CN108893513A

CN108893513A - 一种玉米肽液提取装置及其制备方法

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Publication number: CN108893513A
Application number: CN201810758958.5A
Authority: CN
Inventors: 刘文强
Original assignee: Zhongshan Zhi Zhi Enterprise Incubator Development Co Ltd
Current assignee: Zhongshan Zhi Zhi Enterprise Incubator Development Co Ltd
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2018-11-27

Abstract

本发明属于天然产物制备技术领域，具体公开了一种玉米肽液提取用装置及其制备方法。本发明的玉米肽液提取用装置包括套管1、封盖2、吊架3、透析膜4、反应槽5、封闭套管6、搅拌器7、卡箍8构成。本发明的工艺方法是，以玉米蛋白粉为原料，将玉米蛋白高温预处理后，加入酶解罐中，采用蛋白酶进行酶解制得玉米肽后，再经过透析膜对产品进行超滤分级，获得玉米肽液。所得玉米肽液对蛋白质回收率达80%以上，该方法获得玉米肽液质量高，可直接用于功能饮料产品中，经济效益显著，具有广泛的应用前景。

Description

一种玉米肽液提取装置及其制备方法

技术领域

本发明属于天然产物制备技术领域，具体涉及一种玉米肽液提取装置及其制备方法。

背景技术

玉米是世界上三大粮食作物之一，玉米深加工产业具有巨大市场潜力，每年有几千万吨玉米经过深加工生产淀粉、淀粉糖、酒精等产品。玉米蛋白粉是玉米淀粉生产的重要副产物之一，含有丰富的玉米蛋白，但多年来一直作为畜禽饲料使用，没有得到很好的开发，造成了极大的资源浪费。

我国的玉米年产量占世界总产量的20%，仅次于美国，但是我国的玉米加工业主要是利用其中的淀粉，故只利用了玉米成分的50%～60%，其余的大部分以粗饲料或者当作“三废”处理和排放，不仅极大浪费了资源，而且易造成环境污染。而这些副产物中含有60%以上的蛋白质，含有少量的淀粉和纤维。这些副产物被称为玉米蛋白粉也叫玉米麸质粉，研究如何充分利用玉米蛋白粉中的蛋白质资源，并提高其附加值，具有重要的现实意义。

玉米蛋白质主要由玉米醇溶蛋白，谷蛋白，球蛋白和白蛋白组成，目前玉米蛋白粉用于饲料或者自然排放，每年被自然排放的玉米蛋白高达10万吨，既浪费了粮食资源又造成了环境污染。同时玉米蛋白粉中还含有丰富的活性物质玉米黄色素，含量高达90～180mg/kg，是黄玉米的5倍以上。因此开发玉米蛋白粉产品具有重要的社会和经济意义。

食用蛋白质类的食物，不可能直接被人体吸收，食物中的蛋白质要经过蛋白质降解酶的作用降解为多肽和氨基酸才能被人体吸收。采用蛋白酶处理玉米蛋白质，使其水解成小分子的玉米肽后，可以完全溶解于水，从而使其在食品中的应用成为可能。新近研究发现，玉米肽富含支链氨基酸，具有在肌肉中促进蛋白质合成和抑制蛋白质分解的作用，可以用于运动员食品和临床营养品；玉米肽含有大量丙氨酸，可使身体吸收乙醇的速度减慢，并能促进酒精代谢，减少其毒性，可以大大减少饮酒引起的急性酒精中毒。另外，玉米肽具有降低血压、降低血脂，辅助治疗肝病和乳腺癌的生理活性作用。因此，开发玉米肽已成为玉米综合利用研究的一个新的热点。

