CN112795612B - 一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法，该方法是以禽蛋加工废弃蛋壳和咸蛋清为原料，咸蛋清经预处理、蛋白酶解与超微蛋壳粉螯合的协同作用、除杂提取得到肽螯合钙。本发明在咸蛋清中加入风味蛋白酶分解蛋白质，酶解离心后的上清液经磷酸化处理，增加肽的钙结合位点，与超微蛋壳粉中的钙螯合形成肽螯合钙，从而有效提高肽螯合钙的提取率。本发明利用废弃蛋壳和咸蛋清，变废为宝，制备了一种溶解度高、易吸收的肽螯合钙。

Description

一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法
技术领域
本发明涉及蛋制品加工领域，具体涉及一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法。
背景技术
随着人民生活水平不断提高，食品加工工业迅速发展，咸鸭蛋被广泛应用于餐饮和食品加工等领域，但只主要利用了咸蛋黄，而咸蛋清因为咸味太重则被废弃掉。咸蛋清含有8.8％-12％的蛋白质，是蛋白资源的良好来源。大量堆积和丢弃的咸蛋清和蛋壳既严重污染了环境，又造成了大量钙和蛋白资源的浪费，如何利用蛋壳这种天然的绿色钙资源和咸蛋清的蛋白资源，充分挖掘蛋壳、咸蛋清中潜在的利用价值己成为热点问题。
我国居民普遍存在缺钙的症状，平均钙摄入量严重低于国际水平，尤以老人、小孩突出。钙缺乏会导致各种生理功能障碍的发生，如发育迟缓、易疲劳、腿抽筋、骨质疏松、儿童生长痛等。因此，加大对蛋品深加工企业废弃咸蛋清和蛋壳的资源化利用率，利用鸡蛋壳这种生物组织作为天然绿色钙源制取有机钙，使其变废为宝，既可以增加社会财富，又可以减少鸡蛋壳对生态环境的污染，有利于“资源节约型，环境友好型”社会的构建。
蛋壳中的钙主要是以无机碳酸钙的形式存在的，在动物体内不易被消化吸收，也不能直接用于生产食品，为提高对蛋壳中钙的吸收率，通常要将无机钙转化为有机钙，才能很好地被吸收与利用。市场上补钙制剂的种类也经历了无机钙盐、传统的有机钙盐以及新型可溶性有机钙三代。新一代补钙剂将钙离子和多肽通过螯合反应进行结合，借助肽类在机体内的吸收机制提高金属离子生物利用率。可作为一种优良的新型钙补充剂，研发价值巨大。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法，高效制备肽螯合钙，实现蛋壳钙绿色生态转化成有机钙。
本发明采取的技术方案是：
一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)粉碎：将蛋壳洗净、粉碎，过筛并球磨，得到超微蛋壳粉；
(2)酶解及磷酸化：向咸蛋清中加入蛋白酶酶解、灭酶处理得到肽，将肽溶于磷酸盐缓冲溶液中配制成蛋白溶液，加入焦磷酸钠进行磷酸化处理得到多肽液，透析除去多余的盐分，得到磷酸化处理后的多肽液；
(3)螯合：将多肽液与超微蛋壳粉混合，反应、抽滤得到滤液，将滤液蒸发浓缩，加入无水乙醇，离心后取沉淀并干燥得到多肽螯合钙。
优选地，所述步骤(1)过筛目数为100-200目。
优选地，所述步骤(1)球磨工艺为：球磨时间11-14小时，转速350-450r/min，料液比为1:(1.5-2.5)，球料比为(3-5):1。
优选地，所述步骤(2)酶解工艺为：咸蛋清中加入4500-5500U/g的蛋白酶，温度50～52℃，pH值7～8，酶解时间3-4小时。
进一步优选地，蛋白酶为风味蛋白酶。
优选地，所述步骤(2)磷酸化工艺为：蛋白溶液加入1-3％的焦磷酸钠或三聚磷酸钠，反应0.8-1.2小时。
进一步优选地，所述步骤(2)磷酸化工艺为：蛋白溶液加入1-3％的焦磷酸钠，pH3-4，温度80-85℃，反应0.8-1.2小时。
进一步优选地，所述步骤(2)磷酸化工艺为：蛋白溶液加入1-3％的三聚磷酸钠，pH7.2-7.8，温度30-40℃，反应0.8-1.2小时。
优选地，所述步骤(3)螯和工艺为：磷酸化处理后的多肽液与超微蛋壳粉比例为(1.5-2.5):1，温度30-40℃，pH为7.3-7.6，螯和时间0.8-1.2小时。
更进一步优选地，所述步骤(2)酶解工艺为：咸蛋清打成浆液后得到咸蛋清浆，4500-5500U/g的蛋白酶，温度50～52℃，pH值7～8，酶解时间3-4小时，灭酶处理得到肽，将肽溶于0.02mol/L、pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液中，配制成0.01mol/L的蛋白溶液，蛋白溶液加入酶解结束后酶解液中加入壳聚糖200-500mg/L，离心沉淀得到的絮凝物再进行磷酸化处理。
