CN107151687A - 一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法 - Google Patents

一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，操作步骤为：1）浆液的制备；2）纤维素酶酶解；3）胃蛋白酶酶解；4）风味蛋白酶酶解；5）超滤；6）等电点沉淀；7）喷雾干燥。有益效果为：本发明得到的蛋白小肽粉末富含VB1、VB2、Vc等多种维生素和钙、磷、铁等多种矿物质，营养十分丰富；蛋白质分子量小，易被人体吸收，具有优异的抗氧化性，可用于制备功能性食品；对金针菇加工副产物中功能性成分进行提取和加工，进一步提升金针菇深加工附加值和综合利用率，促进我市食用菌产业的可持续发展；生产步骤简单，生产周期短，蛋白提取率高，得到的产品质量稳定，适合大规模生产。

Description

一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体是一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法。
背景技术
金针菇（Flammulina velutipes）又名冬燕、朴燕、构菌、青杠菌、毛柄金钱菌等，隶属担子菌亚门、层菌纲、伞菌目、口蘑科、金钱菌属。因其菌柄细长似金针菜，所以称为金针菇。金针菇是秋冬与早春栽培的食用菌，在自然界中分布很广，中国、日本、俄罗斯、欧洲、北美洲、澳大利亚等均有分布。我国北起黑龙江、南至云南、东起江苏、西至新疆均适合金针菇的生长。金针菇脂肪含量低，含有较高的蛋白质、糖类和粗纤维，还富含VB1、VB2、Vc等多种维生素和钙、磷、铁等多种矿物质，营养十分丰富。金针菇中还含有18种氨基酸，每100g鲜菇中含有氨基酸总量达20.9mg，其中8种人体必需氨基酸占总量的42.29~51.17%，异亮氨酸和谷氨酸含量最高，必需氨基酸中精氨酸和赖氨酸含量较高，较高含量的精氨酸能预防和治疗肝炎、胃肠馈病等消化系统疾病，赖氨酸可以促进儿童生长发育，增强记忆，提高智力。
鲜食是食用菌消费市场的主要方式，金针菇作为我市鲜食食用菌的主要种类，具有广阔的市场前景和社会需求，但在鲜食加工过程中，金针菇产生的副产物约占原料的30%-40%，这些副产物大多未经处理而直接丢弃，既污染环境又造成极大的资源浪费。然而金针菇副产物（特别是菇脚）中所含蛋白质、膳食纤维、活性多糖、植物多酚非常丰富，因此急需开展食用菌副产物综合利用技术研究，为食用菌精深加工及综合利用提供可行的途径。
现有技术如曹萌. 棘托竹荪菌盖蛋白提取工艺及其成分与功能研究[D].福州大学,2014.该论文以棘托竹荪菌盖为原料，先用DIR法提取菌盖蛋白，再利用木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对菌盖蛋白进行酶解，得到抗氧化能力较强的功能性菌盖蛋白。该方法操作较为繁琐，且酶解效率低，生产周期长，对蛋白的提取率较低，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对蛋白小肽的提取率高，制备得到蛋白小肽分子量小，酶解效率高，生产周期短，生产步骤简单的利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法。
本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，包括浆液的制备、纤维素酶酶解、胃蛋白酶酶解、风味蛋白酶酶解、超滤、等电点沉淀和喷雾干燥。
浆液的制备步骤为：将金针菇菇脚洗净，按体积比1:10~18加入水，磨浆得到浆液。先用机械的方式对金针菇菇脚进行预处理，增大接触面积，制备得到的浆液浓度为纤维素酶和木瓜蛋白酶酶解适宜的底物浓度。
纤维素酶解步骤为：在浆液中加入0.5~0.8%纤维素酶和酶激活剂，超声波辅助酶解，超声波频率为25~40kHZ，酶解温度为50~65℃，酶解pH为4.0~5.0，酶解时间为30~40min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。对于金针菇而言，金针菇细胞的细胞壁使细胞保持一定的形状，其主要成分是儿丁质、纤维素等己糖或氨基己糖构成的多糖链。通过纤维素酶酶解金针菇纤维素，破坏细胞壁，将金针菇蛋白释放出来，促进蛋白溶解于水中，提高金针菇蛋白的提取率。酶激活剂为活性多肽，加入量为纤维素酶质量的1~2%，其氨基酸序列为SCASRCKSRCRGYYVSVFYRGRCYCRCLRC。上述活性多肽通过氢键作用，附着在纤维素酶的表面，改变其分子构象，显著提高其酶解效率，既可以减少纤维素酶的使用量，减少成本，又可以缩短酶解时间。
