CN108866133B - 压差预处理协同高密度发酵小麦麦麸生产麦麸低聚肽方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压差膨化技术结合高密度发酵生产小麦麦麸低聚肽的方法。步骤如下：⑴麦麸浸泡：使麦麸的含水量为50％～70％；⑵压差膨化浸泡后的含水麦麸：膨化温度70～80℃，膨化时间3～5h，压力差为0.2～0.3MPa，停滞时间为5～15min；⑶高密度发酵：在密封的发酵罐内，接入碱性蛋白酶，通入过滤空气使进气量为出气量的1‑2倍，菌体反应在一定压力下进行；⑷离心分离发酵产物，冷冻干燥得到麦麸蛋白肽。本发明制得的小麦低聚肽利用试剂盒测得蛋白含量为大于55％，经氨基酸自动分析仪检出本试验所用的麦鼓多肤中含有17种氨基酸。

Description

压差预处理协同高密度发酵小麦麦麸生产麦麸低聚肽方法

技术领域

本发明属于食品生产技术领域，涉及由小麦麦麸生产麦麸低聚肽的方法，由其是一种压差膨化技术结合高密度发酵提取小麦麦麸中的低聚肽的方法。

背景技术

麦麸是面粉制作时的加工副产物，统称为小麦麸皮。由小麦的皮层和糊粉层所组成，其质量分数为小麦15％的左右。通常麦麸除10％-15％淀粉、35％-53％纤维等成分外，还含有12％-18％的蛋白质，是一种潜在的植物蛋白资源。目前麦麸的有效利用率很低，多数面粉厂家都是直接将麦麸卖给饲料厂，很少进行深加工和再利用，经济价值不高，资源浪费严重。目前我国小麦的产品附加值较低主要是生产面粉和小麦蛋白，综合利用程度不够。

我国粮食加工企业每年都将生产的85％以上的小麦麦麸多采用传统的处理方法，用于生产混合饲料、酿酒、制醋、酱油之类的调味品，极少有麦麸类食品上市，食用和商品价值非常低，而小麦麦麸中丰富的蛋白质及膳食纤维等营养成分正是人们希望从天然食品中得到的物质。近年来，国内外对生物活性肽进行了大量的研究，国际科学界研究发现，蛋白质经消化道酶促水解后主要是以小肽类的形式吸收，且比完全游离氨基酸更易、更快被机体吸收、利用，某些小肽类不仅能提供人体生长、发育所需要的营养物质，而且具有独特的生物学功能可防治血栓、高血脂和高血压，延缓衰老、抵抗疲劳、提高机体免疫力。有些小肽类具有原食品蛋白质或其组成氨基酸所没有的重要的生理机能，这正是生物活性肽引起当今科技界、医学界、食品学界广泛重视的主要原因。将麦麸蛋白酶解而得到生物活性肽不失为进一步开发麦麸蛋白的途径，可以充分利用这一资源，变废为宝。不但可以拓宽麦麸应用范围，解决小麦深加工中大宗副产品的出路问题，而且还提高产品的附加值，对增加农民的收入有着重要的意义，同时避免了资源的浪费，减少了环境污染，对稳定小麦生产、保证国家粮食生产安全也将起一定作用。

发明内容

本发明目的在于针对目前利用麦麸为原料提取低聚肽的非普遍性以及提取麦麸低聚肽常规技术的不足，提出一种压差膨化技术结合高密度发酵提取小麦麦麸中的低聚肽的方法，而大大提高麦麸低聚肽的提取率，已获得具有多种生物活性、降血压、调节血液胆固醇等多种的作用低聚肽。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种压差预处理协同高密度发酵小麦麦麸生产麦麸低聚肽的方法，步骤如下：

⑴麦麸浸泡：使麦麸的含水量为50％～70％；

⑵压差膨化浸泡后的含水麦麸：膨化温度70～80℃，膨化时间3～5h，压力差为0.2～0.3MPa，停滞时间为5～15min；

⑶高密度发酵：在密封的发酵罐内，接入碱性蛋白酶，通入过滤空气使进气量为出气量的1-2倍，菌体反应在一定压力下进行；

⑷离心分离发酵产物，冷冻干燥得到麦麸蛋白肽。

而且，所述的麦麸浸泡是在15-35℃，浸泡1～2h。

而且，压差膨化处理后的麦麸以料液比1：10～15调配，pH调至7～8，调制后接入发酵罐密封，再接入碱性蛋白酶。

而且，碱性蛋白酶的接入量为底物的0.5～0.7％。

而且，高密度发酵的时间为0.5～1.5h。

而且，高密度发酵的温度为50～60℃。

而且，步骤⑷的离心是发酵物在3000～4000r/min离心分离10～20min，取上清液；沉淀用适量蒸馏水洗涤一次，再次3000～4000r/mi离心10～20min，合并上清液。

