CN114032272A - 一种低苯丙氨酸植物蛋白肽及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低苯丙氨酸植物蛋白肽及其制备方法，属于食品领域。本发明所述的低苯丙氨酸植物蛋白肽中苯丙氨酸含量占蛋白当量的0.13～0.19％，具有用于制备针对苯丙酮尿症等患者的特殊医学用途配方食品或保健品的潜力。本发明所述的方法包括如下步骤：植物蛋白粉溶解后，利用碱性蛋白酶结合风味蛋白酶对其进行两步蛋白酶酶解，得到的酶解物经离心除去不溶物后，收集到的上清液再经活性炭静态吸附除去苯丙氨酸得到低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液，真空抽滤除去活性炭，再经冷冻干燥即得低苯丙氨酸植物蛋白肽粉。本发明通过复合酶法水解植物蛋白，可去除植物蛋白中96％以上的苯丙氨酸，是一种有效的低苯丙氨酸蛋白肽制备方法。

Description

一种低苯丙氨酸植物蛋白肽及其制备方法
技术领域
本发明属于食品领域，具体涉及一种低苯丙氨酸植物蛋白肽及其制备方法。
背景技术
苯丙酮尿症是一种氨基酸代谢病，由患者苯丙氨酸代谢途径中的由苯丙氨酸羟化酶功能障碍或二氢生物合成酶/二氢生物蝶呤还原酶缺陷导致，可致多种严重症状。苯丙酮尿症全球发病率约1/15000，中国地区发病率约为 1/11000。苯丙酮尿症的新生儿患者若未及时采取措施，会出现智力低下、精神神经症状、湿疹、皮肤抓痕征及色素脱失和鼠气味等症状，严重者可患脑性瘫痪。目前控制患者日常饮食中苯丙氨酸摄入量仍是苯丙酮尿症目前最安全、有效的治疗干预方法。然而目前市场上的苯丙酮尿症特殊医学用途配方食品仍存在种类少、购买渠道较窄、价格昂贵、无法满足患者对蛋白质的需要、难以满足多个年龄段的患者的需求、口感差等问题。改善苯丙酮尿症特殊医学用途配方食品提供蛋白质的现状，找到适合的蛋白质来源并去除原料中苯丙氨酸的方法具有重要的意义。
在国内外对低苯丙氨酸食品开发的研究中，使用的原料兼有动物蛋白与植物蛋白。其中使用较多的动物蛋白有乳清蛋白、酪蛋白等。但是动物蛋白存在成本较高、易致敏等缺点。大米蛋白、大豆蛋白、玉米蛋白、豌豆蛋白等植物蛋白具有氨基酸组成较合理、生物效价较高等优点，但是与动物蛋白相比使用仍较少。其中尤其是豌豆蛋白，具有很高的营养价值和药用价值。豌豆蛋白质含量在63％～68％之间，氨基酸含量＞60％，易消化，消化率＞ 80％，是一种完全蛋白质且氨基酸组成均衡，与FAO/WHO推荐模式较为接近。豌豆蛋白的生物价为48％～64％，功效比为0.6～1.2，且并不属于常见过敏原，是一种优质植物蛋白来源。豌豆蛋白目前的开发利用较少，具有很大的发展空间。
发明内容
本发明提供了一种低苯丙氨酸植物蛋白肽及其制备方法。采用本发明的方法可有效去除植物蛋白中96％以上的苯丙氨酸，同时又较大程度地保留了其他氨基酸，制得的低苯丙氨酸植物蛋白肽可为苯丙酮尿症特殊医学用途配方食品等提供良好蛋白质来源，在特医食品、保健食品等领域有极大的应用价值。
本发明的第一个目的是提供一种制备低苯丙氨酸植物肽的方法，包括以下步骤：
(1)将植物蛋白粉进行溶解、热处理，得到预处理液；
(2)两步水解：首先将步骤(1)中的预处理液调制碱性，加入碱性蛋白酶，得到酶解液1；再将步骤酶解液1经沸水浴灭活酶后，加入风味蛋白酶，得到双酶酶解液；
(3)将步骤(2)中的双酶酶解液进行离心处理，得到上清液；
(4)将步骤(3)中的上清液用活性炭进行吸附，吸附完成后真空抽滤去除活性炭得到低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液；
(5)将步骤(4)中得到的低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液冷冻干燥即得到低苯丙氨酸植物蛋白肽粉。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中植物蛋白溶解后植物蛋白的含量为2～4％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述预处理液处理条件为 85～95℃，水浴处理10～20min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述加入碱性蛋白酶的酶解条件为恒温磁力搅拌器上将溶液加热至50～60℃，调至pH至8.0～8.5，酶添加量为3000～4000U/g，恒温50～60℃振荡水解2～4h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述沸水浴灭活酶的条件为沸水浴10min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述加入风味蛋白酶的酶解条件为pH6.5～8.0，温度55～65℃，添加量为3000～5000U/g，酶解时间为2.5h～5 h，进一步优选为pH6.8～7.2，温度58～62℃，添加量为3500～4000U/g，酶解时间为3h～4h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述离心条件为6000r/min，15～20 min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(4)所述活性炭为粉末活性炭，添加量为5～10g/dL，吸附条件为温度30～40℃，静置，时间2～3h。进一步优选为添加量7g/d，温度35℃，静置，2.5h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(5)所述冷冻干燥为真空冷冻干燥，具体条件为：温度-60～-65℃，时间为48h～96h，进一步优选为72h。