迄今为止，国内外对玉米蛋白粉的深加工技术进行了长期不懈的研究，研究重点主要放在两个方面，一是除去杂质，提高蛋白含量，利用蛋白的独特性质在不同领域应用，二是将蛋白质水解，增大其溶解性，进而加以利用，这些研究都取得了不同程度的成果。张晓峰等以玉米蛋白粉为原料用碱性蛋白酶和风味蛋白酶进行水解，通过2h的水解反应，用6000分子量的超滤膜过滤、浓缩、喷雾干燥，制得玉米肽干粉，得率为50%左右。这项玉米肽制备技术中没有对原料蛋白质进行提纯处理，玉米肽的纯度在50%左右；陈艳丽等以玉米蛋白粉为原料，用碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶进行酶解反应，水解三小时，在经过离心、脱色脱臭，冷冻干燥，粉碎，得到玉米蛋白粉，得率为65%。此研究中也没有对原料进行提纯除杂处理，最后得到的玉米肽纯度仅在50%左右；同时采用冷冻干燥，产品的制造成本比较高，工业化生产比较困难。

发明内容

为克服以上不足，本发明提供一种玉米肽液提取装置及其制备方法。本发明以玉米蛋白粉为原料，将玉米蛋白高温预处理后，加入酶解罐中，采用蛋白酶进行酶解制得玉米肽后，再经过透析膜对产品进行超滤分级，获得玉米肽液。所得玉米肽液对蛋白质回收率达80%以上，该方法获得玉米肽液质量高，可直接用于功能饮料产品中，经济效益显著，具有广泛的应用前景。

本发明玉米肽液提取装置及其制备方法目前尚未见文献报道。

一种玉米肽液提取装置及其制备方法，其制备步骤包括：

（1）以玉米蛋白粉为原料中按质量浓度为2～5%，于95～105℃预处理20～30min后加入酶解罐中，冷却至45℃，调节pH值7.5～8.5，得到玉米蛋白液，备用；

（2）按酶与底物质量比为1.0～1.8%加入碱性蛋白酶，使玉米蛋白液在酶解罐中进行酶解反应，酶解温度80～85℃、酶解pH 6.0～6.5、酶解时间50～60min；

（3）将上述步骤2）中的酶解液经玉米肽液提取装置，透析出分子量3000～5000Da以下的玉米肽溶液，收集透析膜透过液，即为玉米肽液。

本发明的玉米肽液提取装置包括一个套管1、封盖2、吊架3、透析膜4、反应槽5、封闭套管6、搅拌器7、卡箍8构成，其中所述的套管1一侧内有螺纹与封盖2通过螺纹连接，透析膜5两端开口分别套在套管1和封闭套管6上并通过卡箍8固定连接，吊架3分别挂在封盖2和封闭套管6端口环上，吊架3上端与搅拌器7连接，搅拌器7的搅拌轴钩在吊架3上，吊架3被提起时应让透析膜4浸于反应槽5中。

进一步的，所述的一种玉米肽液提取装置中套管1和封闭套管6外表面有弹性胶垫。

进一步的，所述的一种玉米肽液提取装置中反应槽5上有出液管，并带有启闭开关。

进一步的，所述的一种玉米肽液提取装置中吊架3与封盖2和封闭套管6通过螺母固定连接部位。

进一步的，所述的一种玉米肽液提取装置中吊架3与搅拌器7的搅拌轴通过螺母固定连接。

进一步的，所述的一种玉米肽液提取装置中封盖2从套管1上拧开后可加入酶解液和倒掉截留液。

进一步的，所述的一种玉米肽液提取装置中卡箍8采用柔性卡箍接头，内部有密封圈。

进一步的，所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法，可将分子量较大的截留液返回至酶解罐中继续酶解。

