CN110241163B - 一种碱提-膜法提取藜麦多肽的方法 - Google Patents

一种碱提-膜法提取藜麦多肽的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碱提‑膜法提取藜麦多肽的方法，属于食品加工领域。本发明采用淀粉酶辅助碱提，经第一次超滤后再用蛋白酶进行酶解，经第二次超滤得到藜麦多肽。采用本发明方法多肽得率高达39.2％，水解度达到18.5％，且分子量小，所得99.57％多肽分子的分子量小于2500，易于人体吸收，蛋白提取率高，同时具备体外抗氧化活力；本发明采用淀粉酶辅助碱提有效提高了蛋白质提取率，不仅避免了传统碱提酸沉法所使用的大量酸，同时保留了酸沉步骤损失的蛋白。

Description

一种碱提-膜法提取藜麦多肽的方法
技术领域
本发明涉及一种碱提-膜法提取藜麦多肽的方法，属于食品加工领域。
背景技术
随着社会经济发展，生产力提高，人民的生活水平日益提高，人们对于健康食品的需求也日益迫切。由于当代人长期生活作息不规律且饮食不健康，导致的消化吸收能力下降，常食用的主食类富含碳水化合物，但缺乏优质蛋白，因此迫切需要一种易吸收的并且富含人体必需氨基酸的食品。
藜麦是联合国粮农组织认可的最适宜人类的“全营养食品”，被国际营养学家们称之为丢失的远古“营养黄金”、“超级谷物”、“未来食品”，还被素食爱好者尊为“素食之王”。作为一种全谷全营养完全蛋白碱性食物，藜麦的营养价值超过任何一种传统的粮食作物。藜麦作为一种藜科植物其蛋白质含量与牛肉相当，其品质也不亚于肉源蛋白与奶源蛋白。藜麦蛋白质包含了人体所需全部必需氨基酸，并且比例适当，数量充足。除了人类必须的9种必需氨基酸，还含有许多非必需氨基酸，特别是富集多数作物没有的赖氨酸。然而，目前对藜麦的应用主要是采用市售的藜麦粉，这样藜麦营养成分的吸收率较低，不能充分利用藜麦蛋白资源。现在已有研究证实经过水解的蛋白质多肽分子量小会有益于人体吸收，并且藜麦多肽具有体外抗氧化活力，需要提取其极富营养价值的蛋白肽，以实现藜麦蛋白资源高效利用。
目前，现有的藜麦蛋白的提取方法主要是碱提酸沉法和酶解分离法，然而这些方法时间长，提取率很低，且肽纯度抗氧化性不高。专利CN109182434A公开了一种具有减肥活性的藜麦蛋白多肽水解产物的制备方法，并具体公开了采用碱提酸沉法提取蛋白，再进行酶处理后提取藜麦肽，但是酸沉不仅会损失大量蛋白成分，导致多肽得率低，同时还会产生大量的酸碱污染环境。
发明内容
针对上述问题，本发明通过采用结合碱提-膜分离技术高效提取藜麦蛋白。本发明方法既提高了多肽得率，同时提高了多肽纯度。
本发明的第一个目的是提供一种碱提-膜法提取备藜麦多肽的方法，采用淀粉酶辅助碱提，经第一次超滤后再用蛋白酶进行酶解，经第二次超滤得到藜麦多肽。
在本发明一种实施方式中，包括以下步骤：
(1)淀粉酶酶解：将藜麦清洗除杂、湿法磨浆过筛制备藜麦浆液，使用α-淀粉酶酶解藜麦浆液；
(2)碱提：采用碱提法提取出藜麦蛋白，提取的藜麦蛋白碱提液进行陶瓷膜澄清；
(3)第一次超滤：将步骤(2)所得陶瓷膜澄清液体通过超滤膜；
(4)蛋白酶酶解：将步骤(3)所得超滤膜截留液调节pH添加蛋白酶进行酶解；
(5)第二次超滤：将步骤(4)所得蛋白水解液再次通过超滤膜；
(6)脱盐、脱色、干燥：将步骤(5)所得蛋白水解透过膜液脱盐，脱色，干燥，即可制得藜麦多肽。
在本发明一种实施方式中，所述步骤(1)中磨浆后应当过100目筛。
在本发明一种实施方式中，所述步骤(1)中α-淀粉酶具体为：将藜麦浆液兑水，添加α -淀粉酶(酶活3500U/g)量为初始藜麦质的量0.4～0.5％，主要条件为50℃，pH6-7，水解1-2 小时。淀粉酶目的是解除原料中淀粉对藜麦蛋白的包裹，促进藜麦蛋白碱提。
在本发明一种实施方式中，所述步骤(1)中碱提的方法包括：藜麦浆料最终固液比1： (8-15)，并且使用氢氧化钠溶液调节pH到10-11，在20-45℃提取2-3小时。