本发明的第二个目的是本发明的方法制备得到的低苯丙氨酸植物肽粉末。
本发明的第三个目的是一种降低植物蛋白中苯丙氨酸含量的方法，包括如下步骤：
(1)将植物蛋白粉进行溶解、热处理，得到预处理液；
(2)两步水解：首先将步骤(1)中的预处理液调制碱性，加入碱性蛋白酶，得到酶解液1；再将步骤酶解液1经沸水浴灭活酶后，加入风味蛋白酶，得到双酶酶解液；
(3)将步骤(2)中的双酶酶解液进行离心处理，得到上清液；
(4)将步骤(3)中的上清液用活性炭进行吸附，吸附完成后真空抽滤去除活性炭得到低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液；
(5)将步骤(4)中得到的低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液冷冻干燥即得到低苯丙氨酸植物蛋白肽粉。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中植物蛋白溶解后植物蛋白的含量为2～4％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述预处理液处理条件为 85～95℃，水浴处理10～20min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述加入碱性蛋白酶的酶解条件为恒温磁力搅拌器上将溶液加热至50～60℃，调至pH至8.0～8.5，酶添加量为3000～4000U/g，恒温50～60℃振荡水解2～4h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述沸水浴灭火酶条件为沸水浴10min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中所述加入风味蛋白酶的酶解条件为pH6.5～8.0，温度55～65℃，添加量为3000～5000U/g，酶解时间为2.5h～5 h，进一步优选为pH6.8～7.2，温度58～62℃，添加量为3500～4000U/g，酶解时间为3h～4h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述离心条件为6000r/min，15～20 min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(4)所述活性炭为粉末活性炭，添加量为5～10g/dL，吸附条件为温度30～40℃，静置，时间2～3h。进一步优选为添加量7g/d，温度35℃，静置，2.5h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(5)所述冷冻干燥为真空冷冻干燥，具体条件为：温度-60～-65℃，时间为48h～96h，进一步优选为72h。
本发明的第四个目的是本发明所述的低苯丙氨酸植物蛋白肽粉末在制备药品、食品及保健品中的应用。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中采用热处理破坏了植物蛋白中的蛋白酶抑制剂，且使原本致密的蛋白结构变得松散，有利于后续酶解过程进行；采用碱性蛋白酶酶解的主要作用是降解大分子植物蛋白，尽可能将苯丙氨酸暴露于肽链末端，以便于后续外肽酶将其游离出来；采用风味蛋白酶的作用是进一步降解经碱性蛋白酶酶解得到的大分子肽，并尽可能将其中的苯丙氨酸残基游离出来，以便于后续吸附脱除；采用离心的目的是为了去除酶解中的不溶性杂质，提高最终产品纯度，有利于减少后续吸附过程中的吸附剂用量，提高吸附剂利用率；采用活性炭吸附的目的是为了脱除酶解液中的游离态或结合态苯丙氨酸，生产低苯丙氨酸肽。
(2)采用本发明的方法获得的产品中苯丙氨酸含量约为0.13～0.19％(占蛋白当量)，易于吸收，且具有为苯丙酮尿症患者制备特殊医学用途配方食品的潜力，为植物蛋白在低苯丙氨酸产品中的应用提供了途径。
(3)本发明采用离心后再吸附的方法，大大减少了吸附剂的用量，提高了吸附剂利用率。
附图说明
图1是本发明中低苯丙氨酸植物蛋白肽的制备方法流程图；
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述，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。