进一步的，所述玉米蛋白粉在预处理前需要进行粉碎处理，处理后达到120～200目。

进一步的，所述的透析袋的截留分子量为3000～5000Da。

进一步的，所述的截留液可重复酶解1～3次。

进一步的，所述的透析袋在使用前要进行活化预处理。

进一步的，所述的透析袋活化预处理方法及步骤：

透析袋预处理方法：

方法1：

1、把透析袋剪成适当长度（10-20cm）的小段。

2、在大体积（500mL）的2%（W/V）的碳酸氢钠和1mmol/L EDTA.2Na (pH=8.0)中将透析袋煮沸10min。

3、用蒸馏水彻底清洗透析袋。

4、放在500mL的1 mmol/L EDTA.2Na (pH=8.0)中将之煮沸10min。

5、冷却后，放于4℃冰箱，必须确保透析袋始终浸没在溶液内。从此时起取用透析袋必须戴手套。

6、在使用前要用蒸馏水将透析袋里外加以清洗干净。

说明：

透析液的配置：10g NaHCO3 + 186.6mg EDTA.2Na + 500mL蒸馏水

1 mmol/L EDTA.2Na：即373.2mg/L

方法2：可用沸水煮5至10分钟，再用蒸馏水洗净，即可使用。

方法3：可先用50%乙醇煮沸1小时，再依次用50%乙醇、0.01 mol/L碳酸氢钠和1mmol/L EDTA（pH=8.0）溶液洗涤，最后用蒸馏水冲洗即可使用。

使用后的透析袋保存方法：

1.用生理盐水浸泡以去掉蛋白，并用蒸馏水清洗干净，然后置于50%乙醇中保存即可；

2.使用后的透析袋洗净后可存于4℃蒸馏水或者30%乙醇中，确保透析袋始终浸没在溶液内。若长时间不用，可加少量NaN₂，以防长菌。

本发明的有益效果：本发明的玉米肽液制备方法工艺简单，蛋白酶消耗量少，是传统提取方法的40%～50%，蛋白质回收率高，达80%以上，可直接用于功能饮料产品中，整个制备过程对蛋白损伤小，制得的玉米肽活性高，使用的透析袋可重复使用，不浪费；装置具有可连续操作性。

附图说明

图1是本发明中玉米肽液提取装置图。图中编号含义如下：套管1、封盖2、吊架3、透析膜4、反应槽5、封闭套管6、搅拌器7、卡箍8构成。

图2、图3、图4是本发明中玉米肽液提取装置局部结构图。

图5是本发明中玉米肽液提取装置套管1结构图。

图6是本发明中玉米肽液提取装置封盖2结构图。

图7是本发明中玉米肽液提取装置封闭套管6结构图。

为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例所述的范围。

具体实施方式

实施例1

（1）先将玉米蛋白粉粉碎，过120目筛，再按玉米蛋白粉质量浓度为2%，于95℃预处理30min后加入酶解罐中，冷却至45℃，调节pH值7.5，得到玉米蛋白液，备用；

（2）按酶与底物质量比为1.0%加入碱性蛋白酶，使玉米蛋白液在酶解罐中进行酶解反应，酶解温度80℃、酶解pH 6.0、酶解时间50min；

（3）将上述步骤2）中的酶解液经玉米肽液提取装置，搅拌透析出分子量5000Da以下的玉米肽溶液，收集透析膜透过液，即为玉米肽液。

实施例2

（1）先将玉米蛋白粉粉碎，过200目筛，再按玉米蛋白粉质量浓度为5%，于105℃预处理20min后加入酶解罐中，冷却至45℃，调节pH值8.5，得到玉米蛋白液，备用；

（2）按酶与底物质量比为1.8%加入碱性蛋白酶，使玉米蛋白液在酶解罐中进行酶解反应，酶解温度85℃、酶解pH 6.5、酶解时间60min；

（3）将上述步骤2）中的酶解液经玉米肽液提取装置，搅拌透析出分子量3000Da以下的玉米肽溶液，收集透析膜透过液，即为玉米肽液。

实施例3

（1）先将玉米蛋白粉粉碎，过160目筛，再按质量浓度为3.5%，于100℃预处理30min后加入酶解罐中，冷却至45℃，调节pH值8.0，得到酶解玉米蛋白液，备用；