在本发明一种实施方式中，所述步骤(2)陶瓷膜选用微滤陶瓷膜。
在本发明一种实施方式中，所述步骤(3)选用5000分子量的超滤膜。
在本发明一种实施方式中，所述步骤(4)蛋白酶酶解具体为：将步骤(3)所得的截留液调节pH为10-11，温度50-60℃，加入初始投料量0.05％-0.15％的碱性蛋白酶(20万U/g) 酶解2～3小时后，以90℃，10min灭酶处理。
在本发明一种实施方式中，所述步骤(5)选用10000分子量的超滤膜。水解过程中会产生一些6000-9000分子量的多肽，可以避免蛋白损失。
本发明的第二个目的是提供一种采用上述方法制备得到的藜麦多肽粉末。
本发明的有益效果：
(1)采用本发明方法多肽得率高达39.2％，水解度达到18.5％，且分子量小，所得99.57％多肽分子的分子量小于2500，易于人体吸收，蛋白提取率高，同时具备体外抗氧化活力；
(2)本发明采用淀粉酶辅助碱提有效提高了蛋白质提取率，不仅避免了传统碱提酸沉法所使用的大量酸，同时保留了酸沉步骤损失的蛋白。
附图说明
图1为本发明的膜法藜麦多肽制备方法流程图。
图2为多肽水解液的分子量分布。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
水解度检测方法：甲醛滴定法；
蛋白质提取率检测方法：凯氏定氮法；
多肽提取率检测方法：凯氏定氮法；
淀粉提取率：GB 5009.9-2016；
多糖提取率：硫酸蒽酮法。
实施例1：
(1)淀粉酶处理和藜麦蛋白的碱提
将4kg藜麦洗净，后打浆过100目筛子后，添加水，至料液比1:12，使用50℃，pH6.3添加16gα-淀粉酶进行2小时酶解，再调节pH到11，进行3个小时的浸提，离心分离后将上清液通过陶瓷膜，膜通量为60-110L/m2·h，蛋白质提取率90％。
(2)第一步超滤膜处理
将陶瓷膜澄清液通过5000超滤膜处理，蛋白截留率76.4％。
(3)蛋白酶酶解
将5000超滤膜截留液调节pH为10，加热至50℃，添加碱性蛋白酶7.33g，酶解3小时后使用90℃灭酶10min。
(4)第二步超滤膜处理
将蛋白酶水解液通过10000超滤膜处理，多肽透过率99％。
(5)纳滤膜浓缩
将蛋白水解液使用300纳滤膜处理，保留多肽。膜通量为10.24-25L/m2·h。
(6)干燥
将纳滤膜浓缩液真空干燥最终制得藜麦多肽粉末261.2g，多肽得率是39.2％，纯度90％，水解度为18.5％，且多肽分子量小，所得多肽分子的分子量小于2400(见表1)，易于人体吸收。
表1多肽分子量分布
保留时间 Mn Mw MP 面积 ％面积
1 14.100 5779 5875 5008 1575 0.01
2 15.017 3405 3450 3011 40815 0.24
3 15.750 2309 2338 2004 307946 1.84
4 17.000 1290 1337 1001 2409602 14.42
5 17.898 669 693 608 5450984 32.62
6 19.213 301 317 293 7384506 44.20
7 20.083 109 118 181 1112722 6.66
实施例2：
(1)淀粉酶处理和藜麦蛋白的碱提
将4kg藜麦洗净，后打浆过100目筛子后，添加水，至料液比1:10，使用50℃，pH7添加16gα-淀粉酶进行2小时酶解，再调节pH到10，进行2个小时的浸提，离心分离后将上清液通过陶瓷膜，膜通量为60-110L/m2·h，蛋白质提取率80％。
(2)第一步超滤膜处理
将陶瓷膜澄清液通过5000超滤膜处理，蛋白截留率76.4％。
(3)蛋白酶酶解
将5000超滤膜截留液调节pH为10，加热至50℃，添加碱性蛋白酶7.33g，酶解3小时后使用90℃灭酶10min。
(4)第二步超滤膜处理
将蛋白酶水解液通过10000超滤膜处理，多肽透过率99％。
(5)纳滤膜浓缩
将蛋白水解液使用纳滤膜处理，保留多肽,膜通量为10.24-25L/m2·h。