而且，所述的分离是将离心后的上清液调至pH4～5后离心分离。

本发明优点和积极效果：

1、本发明以副产物麦麸为原料，使用压差预处理技术首先对麦胚进行预糊化、杀菌、疏松组织的一步式操作；通过进气高于出气量，实现酶高密度培养，加快麦麸蛋白的酶解，最后冷冻干燥制得有活性功能的小麦低聚肽。利用试剂盒测得蛋白含量为大于55％，经氨基酸自动分析仪检出本试验所用的麦鼓多肤中含有17种氨基酸。

2、本发明使用压差式膨化技术对小麦胚芽进行前处理，先高温高压加热，再利用压力与温度的瞬间变化，利用原料中的水分对麦麸原料进行压差“爆破”，同时出现“闪蒸”现象，使处理后麦麸结构疏松，利于后续发酵，提取更多低聚肽。且由于过程中高温干燥，杀死原料中原有微生物，同时起到灭菌效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

实施例1

一种压差预处理协同高密度发酵小麦麦麸生产麦麸低聚肽的方法，步骤如下：

(1)麦麸前处理：在常温条件下(15-35℃)将麦麸样品用蒸馏水调配至含水量60％，并浸泡1-2小时，得前处理麦麸。

(2)压差膨化条件：将前处理样品麦麸均匀摊布于钢盘上，并架于膨化罐中，关闭罐门，停滞10min，随后开启蒸汽阀门加热，使膨化罐内的温度上升至所需膨化温度75℃，同时对真空罐进行抽真空至罐内压力降至0.25MPa，膨化4h，停滞10min，随后开启泄压阀，同时关闭蒸汽阀，随即通入冷却水降温，直至达到室温(20℃)，抽空(除潮)时间为0.5h，然后关闭泄压阀，抽真空停止，打开通阀门，恢复至常压后，开启罐门取出产品，即得压差处理后麦麸产品，产品密封保存。

(3)高密度酶解：培养称取一定量处理过的麦麸，以料液比1：10调配，pH调至7.5，调制原料接入发酵罐密封后，按酶与底物比0.6％的比例接入碱性蛋白酶，温度55℃，通入过滤空气，气量设定为进气量为出气量的1倍，使菌体反应在一定压力下进行，实现高密度培养；反应时间1h。反应至设定时间后调溶液pH值至7.0，终止酶反应。发酵物3500r/min离心分离15min，取上清液。沉淀用适量蒸馏水洗涤一次，再次3500r/min离心，合并上清液，记录上清液总体积。将上清液值调至pH4.5后离心分离，取上清液，冷冻干燥得到麦麸蛋白肽。

(4)利用凯氏定氮法测得新鲜麦麸中蛋白含量为19.36％，利用试剂盒测得经过压差处理协同酶解后获得的麦麸低聚肽冻干品中蛋白含量为56.68％。

经氨基酸自动分析仪，检出本试验所用的麦鼓多肤中含有17种氨基酸，其中含有7种人体必需氨基酸，含量较高的谷氨酸。结果见表1。

表1 麦麸低聚肽的氨基酸组成

实施例2

一种压差预处理协同高密度发酵小麦麦麸生产麦麸低聚肽的方法，步骤如下：

(1)麦麸前处理：25℃将麦麸样品用蒸馏水调配至含水量60％，并浸泡1.5小时，得前处理麦麸。

(2)压差膨化条件：将前处理样品麦麸均匀摊布于钢盘上，并架于膨化罐中，关闭罐门，停滞10min，随后开启蒸汽阀门加热，使膨化罐内的温度上升至所需膨化温度75℃，同时对真空罐进行抽真空至罐内压力降至0.2MPa，膨化4h，停滞10min，随后开启泄压阀，同时关闭蒸汽阀，随即通入冷却水降温，直至达到室温(20℃)，抽空(除潮)时间为0.5h，然后关闭泄压阀，抽真空停止，打开通阀门，恢复至常压后，开启罐门取出产品，即得压差处理后麦麸产品，产品密封保存。