（2）按酶与底物质量比为1.5%加入碱性蛋白酶，使玉米蛋白液在酶解罐中进行酶解反应，酶解温度80℃、酶解pH 6.0、酶解时间60min；

（3）将上述步骤2）中的酶解液经玉米肽液提取装置，搅拌透析出分子量5000Da以下的玉米肽溶液，提取2h，收集透析膜透过液，即为玉米肽液。

（4）将上述步骤3）中的截留液重新回至酶解罐中，重复上述步骤1）～步骤3）一次，重复过后将截留液弃之。

实施例4

（1）先将玉米蛋白粉粉碎，过150目筛，再按质量浓度为3%，于100℃预处理30min后加入酶解罐中，冷却至45℃，调节pH值8.5，得到玉米蛋白液，备用；

（3）将上述步骤2）中的酶解液经玉米肽液提取装置，搅拌透析出分子量3000Da以下的玉米肽溶液，提取2h，收集透析膜透过液，即为玉米肽液。

（4）将上述步骤3）中的截留液重新回至酶解罐中，重复上述步骤1）～步骤3）三次，重复过后将截留液弃之。

实施例5

（4）将上述步骤3）中的玉米肽液浓缩后在真空带式干燥机中干燥至水分含量在4%后，研细，过100目筛得到玉米肽粉。

实施例6

（1）先将玉米蛋白粉粉碎，过160目筛，再按质量浓度为3.5%，于100℃预处理30min后加入酶解罐中，冷却至45℃，调节pH值8.0，得到玉米蛋白液，备用；

（5）将所得玉米肽液按体积∶体积之比为1∶1加入水，调节pH至6.3，按体积∶体积之比为5∶1加入2%浓度的NaCl溶液盐析，沉淀8h，于4000r/min离心10min，取沉淀并于40℃烘干至水分含量在4%后，研细，过100目筛得到玉米蛋白肽粉。

实施例7

（4）将所得玉米肽液按体积∶体积之比为1∶1加入水，调节pH至7.0，按体积∶体积之比为4∶1加入3%浓度的NaCl溶液盐析，沉淀5h，于4000r/min离心10min，取沉淀。

（5）将上述步骤4）中的沉淀物，在真空度0.040mbar，温度-20℃，冷冻干燥至水分含量在4%后，取出研细，过100目筛得到玉米蛋白肽粉。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims

1.一种玉米肽液提取装置及其制备方法，其包括一个小分子玉米肽液提取装置，其制备步骤包括：

（3）将上述步骤2）中的酶解液经玉米肽液提取装置，透析出分子量3000～5000Da以下的玉米肽溶液，收集透析袋透过液，即为本发明的玉米肽液。

2.根据权利要求1所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法中的玉米肽液提取装置，其特征在于，它包括套管1、封盖2、吊架3、透析膜4、反应槽5、封闭套管6、搅拌器7、卡箍8构成，其中所述的套管1一侧内有螺纹与封盖2通过螺纹连接，透析膜5两端开口分别套在套管1和封闭套管6上并通过卡箍8固定连接，吊架3分别挂在封盖2和封闭套管6端口环上，吊架3上端与搅拌器7连接，搅拌器7的搅拌轴钩在吊架3上，吊架3被提起时应让透析膜4浸于反应槽5中。

3.根据权利要求2所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法中的玉米肽液提取装置，其特征在于，套管1和封闭套管6外表面有弹性胶垫。

4.根据权利要求2所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法中的玉米肽液提取装置，其特征在于，反应槽5上有出液管，并带有启闭开关。

5.根据权利要求2所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法中的玉米肽液提取装置，其特征在于，吊架3与封盖2和封闭套管6通过螺母固定连接部位。

6.根据权利要求2所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法中的玉米肽液提取装置，其特征在于，吊架3与搅拌器7的搅拌轴通过螺母固定连接。

7.根据权利要求2所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法中的玉米肽液提取装置，其特征在于，卡箍8采用柔性卡箍接头，内部有密封圈。

8.根据权利要求2所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法中的玉米肽液提取装置，其特征在于，封盖2从套管1上拧开后可加入酶解液和倒掉截留液。

9.根据权利要求1所述的一种玉米肽液提取装置及其制备方法，其特征在于，可将分子量较大的截留液返回至酶解罐中继续酶解。