(6)干燥
将纳滤膜浓缩液真空干燥最终制得藜麦多肽粉末242.02g，得率为36.9％，纯度89％；水解度为18.5％，且多肽分子量小，所得多肽分子的分子量小于2400，易于人体吸收。
对比例1：
省略实施例1中的步骤(1)中淀粉酶处理，其他条件或者参数与实施例1相同。蛋白质提取率为74％，多肽得率为29.1％。与实施例1(蛋白质提取率90％)相比，说明淀粉酶酶解有助于蛋白质的碱提，能提高蛋白质提取率，从而多肽得率高。
对比例2：
省略实施例1中的步骤(4)第二步超滤膜处理，其他条件或者参数与实施例1相同。多肽纯度为51％，与实施例1(纯度90％)相比，说明第二步超滤能显著增加产品纯度。
对比例3：
参考专利CN109182434A中的碱提酸沉法提取蛋白质，将实施例2中的碱提替换成碱提酸沉法，具体步骤如下：
(1)藜麦蛋白的碱提酸沉
将4kg藜麦洗净，后打浆过100目筛子后，添加水，至料液比1:12，使用35℃，pH11条件下浸提3小时后，离心，得上清液后用0.1M的盐酸调节pH至3.5，4℃下静置1小时后，离心，得蛋白样品。蛋白质提取率为61％。
(2)蛋白酶酶解
将步骤(1)得到的蛋白样品以1：15的固液比溶于蒸馏水，调节pH为10，加热至50℃，添加碱性蛋白酶9.41g，酶解3小时后使用90℃灭酶10min。
(3)10000超滤膜处理
将蛋白酶水解液通过10000超滤膜处理，多肽透过率99％。
(4)纳滤膜浓缩
将蛋白水解液使用纳滤膜处理，保留多肽，多糖，膜通量为10.24-25L/m2·h。
(5)干燥
将纳滤膜浓缩液真空干燥最终得到多肽得率仅为26.1％，纯度仅为65％。与实施例1相比，说明酸沉步骤会损失大量蛋白成分。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种碱提-膜法提取藜麦多肽的方法，其特征在于，采用α-淀粉酶辅助碱提，经第一次超滤后再用碱性蛋白酶进行酶解，经第二次超滤得到藜麦多肽；α-淀粉酶酶解条件为：α-淀粉酶添加量为初始藜麦质量的0.4~0.5%，主要条件为50~60℃，pH6-7，时间1~2小时；第一次超滤选用5000 Da分子量的超滤膜，第二次超滤选用10000 Da分子量的超滤膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）淀粉酶酶解：将藜麦清洗除杂、湿法磨浆过筛制备藜麦浆液，使用α-淀粉酶酶解藜麦浆液；
（2）碱提：采用碱提法提取出藜麦蛋白，提取的藜麦蛋白碱提液进行陶瓷膜澄清；
（3）第一次超滤：将步骤（2）所得陶瓷膜澄清液体通过超滤膜；
（4）蛋白酶酶解：将步骤（3）所得超滤膜截留液调节pH添加蛋白酶进行酶解；
（5）第二次超滤：将步骤（4）所得蛋白水解液再次通过超滤膜；
（6）脱盐、脱色、干燥：将步骤（5）所得蛋白水解透过膜液脱盐，脱色，干燥，即可制得藜麦多肽。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中磨浆后应当过100目筛。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中碱提的方法包括：藜麦浆料最终固液比1：（8-15），并且使用氢氧化钠溶液调节pH到10-11，在25-45℃提取2-3小时。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）陶瓷膜选用微滤陶瓷膜。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤（4）蛋白酶酶解条件为：将步骤（3）所得的截留液调节pH为10-11，温度50-60℃，加入初始投料量0.05%-0.15%的碱性蛋白酶酶解2~3小时。
7.根据权利要求1~6任一所述的方法制备得到的藜麦多肽粉末。
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