(3)高密度酶解：培养称取一定量处理过的麦麸，以料液比1：10调配，pH调至7.5，调制原料接入发酵罐密封后，按酶与底物比0.6％的比例接入碱性蛋白酶，温度55℃，通入过滤空气，气量设定为进气量为出气量的1.5倍，使菌体反应在一定压力下进行，实现高密度培养；反应时间1h。反应至设定时间后调溶液pH值至7.0，终止酶反应。发酵物3500r/min离心分离15min，取上清液。沉淀用适量蒸馏水洗涤一次，再次3500r/min离心，合并上清液，记录上清液总体积。将上清液值调至pH 4.5后离心分离，取上清液，冷冻干燥得到麦麸蛋白肽。

(4)利用试剂盒测得经过压差处理协同酶解后获得的麦麸低聚肽冻干品中蛋白含量为50.52％。

实施例3

一种压差预处理协同高密度发酵小麦麦麸生产麦麸低聚肽的方法，步骤如下：

(1)麦麸前处理：在常温条件下25℃将麦麸样品用蒸馏水调配至含水量60％，并浸泡1.5小时，得前处理麦麸。

(2)压差膨化条件：将前处理样品麦麸均匀摊布于钢盘上，并架于膨化罐中，关闭罐门，停滞10min，随后开启蒸汽阀门加热，使膨化罐内的温度上升至所需膨化温度75℃，同时对真空罐进行抽真空至罐内压力降至0.25MPa，膨化4h，停滞10min，随后开启泄压阀，同时关闭蒸汽阀，随即通入冷却水降温，直至达到室温(20℃)，抽空(除潮)时间为0.5h，然后关闭泄压阀，抽真空停止，打开通阀门，恢复至常压后，开启罐门取出产品，即得压差处理后麦麸产品，产品密封保存。

(3)高密度酶解：培养称取一定量处理过的麦麸，以料液比1：10调配，pH调至7.5，调制原料接入发酵罐密封后，按酶与底物比0.6％的比例接入碱性蛋白酶，温度55℃，通入过滤空气，气量设定为进气量为出气量的2倍，使菌体反应在一定压力下进行，实现高密度培养；反应时间1h。反应至设定时间后调溶液pH值至7.0，终止酶反应。发酵物3500r/min离心分离15min，取上清液。沉淀用适量蒸馏水洗涤一次，再次3500r/min离心，合并上清液，记录上清液总体积。将上清液值调至pH 4.5后离心分离，取上清液，冷冻干燥得到麦麸蛋白肽。

(4)利用试剂盒测得经过压差处理协同酶解后获得的麦麸低聚肽冻干品中蛋白含量为40.48％。

以上方案得到麦麸低聚肽冻干品中蛋白含量都高于：麦麸不经压差处理，发酵罐通气量/放气量为1:1时，得到麦麸低聚肽冻干品中蛋白含量23.24％；以及麦麸经压差处理，发酵罐通气量/放气量为1:1时，得到麦麸低聚肽冻干品中蛋白含量24.08％。过高的通气量/放气量也会抑制酶的反应，从而降低低聚肽的得率。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种压差预处理协同高密度发酵小麦麦麸生产麦麸低聚肽的方法，其特征在于：步骤如下：

麦麸浸泡：使麦麸的含水量为50%~70%；

压差膨化浸泡后的含水麦麸：膨化温度70~80℃，膨化时间3~5h，压力差为0.2~0.3MPa，停滞时间为5~15min；

高密度发酵：在密封的发酵罐内，接入碱性蛋白酶，通入过滤空气使进气量为出气量的1.5倍，菌体反应在一定压力下进行；

离心分离发酵产物，冷冻干燥得到麦麸蛋白肽；

步骤

所述麦麸浸泡是在15-35℃，浸泡1~2h；

步骤

所述压差膨化处理后的麦麸以料液比1：10~15调配，pH调至7~8，调制后接入发酵罐密封，再接入碱性蛋白酶；碱性蛋白酶的接入量为底物的0.5~0.7%；高密度发酵的时间为0.5~1.5h；

步骤

所述高密度发酵的温度为50~60℃；

步骤

的离心是发酵物在3000~4000r/min离心分离10~20min，取上清液；沉淀用适量蒸馏水洗涤一次，再次3000~4000r/min离心10~20min，合并上清液，所述的分离是将离心后的上清液调至pH4~5后离心分离。