胃蛋白酶酶解步骤为：在纤维素酶酶解得到的滤液中加入1.5~2.5%胃蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为32~39℃，酶解pH为2.0~3.0，酶解时间为20~28min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。胃蛋白酶对金针菇蛋白进行初步酶解，降低其分子量，将更多的酶切位点暴露出来，方便下一步酶解。
风味蛋白酶酶解步骤为：在胃蛋白酶酶解后过滤得到的滤液中加入0.8~1.3%风味蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为50~55℃，酶解pH为6.0~6.8，酶解时间为14~26min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。风味蛋白酶对金针菇蛋白作进一步酶解，蛋白质分子量进一步减小。
超滤步骤为：使用规格为1~2kDa的超滤膜对酶解结束过滤得到的滤液超滤，取滤过液。通过超滤的方式，去除大分子蛋白和其他大分子杂质，对蛋白质进行纯化。
等电点沉淀步骤为：调节超滤得到的滤过液的pH为4.0~4.3，离心取沉淀。
喷雾干燥步骤为：将等电点沉淀得到的沉淀喷雾干燥，得到白色蛋白小肽粉末。得到的蛋白小肽粉末分子量小，具有优异的抗氧化性，可用于制备功能性食品。上述蛋白小肽粉末中还富含VB1、VB2、Vc等多种维生素和钙、磷、铁等多种矿物质，营养十分丰富。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1）本发明得到的蛋白小肽粉末富含VB1、VB2、Vc等多种维生素和钙、磷、铁等多种矿物质，营养十分丰富；蛋白质分子量小，易被人体吸收，具有优异的抗氧化性，可用于制备功能性食品；2）对金针菇加工副产物中功能性成分进行提取和加工，进一步提升金针菇深加工附加值和综合利用率，促进我市食用菌产业的可持续发展；3）生产步骤简单，生产周期短，蛋白提取率高，得到的产品质量稳定，适合大规模生产。
具体实施例
下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：
实施例1：
一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，包括浆液的制备、纤维素酶酶解、胃蛋白酶酶解、风味蛋白酶酶解、超滤、等电点沉淀和喷雾干燥。
浆液的制备步骤为：将金针菇菇脚洗净，按体积比1:10~18加入水，磨浆得到浆液。先用机械的方式对金针菇菇脚进行预处理，增大接触面积，制备得到的浆液浓度为纤维素酶和木瓜蛋白酶酶解适宜的底物浓度。
纤维素酶解步骤为：在浆液中加入0.5~0.8%纤维素酶和酶激活剂，超声波辅助酶解，超声波频率为25~40kHZ，酶解温度为50~65℃，酶解pH为4.0~5.0，酶解时间为30~40min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。对于金针菇而言，金针菇细胞的细胞壁使细胞保持一定的形状，其主要成分是儿丁质、纤维素等己糖或氨基己糖构成的多糖链。通过纤维素酶酶解金针菇纤维素，破坏细胞壁，将金针菇蛋白释放出来，促进蛋白溶解于水中，提高金针菇蛋白的提取率。酶激活剂为活性多肽，加入量为纤维素酶质量的1~2%，其氨基酸序列为SCASRCKSRCRGYYVSVFYRGRCYCRCLRC。上述活性多肽通过氢键作用，附着在纤维素酶的表面，改变其分子构象，显著提高其酶解效率，既可以减少纤维素酶的使用量，减少成本，又可以缩短酶解时间。
胃蛋白酶酶解步骤为：在纤维素酶酶解得到的滤液中加入1.5~2.5%胃蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为32~39℃，酶解pH为2.0~3.0，酶解时间为20~28min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。胃蛋白酶对金针菇蛋白进行初步酶解，降低其分子量，将更多的酶切位点暴露出来，方便下一步酶解。
风味蛋白酶酶解步骤为：在胃蛋白酶酶解后过滤得到的滤液中加入0.8~1.3%风味蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为50~55℃，酶解pH为6.0~6.8，酶解时间为14~26min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。风味蛋白酶对金针菇蛋白作进一步酶解，蛋白质分子量进一步减小。
超滤步骤为：使用规格为1~2kDa的超滤膜对酶解结束过滤得到的滤液超滤，取滤过液。通过超滤的方式，去除大分子蛋白和其他大分子杂质，对蛋白质进行纯化。
等电点沉淀步骤为：调节超滤得到的滤过液的pH为4.0~4.3，离心取沉淀。
喷雾干燥步骤为：将等电点沉淀得到的沉淀喷雾干燥，得到白色蛋白小肽粉末。得到的蛋白小肽粉末分子量小，具有优异的抗氧化性，可用于制备功能性食品。上述蛋白小肽粉末中还富含VB1、VB2、Vc等多种维生素和钙、磷、铁等多种矿物质，营养十分丰富。