优选地，所述步骤(2)透析采用的是透析袋(100-500Da)，透析0.2-2天。
优选地，所述步骤(3)将滤液蒸发浓缩至1/3体积，以1:(7-8)的体积比加入无水乙醇。离心后取沉淀并干燥得到多肽螯合钙。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明在咸蛋清中加入风味蛋白酶分解蛋白质，酶解离心后的上清液经磷酸化处理，增加肽的钙结合位点，与超微蛋壳粉中的钙螯合形成肽螯合钙，从而有效提高肽螯合钙的提取率、产品钙含量，降低生产成本，且不会对环境造成污染。
2、本发明采用超微蛋壳粉的优点在于超微蛋壳粉能直接与酶解后的肽螯和制备咸蛋清肽螯合钙，能有效解决使用化学试剂有机酸在一定pH值条件下进行置换而造成的环境污染严重、原料有机酸成本高等问题。
3、本发明采用酶制剂酶解咸蛋清与螯合处理地联合，方法整体工艺简单，反应条件温和，成品品质好。蛋白质酶解技术使咸蛋清中的蛋白降解成小肽结构，酶磷酸化处理增加肽的钙结合位点，并有效利用蛋壳中的钙与小肽螯合形成肽螯合钙。三种方式相结合制备出一种生物利用率高、溶解度高的新型钙补充剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。
实施例1：三聚磷酸钠磷酸化处理制备咸蛋清肽螯合钙
一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将蛋壳洗净、粉碎，过150目筛，然后以转速400r/min，料液比为1:2，球料比为5:1进行13小时球磨处理。
(2)向咸蛋清中加入5000U/g的蛋白酶，所述蛋白酶为风味蛋白酶，反应温度为50℃，pH值为7，待反应进行至3小时后，灭酶处理得到肽，将肽溶于0.02mol/L、pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液(磷酸氢二钠与磷酸二氢钠)中，配制成0.01mol/L的蛋白溶液。调节pH为7.5，三聚磷酸钠(STP)的添加量为1％，反应温度为35℃，反应时间为1h，得到磷酸化处理后的肽，将其采用透析袋(100-500Da)透析，透析2天。
(3)将步骤(2)中制得的多肽液与超微蛋壳粉混合，温度为35℃，pH为7.5，反应1小时，抽滤得到滤液。将滤液蒸发浓缩至1/3体积，以1:8的体积比加入无水乙醇。离心后取沉淀并干燥得到多肽螯合钙。
(4)包装：真空包装，得制品。
实施例2：三聚磷酸钠磷酸化处理制备咸蛋清肽螯合钙
一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将蛋壳洗净、粉碎，过150目筛，然后以转速400r/min，料液比为1:2，球料比为5:1进行13小时球磨处理。
(2)向咸蛋清中加入5000U/g的蛋白酶，所述蛋白酶为风味蛋白酶，反应温度为51℃，pH值为7，待反应进行至3小时后，灭酶处理得到肽，将肽溶于0.02mol/L、pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液中，配制成0.01mol/L的蛋白溶液。调节pH为7.5，三聚磷酸钠(STP)的添加量为2％，反应温度为30℃，反应时间为1h，得到磷酸化处理后的肽，将其采用透析袋(100-500Da)透析，透析2天。
(3)将步骤(2)中制得的多肽液与超微蛋壳粉混合，温度为35℃，pH为7.5，反应1小时，抽滤得到滤液。将滤液蒸发浓缩至1/3体积，以1:8的体积比加入无水乙醇。离心后取沉淀并干燥得到多肽螯合钙。
(4)包装：真空包装，得制品。
实施例3：焦磷酸钠磷酸化处理制备咸蛋清肽螯合钙
一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将蛋壳洗净、粉碎，过150目筛，然后以转速400r/min，料液比为1:2，球料比为5:1进行13小时球磨处理。
(2)向咸蛋清中加入5000U/g的蛋白酶，所述蛋白酶为风味蛋白酶，反应温度为51℃，pH值为7，待反应进行至3小时后，灭酶处理得到肽，将肽溶于0.02mol/L、pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液中，配制成0.01mol/L的蛋白溶液。调节pH为3，焦磷酸钠的添加量为2％，反应温度为80℃，反应时间为1h，得到磷酸化处理后的肽，将其采用透析袋(100-500Da)透析，2天。
