小时，随时监测pH值，补充40％氢氧化钠保持pH值在7.8-8.2范围内；
(4)向仿生酶解罐中以蠕动泵加入稀盐酸调节pH值7.2，放掉夹层水，夹层通蒸汽煮沸加热至80-85℃灭酶15分钟，放液；
(5)至管式高速离心机中离心，转速8000～12000转/分钟，上清液通过1812型超滤装置超滤，超滤膜相对分子质量为3KD，透过液经电渗析除盐，电压90伏，除盐液经减压浓缩至60℃相对密度为1.10～1.15的清膏，喷雾干燥，进风温度为180-200℃，出风温度为90-100℃，得到玉米肽粉，复合膜袋包装。
实施例3 玉米肽粉：
取实施例1所述的工业化生产方法得到的玉米肽粉，经检测：其总蛋白含量为92％，三氯乙酸可溶解的小分子肽含量为86％，游离氨基酸含量为3.7％，水分含量为5.3％，相对分子量分布为：
实施例4 玉米肽粉制备的产品：
取实施例1方法所得的玉米肽粉400g，按玉米肽粉:玉米油:蜂蜡:卵磷脂比例为10:36:3:1混合物料，经胶体磨研磨30分钟，以明胶、甘油、纯化水、氧化铁黑按100：40：100：1比例制作软胶囊囊皮胶液，控制胶盒温度55±5℃，保温罐40±5℃，喷体温度36±5℃，以压丸机压制软胶囊，每粒内容物重0.50g，18℃～26℃冷风干燥4h(相对湿度为30％～40％)定型，洗丸、干燥、选丸、包装，制备成软胶囊成品。
实施例5 玉米肽粉的应用：
根据玉米肽粉中含有大量疏水性蛋白质，可用适当酶开发出含疏水性氨基酸的肽，可以开发降低血清胆固醇浓度的保健食品；利用其促进酒精代谢的特性，可以开发醒酒的功能性食品和保健食品、药品；利用其抑制血管紧张素I向血管紧张素H转换及阻止ACE降解缓激肤的特性，可以开发降血压营养食品和保健食品；利用其含有较多维持肠道技能的谷氨酰胺的特性，可以开发保护肠粘膜的保健食品；利用其抗疲劳的特性，可以开发消除疲劳的运动营养食品和保健食品；利用其肝昏迷和精神状态的特性，可以开发保护肝细胞功能食品。
Claims (5)
1.一种仿生酶解制取玉米肽粉的方法，其特征在于采用以下步骤：
（1）向仿生酶解罐中加纯化水20-40升，启动搅拌浆，设置转速30-60转/分钟，取玉米蛋白粉2kg，缓慢加入，加入完毕后继续搅拌润胀30分钟，夹层通蒸汽加热至80-85℃灭菌15-30分钟，夹层通冷却水冷却至罐内温度约50-55℃，启动夹层水与加热器循环，加热器加热至50-55℃保温；
（2）启动pH检测端子，向仿生酶解罐中以蠕动泵加入稀盐酸调节pH值1.8-2.2，加入玉米蛋白量的1-3%胃蛋白酶，保温酶解1-3小时，随时监测pH值，补充稀盐酸保持pH值在1.8-2.2范围内；
（3）向仿生酶解罐中以蠕动泵加入40%氢氧化钠调节pH值7.8-8.2，加入1-3%胰蛋白酶，保温酶解3-6小时，随时监测pH值，补充40%氢氧化钠保持pH值在7.8-8.2范围内；
（4）向仿生酶解罐中以蠕动泵加入稀盐酸调节pH值6.8-7.2，放掉夹层水，夹层通蒸汽煮沸加热至80-85℃灭酶15-30分钟，放液；
（5）至管式高速离心机中离心，转速8000-12000转/分钟，上清液通过1812型超滤装置超滤，超滤膜相对分子质量为3KD，透过液经电渗析除盐，电压30-90伏，除盐液经减压浓缩至60℃相对密度为1.10-1.15的清膏，喷雾干燥，进风温度为180-200℃，出风温度为90-100℃，得到玉米肽粉，复合膜袋包装。
2.根据权利要求1所述的仿生酶解制取玉米肽粉的方法，其特征在于所述的胃蛋白酶酶活力为3000U/g；胰蛋白酶酶活力为100000U/g；玉米蛋白中蛋白含量在90%以上，水分小于10%。
3.根据权利要求1所述的仿生酶解制取玉米肽粉的方法，其特征在于所得到的玉米肽粉中总蛋白含量在90%以上，三氯乙酸可溶解的小分子肽含量在85%以上，游离氨基酸含量小于5%，水分小于7%。
4.一种玉米肽粉，通过权利要求1-3所述的工业化生产方法得到。
5.权利要求4所述的玉米肽粉在食品、保健食品及药品领域中的应用。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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