CN109527196A - 一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法，属于动物营养及饲料技术领域。本发明通过前期碳酸盐浸洗提高大豆浓缩蛋白的水溶性，同时空间构象发生改变，酶作用点充分暴露出来，增加酶解反应效率；中间通过在酶解反应进行一半时，对分子量小于10kDa的水溶酶解产物进行分离，降低产物对酶解反应的抑制作用，同时补充酶，减少因酶失活造成的酶解效率的降低，从以上三个方面协同提高酶解效率和产率。

Description

一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法
技术领域
本发明属于动物营养及饲料技术领域，具体涉及一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法。
背景技术
大豆蛋白酶解是运用生物工程技术将大豆蛋白进行转化处理并经干燥得到更低分子量的大豆降解蛋白和大豆肽的混合物，因其具有极高的营养性和可消化性而成为幼龄动物优质的蛋白原料。尤其是在猪血浆蛋白禁用后，成为替代血浆蛋白的优选产品。
大豆浓缩蛋白因其具有高的蛋白含量而成为大豆蛋白酶解的重要原料。但大豆浓缩蛋白因其生产加工工艺需要进行醇提而使得蛋白质性质发生改变，水溶性降低，不利于在水系条件下的酶解反应进行，基于前期试验研究，未经过处理的大豆浓缩蛋白在25%固液比的条件下酶解，其大豆肽含量介于28-31%之间，产率低于47%。
发明内容
针对目前大豆蛋白酶解效率低、产率低的问题，本发明提供一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法。所述方法通过前期碳酸盐浸洗，提升大豆浓缩蛋白的溶水性，同时空间构象发生改变，酶作用点充分暴露出来，增加酶解反应效率；中间通过固液分离方式分离出部分酶解产物，降低产物对酶解反应的抑制作用，同时补充酶，减少因酶失活造成的酶解效率的降低，三管齐下，提高了整个酶解过程的效率和产率。
本发明所采用的技术方案是：
一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法，所述的方法包括以下步骤：
（1）浸洗：将大豆浓缩蛋白与浓度为0.5-1.5%的碳酸盐水溶液按质量比（2-3）:（7-8）混合，在35-40℃下浸洗2-3次；
（2）压滤：将（1）步浸洗液通过压滤方式脱水，过滤材料为10kDa的PVDF滤膜；
（3）一级酶解：将脱水后的大豆浓缩蛋白，加入其重量2.5-3.5倍的浓度为0.1-0.5%的蛋白酶水混合液，混合均匀，在45-50℃下酶解4h；
（4）酶解产物初分离：将（3）步酶解反应体系进行压滤处理，将通过10kDa滤膜的酶解液进行收集后通过浓缩、干燥制得一级干燥粉；
（5）二级酶解：将（4）步膜上截留固型物，再次补充浓度为0.1-0.5%的蛋白酶水混合液继续酶解，操作步骤同（3）；
（6）干燥：将二级酶解产物进行干燥处理，得到二级干燥粉；
（7）混合：将一级干燥粉与二级干燥粉混合均匀，即得到酶解终产物。
优选的
步骤（1）中，碳酸盐为碳酸氢氨、碳酸氢钠，碳酸氢氨更优
步骤（3）、（5）中，所述的蛋白酶包括碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、风味蛋白酶的一种或几种，优选碱性蛋白酶、中性蛋白酶或者二者混合物
本发明通过用碳酸盐浸洗原料大豆浓缩蛋白，弱碱性溶液增加了大豆浓缩蛋白的溶解性，同时蛋白质在碳酸盐溶液中空间构象发生改变，酶作用点充分暴露出来，提高了酶解效率。另外，基于大量的试验研究发现，在固定的反应体系内蛋白质酶解体系趋于稳定，酶解效率降低，一方面是因为产物抑制导致， 另一方面可能是因为酶自身的活性降低。基于第二点考虑，我们前期进行了蛋白酶在最适反应温度下，在水溶液中的酶活存留试验，结果发现固态蛋白酶在水中经过12h后，酶活降低至原来酶活的50%。这就提示我们，在做蛋白质酶解的时候，为了使酶解更为彻底，应该在反应进程中补充蛋白酶，提高二级酶解效率。
本发明的优点是：
（1）通过前期弱碱性碳酸盐的浸洗，增加大豆浓缩蛋白的溶解性，同时空间构象发生改变，酶作用点充分暴露出来，提高了酶解效率；