实施例2：
一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，包括浆液的制备、纤维素酶酶解、胃蛋白酶酶解、风味蛋白酶酶解、超滤、等电点沉淀和喷雾干燥。
浆液的制备步骤为：将金针菇菇脚洗净，按体积比1:16加入水，磨浆得到浆液。先用机械的方式对金针菇菇脚进行预处理，增大接触面积，制备得到的浆液浓度为纤维素酶和木瓜蛋白酶酶解适宜的底物浓度。
纤维素酶解步骤为：在浆液中加入0.7%纤维素酶和酶激活剂，超声波辅助酶解，超声波频率为32kHZ，酶解温度为60℃，酶解pH为4.3，酶解时间为36min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。对于金针菇而言，金针菇细胞的细胞壁使细胞保持一定的形状，其主要成分是儿丁质、纤维素等己糖或氨基己糖构成的多糖链。通过纤维素酶酶解金针菇纤维素，破坏细胞壁，将金针菇蛋白释放出来，促进蛋白溶解于水中，提高金针菇蛋白的提取率。酶激活剂为活性多肽，加入量为纤维素酶质量的1%，其氨基酸序列为SCASRCKSRCRGYYVSVFYRGRCYCRCLRC。上述活性多肽通过氢键作用，附着在纤维素酶的表面，改变其分子构象，显著提高其酶解效率，既可以减少纤维素酶的使用量，减少成本，又可以缩短酶解时间。
胃蛋白酶酶解步骤为：在纤维素酶酶解得到的滤液中加入2.0%胃蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为37℃，酶解pH为2.6，酶解时间为26min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。胃蛋白酶对金针菇蛋白进行初步酶解，降低其分子量，将更多的酶切位点暴露出来，方便下一步酶解。
风味蛋白酶酶解步骤为：在胃蛋白酶酶解后过滤得到的滤液中加入1.1%风味蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为54℃，酶解pH为6.5，酶解时间为20min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。风味蛋白酶对金针菇蛋白作进一步酶解，蛋白质分子量进一步减小。
超滤步骤为：使用规格为1.5kDa的超滤膜对酶解结束过滤得到的滤液超滤，取滤过液。通过超滤的方式，去除大分子蛋白和其他大分子杂质，对蛋白质进行纯化。
等电点沉淀步骤为：调节超滤得到的滤过液的pH为4.1，离心取沉淀。
喷雾干燥步骤为：将等电点沉淀得到的沉淀喷雾干燥，得到白色蛋白小肽粉末。得到的蛋白小肽粉末分子量小，具有优异的抗氧化性，可用于制备功能性食品。上述蛋白小肽粉末中还富含VB1、VB2、Vc等多种维生素和钙、磷、铁等多种矿物质，营养十分丰富。
实施例3：
一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，包括以下步骤：
1）浆液的制备：将金针菇菇脚洗净，按体积比1:15加入水，磨浆得到浆液。先用机械的方式对金针菇菇脚进行预处理，增大接触面积，制备得到的浆液浓度为纤维素酶和木瓜蛋白酶酶解适宜的底物浓度；
2）纤维素酶解：在浆液中加入0.7%纤维素酶和酶激活剂，超声波辅助酶解，超声波频率为34kHZ，酶解温度为60℃，酶解pH为4.3，酶解时间为36min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。对于金针菇而言，金针菇细胞的细胞壁使细胞保持一定的形状，其主要成分是儿丁质、纤维素等己糖或氨基己糖构成的多糖链。通过纤维素酶酶解金针菇纤维素，破坏细胞壁，将金针菇蛋白释放出来，促进蛋白溶解于水中，提高金针菇蛋白的提取率。酶激活剂为活性多肽，加入量为纤维素酶质量的1.7%，其氨基酸序列为SCASRCKSRCRGYYVSVFYRGRCYCRCLRC。上述活性多肽通过氢键作用，附着在纤维素酶的表面，改变其分子构象，显著提高其酶解效率，既可以减少纤维素酶的使用量，减少成本，又可以缩短酶解时间。
3)胃蛋白酶酶解：在纤维素酶酶解得到的滤液中加入2.3%胃蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为37℃，酶解pH为2.0，酶解时间为23min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。胃蛋白酶对金针菇蛋白进行初步酶解，降低其分子量，将更多的酶切位点暴露出来，方便下一步酶解。
4)风味蛋白酶酶解：在胃蛋白酶酶解后过滤得到的滤液中加入1.0%风味蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为52℃，酶解pH为6.5，酶解时间为20min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。风味蛋白酶对金针菇蛋白作进一步酶解，蛋白质分子量进一步减小。