(3)将步骤(2)中制得的多肽液与超微蛋壳粉混合，温度为35℃，pH为7.5，反应1小时，抽滤得到滤液。将滤液蒸发浓缩至1/3体积，以1:8的体积比加入无水乙醇。离心后取沉淀并干燥得到多肽螯合钙。
(4)包装：真空包装，得制品。
实施例4：焦磷酸钠磷酸化处理制备咸蛋清肽螯合钙
在实施例3的基础上，所述步骤(2)中，酶解工艺为：咸蛋清打成浆液后得到咸蛋清浆，5000U/g的蛋白酶，温度51℃，pH值7，酶解时间3小时，灭酶处理得到肽，将肽溶于0.02mol/L、pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液中，配制成0.01mol/L的蛋白溶液，蛋白溶液加入壳聚糖300mg/L，离心分离后，离心沉淀得到的絮凝物溶于水，配制成0.01mol/L的蛋白溶液，调节pH为3，加入焦磷酸钠，添加量为2％，反应温度为80℃，反应时间为1h，得到磷酸化处理后的肽，将其透析0.5天。
其他同实施例3。
对比例1：未进行磷酸化处理制备肽螯合钙
在实施例3的基础上，其中：
(2)向咸蛋清中加入5000U/g的蛋白酶，所述蛋白酶为风味蛋白酶，反应温度为50～52℃，pH值为7～8，待反应进行至3小时后，灭酶处理得到肽，将其采用透析袋(100-500Da)透析，2天。
其他同实施例3。
对比例2：未进行超微处理制备肽螯合钙
在实施例3的基础上，其中：
(1)将蛋壳洗净、粉碎，过150目筛。
其他同实施例3。
比较上述实施例和对比例中制备的咸蛋清肽螯合钙，将制备的咸蛋清肽螯合钙冻干样品用超纯水稀释并用原子吸收分光光度计用数量在表示。得率用以下公式来表示：[测定钙(结合钙)量/加钙量]×100％。结果显示，磷酸化处理后的肽具有比非磷酸化处理的肽高得多的钙结合能力。
表1：
Figure BDA0002969807960000051
Figure BDA0002969807960000061
由表1可知，在咸蛋清中加入风味蛋白酶分解蛋白质，酶解离心后的上清液经磷酸化处理，增加肽的钙结合位点，与超微蛋壳粉中的钙螯合形成肽螯合钙，从而有效提高肽螯合钙的提取率、产品钙含量。采用焦磷酸钠的效果要优于三聚磷酸钠的，另外在酶解后，加入壳聚糖絮凝，可以将多肽和壳聚糖分离出来，再加入水，对溶解进行pH值进行调节，可以使得壳聚糖溶解于水中，这时再加入焦磷酸钠进行磷酸化反应，提高其结合位点，实现去除咸蛋清的氯化钠成分，减少后期透析时间，同时结合焦磷酸钠的反应条件使得壳聚糖溶解在溶液中，絮凝物解凝，不影响磷酸化的进行，获得比较高的钙结合率。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种酶解和螯合联合转化提取肽螯合钙的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）粉碎：将蛋壳洗净、粉碎，过筛并球磨，得到超微蛋壳粉；
（2）酶解及磷酸化：向咸蛋清中加入蛋白酶酶解、灭酶处理得到肽，将肽溶于磷酸盐缓冲溶液中配制成蛋白溶液，加入焦磷酸钠进行磷酸化处理得到多肽液，透析除去多余的盐分，得到磷酸化处理后的多肽液；其中：酶解工艺为：咸蛋清中加入4500-5500 U/g的蛋白酶，温度50~52℃，pH值7~8，酶解时间3-4小时，蛋白酶为风味蛋白酶；磷酸化工艺为：蛋白溶液加入1-3%的焦磷酸钠，反应0.8-1.2小时；
（3）螯合：将多肽液与超微蛋壳粉混合，反应、抽滤得到滤液，将滤液蒸发浓缩，加入无水乙醇，离心后取沉淀并干燥得到多肽螯合钙；其中螯合工艺为：磷酸化处理后的多肽液与超微蛋壳粉比例为（1.5-2.5）:1，温度30-40℃，pH为7.3-7.6，螯合时间0.8-1.2小时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）过筛目数为100-200目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）球磨工艺为：球磨时间11-14小时，转速350-450r/min，料液比为1:（1.5-2.5），球料比为（3-5）:1。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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