实施例1
称取一定质量豌豆蛋白粉，加入蒸馏水配成溶液，90℃水浴15min预处理，冷却，完成后在恒温磁力搅拌器上将溶液加热至55℃，加入水、15 mol/L磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、NaOH将pH调至8.4，蛋白浓度为 3.0％，酶按添加量3600U/g加入碱性蛋白酶混匀，恒温55℃振荡水解3h。碱性蛋白酶水解完成后沸水浴10min灭活碱性蛋白酶，冷却至室温。再加入4000U/g风味蛋白酶在55℃、pH7.5的条件下水解3h。
采用活性炭吸附法去除苯丙氨酸。酶解完成后的溶液6000r/min离心20 min，留取上清液，将上清液pH调至3.0，依据上清液体积加入7g/dL的活性炭粉末，35℃下静置吸附2.5h。吸附完成后真空抽滤去除活性炭。吸附完成后的溶液进行冷冻干燥72h，即得低苯丙氨酸豌豆肽粉。
原料豌豆蛋白粉的氨基酸组成如表1所示。经计算原料中苯丙氨酸占总氨基酸含量的5.52％。
通过活性炭吸附去除苯丙氨酸并干燥后所得低苯丙氨酸豌豆肽样品粉末的氨基酸组成如表2所示。经过计算，苯丙氨酸占氨基酸总含量的0.18％，相较于原料中的苯丙氨酸含量5.52％减少了96.7％，可见此法能够显著降低豌豆蛋白中的苯丙氨酸含量。
表1豌豆蛋白氨基酸组成
Figure RE-GDA0003460073770000061
表2低苯丙氨酸豌豆肽氨基酸组成
Figure RE-GDA0003460073770000071

Claims (10)

1.一种低苯丙氨酸植物蛋白肽及其制备方法，其特征在于，所制得的低苯丙氨酸植物蛋白肽中苯丙氨酸含量占蛋白当量的0.13～0.19％。
2.一种低苯丙氨酸植物蛋白肽及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将植物蛋白粉进行溶解、热处理，得到预处理液；
(2)两步水解：首先将步骤(1)中的预处理液调制碱性，加入碱性蛋白酶，得到酶解液1；再将步骤酶解液1经沸水浴灭活酶后，加入风味蛋白酶，得到双酶酶解液；
(3)将步骤(2)中的双酶酶解液进行离心处理，得到上清液；
(4)将步骤(3)中的上清液用活性炭进行吸附，吸附完成后真空抽滤去除活性炭得到低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液；
(5)将步骤(4)中得到的低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液冷冻干燥即得到低苯丙氨酸植物蛋白肽粉。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述植物蛋白包括但不限于豌豆蛋白。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述预处理液处理条件为85～95℃，水浴处理10～20min。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述加入碱性蛋白酶的酶解条件为恒温磁力搅拌器上将溶液加热至50～60℃，调至pH至8.0～8.5，酶添加量为3000～4000U/g，用量相当于植物蛋白质量的2～4％，恒温50～60℃振荡水解2～4h，调节pH值的附加剂包括但不限于磷酸氢二钠-磷酸二氢钾、氢氧化钠等。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述加入风味蛋白酶的酶解条件为pH6.5～8.0，温度55～65℃，添加量为3000～5000U/g，用量相当于植物蛋白质量的2～5％，酶解时间为2.5h～5h。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述活性炭粉末添加量为5～10g/dL，30～40℃下静置吸附2～3h。
8.一种降低植物蛋白肽中苯丙氨酸的方法，其特征在于，所述的方法制备所得到低苯丙氨酸植物肽粉末。
9.一种降低植物蛋白肽中苯丙氨酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将植物蛋白粉进行溶解、热处理，得到预处理液；
(2)两步水解：首先将步骤(1)中的预处理液调制碱性，加入碱性蛋白酶，得到酶解液1；再将步骤酶解液1经沸水浴灭活酶后，加入风味蛋白酶，得到双酶酶解液；
(3)将步骤(2)中的双酶酶解液进行离心处理，得到上清液；
(4)将步骤(3)中的上清液用活性炭进行吸附，吸附完成后真空抽滤去除活性炭得到低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液；
(5)将步骤(4)中得到的低苯丙氨酸植物蛋白肽混合液冷冻干燥即得到低苯丙氨酸植物蛋白肽粉。
10.一种降低植物蛋白肽中苯丙氨酸的方法，其特征在于，所述的低苯丙氨酸植物肽粉末在制备药品、食品及保健品中的应用。
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