5)超滤：使用规格为1.3kDa的超滤膜对酶解结束过滤得到的滤液超滤，取滤过液。通过超滤的方式，去除大分子蛋白和其他大分子杂质，对蛋白质进行纯化。
6)等电点沉淀：调节超滤得到的滤过液的pH为4.1，离心取沉淀。
7)喷雾干燥：将等电点沉淀得到的沉淀喷雾干燥，得到白色蛋白小肽粉末。得到的蛋白小肽粉末分子量小，具有优异的抗氧化性，可用于制备功能性食品。上述蛋白小肽粉末中还富含VB1、VB2、Vc等多种维生素和钙、磷、铁等多种矿物质，营养十分丰富。
本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。
SEQUENCE LISTING
<110> 西南大学
<120> 一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法
<130> 1
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 30
<212> PRT
<213> 人工合成
<400> 1
Ser Cys Ala Ser Arg Cys Lys Ser Arg Cys Arg Gly Tyr Tyr Val Ser
1 5 10 15
Val Phe Tyr Arg Gly Arg Cys Tyr Cys Arg Cys Leu Arg Cys
20 25 30

Claims (9)

1.一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，包括浆液的制备、纤维素酶酶解、胃蛋白酶酶解、风味蛋白酶酶解、超滤、等电点沉淀和喷雾干燥，其特征在于：所述的纤维素酶酶解步骤中用纤维素酶对金针菇菇脚进行酶解的同时加入酶激活剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，其特征在于：所述的浆液的制备步骤为：将金针菇菇脚洗净，按体积比1:10~18加入水，磨浆得到浆液。
3.根据权利要求1所述的一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，其特征在于：所述的酶激活剂为活性多肽，加入量为纤维素酶质量的1~2%，其氨基酸序列为SCASRCKSRCRGYYVSVFYRGRCYCRCLRC。
4.根据权利要求1所述的一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，其特征在于：所述的纤维素酶解步骤为：在浆液中加入0.5~0.8%纤维素酶和酶激活剂，超声波辅助酶解，超声波频率为25~40kHZ，酶解温度为50~65℃，酶解pH为4.0~5.0，酶解时间为30~40min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。
5.根据权利要求1所述的一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，其特征在于：所述的胃蛋白酶酶解步骤为：在纤维素酶酶解得到的滤液中加入1.5~2.5%胃蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为32~39℃，酶解pH为2.0~3.0，酶解时间为20~28min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。
6.根据权利要求1所述的一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，其特征在于：所述的风味蛋白酶酶解步骤为：在胃蛋白酶酶解后过滤得到的滤液中加入0.8~1.3%风味蛋白酶，超声波辅助酶解，酶解温度为50~55℃，酶解pH为6.0~6.8，酶解时间为14~26min，酶解结束后灭酶，过滤，取滤液。
7.根据权利要求1所述的一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，其特征在于：所述的超滤步骤为：使用规格为1~2kDa的超滤膜对酶解结束过滤得到的滤液超滤，取滤过液。
8.根据权利要求1所述的一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，其特征在于：所述的等电点沉淀步骤为：调节超滤得到的滤过液的pH为4.0~4.3，离心取沉淀。
9.根据权利要求1所述的一种利用金针菇菇脚生产蛋白小肽的方法，其特征在于：所述的喷雾干燥步骤为：将等电点沉淀得到的沉淀喷雾干燥，得到白色蛋白小肽粉末。
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