（2）通过中间对酶解产物的一次过膜处理，分离出分子量小于10kDa的肽组分直接作终产物，降低了产物对酶解反应的抑制，同时补充酶，减少因酶失活造成的酶解效率的降低，双重作用提高了二次酶解反应效率；
（3）通过本方法，大豆浓缩蛋白的终产物收率提升50%以上，终产物含量提高50%以上。
为比较本发明与普通酶解处理对蛋白质酶解效率以及产率的影响，我们做了以下对比实验
实验内容
1、试验设计
选用大豆浓缩蛋白SPC作为蛋白原料，分别进行浸洗分离补酶处理与普通酶解处理，酶解条件如下。
2、检测指标及方法
以蛋白酶解后酸溶蛋白含量判断酶解效率。
2.1水分含量：参考GB/T6435-2014饲料中水分的测定进行测定。
2.2酸溶蛋白含量：参考GB/T 22492-2008大豆肽粉进行测定。
3、试验结果
通过浸洗分离补酶处理，酸溶蛋白含量比普通酶解提升了51.08%，产率提升了51.11%。
证明本发明在提升酶解效率和产率方面具有很好的效果。
具体实施方式
下面再给出几个具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1 ：大豆浓缩蛋白与0.5%的碳酸氢钠，按3:7比例混合， 35℃下浸洗2次，压滤，将脱水后的大豆浓缩蛋白，加入其重量2.5倍的浓度为0.5%的蛋白酶水混合液，混合均匀，在45-50℃下酶解4h，
压滤处理，将通过10kDa滤膜的酶解液进行收集后通过浓缩、干燥制得一级干燥粉，将膜上截留固型物，再次补充浓度为0.1%的蛋白酶水混合液继续酶解4h，135℃灭酶10min，80℃干燥，与一级干燥粉混合。酸溶蛋白含量42.15%，产率64.84%。
实施例2 ：大豆浓缩蛋白与1%的碳酸氢氨，按2:8比例混合， 38℃下浸洗3次，压滤，将脱水后的大豆浓缩蛋白，加入其重量3倍的浓度为0.5%的蛋白酶水混合液，混合均匀，在45-50℃下酶解4h，
压滤处理，将通过10kDa滤膜的酶解液进行收集后通过浓缩、干燥制得一级干燥粉，将膜上截留固型物，再次补充浓度为0.5%的蛋白酶水混合液继续酶解4h，135℃灭酶10min，80℃干燥，与一级干燥粉混合。酸溶蛋白含量44.15%，产率67.92%。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤：
（1）浸洗：将大豆浓缩蛋白与浓度为0.5-1.5%的碳酸盐水溶液按质量比（2-3）:（7-8）混合，在35-40℃下浸洗2-3次；
（2）压滤：将（1）步浸洗液通过压滤方式脱水，过滤材料为10kDa的PVDF滤膜；
（3）一级酶解：将脱水后的大豆浓缩蛋白，加入其重量2.5-3.5倍的浓度为0.1-0.5%的蛋白酶水混合液，混合均匀，在45-50℃下酶解4h；
（4）酶解产物初分离：将（3）步酶解反应体系进行压滤处理，将通过10kDa滤膜的酶解液进行收集后通过浓缩、干燥制得一级干燥粉；
（5）二级酶解：将（4）步膜上截留固型物，再次补充浓度为0.1-0.5%的蛋白酶水混合液继续酶解，操作步骤同（3）；
（6）干燥：将二级酶解产物进行干燥处理，得到二级干燥粉；
（7）混合：将一级干燥粉与二级干燥粉混合均匀，即得到酶解终产物。
2.根据权利要求1一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法，其特征在于步骤（1）中所述碳酸盐为碳酸氢氨、碳酸氢钠的一种。
3.根据权利要求2一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法，其特征在于步骤（1）所述碳酸盐为碳酸氢氨。
4.根据权利要求1-2任一项所述的一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法，其特征在于所述碳酸盐浓度为0.8-1%。
5.根据权利要求1一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法，其特征在于步骤（3）、（5）中，所述的蛋白酶包括碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、风味蛋白酶的一种或几种。
6.根据权利要求5一种提高大豆蛋白酶解效率和产率的方法，其特征在于所述的蛋白酶优选碱性蛋白酶、中性蛋白酶或者二者混合物。
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