CN115261433A - 一种高活性燕窝抗疲劳肽的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高活性燕窝抗疲劳肽的加工方法，所述加工方法包括原料预处理、动态高压微射流处理、脉冲电场辅助酶膜耦合处理、壳聚糖‑纳米铁处理、减压真空浓缩‑真空微波间歇干燥处理。以上加工方法在制得燕窝抗疲劳肽的同时，又最大限度地保持了燕窝抗疲劳肽的活性，所得产品营养价值高，口感佳，为燕窝抗疲劳活性肽产品的开发提供了一条新途径。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种高活性燕窝抗疲劳肽的加工方法。
背景技术
燕窝，又称为燕窝菜、燕蔬菜，具有极高的营养价值和药用价值，近年来大量研究表明食用燕窝具有抗衰老、抗氧化、抗癌、抗菌、抗病毒、免疫促进、神经保护作用等多种价值。燕窝含多种蛋白和碳水化合物，蛋白质主要以糖蛋白的形式存在，而糖蛋白主要以黏蛋白的形式存在，唾液酸是其主要的糖基。天然黏蛋白通过酶法进行降解存在一定难度，随着年龄的增长，人体分泌的蛋白酶逐渐下降，人体摄入蛋白之后存在难以消化及蛋白质生物利用度不高等问题，因此，采用体外降解将燕窝制备成低聚肽的技术引起广泛关注。
专利CN111406826A公开了一种燕窝肽制品的生产方法及过滤结构，包括取原料、变性、一次酶解、一次灭火、二次酶解、三次酶解、二次灭活、过滤除杂、浓缩、除菌、干燥等步骤。虽然该发明可提高燕窝的可食用性，但制备的燕窝肽产物分子量Mn为4.18×103，Mw为1.37×104分子量较大，不利于人体消化吸收利用及功效成分的吸收。
专利CN111944867A公开了一种燕窝肽的制备方法，包括燕窝的预处理、加入复合酶酶解、灭酶、离心取上清、浓缩、干燥，得到燕窝肽产品。
专利CN108893511A公开了一种燕窝提取小分子肽的方法，包括将燕窝清水浸泡后干燥、粉碎后过100-230目的粉筛、经破壁机破壁得精细粉、将精细粉和去离子水加入到混合器中混合、将得到的混合液放入到灭菌箱内进行灭菌。发明利用木聚糖酶、果胶酶、木瓜蛋白酶复合梯度酶解，再经木瓜蛋白酶对蛋白质进行酶解。
这些现有技术制备燕窝的肽类产品的方法，有的步骤繁琐，设备投入大，有的步骤简单，只单纯依靠酶的作用分解蛋白质，得到的肽分子量以及活性得不到保证。同时这些工艺方法制备的燕窝的肽类产品虽然大都以将燕窝中的蛋白质分解为易吸收的小分子肽，从而提高燕窝的可食用性和生物利用率为目标，但是它们实际的药用或者保健效果不确切，忽略了抗疲劳肽的存在，难以实际推广使用。
因此，如何提供一种工艺流程简单且具有显著抗疲劳功效、高活性的燕窝肽的制备方法是本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高活性燕窝抗疲劳肽的加工方法，其采用动态高压微射流技术前处理燕窝，利用高速碰撞、气穴作用，在不损害燕窝组织中的热敏性物质和活性物质的前提下，均质料液、保证燕窝在水中的溶胀、水溶性蛋白质在水中的溶出；通过脉冲电场技术预处理促使燕窝蛋白质高级空间结构变得不再紧密交联，极大减轻了因燕窝中蛋白质以粘蛋白的形式存在而造成的蛋白质分离的难度，进而提高酶解反应效率，适宜的电场强度和温和的处理温度避免燕窝中其他活性成分被破坏；选择合适的膜组件搭建酶膜耦合系统，优化酶解和分离的条件，高效精准控制酶解产物燕窝抗疲劳肽分子量，降低酶促反应产物的抑制作用，提高酶的循环利用率，适用于连续生产；通过将小分子燕窝抗疲劳肽与壳聚糖-纳米铁形成稳定包合物，从而获得活性更加稳定的复合空间结构，此外还能够有效减少燕窝抗疲劳肽因化学试剂调节pH酶解后产生的苦味；减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理时温度较低，热变性小，大大降低温度对于活性肽的结构和理化性质的影响，更好地保持燕窝抗疲劳肽的活性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
（1）原料预处理：
将干燕窝加入干重50倍水，在100℃热水中加热处理0.5-1.5h得料液，备用。
（2）动态高压微射流处理：
将步骤（1）处理的料液经动态高压微射流处理；其中，所述动态高压微射流压力参数为50Mpa-130Mpa，实时控温温度范围为40℃-55℃。
（3）脉冲电场辅助酶膜耦合处理：
将步骤（2）处理后的料液稀释至质量浓度为1g/100mL，经脉冲电场预处理后（调节频率为1000-2000Hz，脉宽为50-100μs，将料液在电场强度为25-50 kV/cm下，以恒定流速3.6mL/s泵入PEF处理室）将其加入到反应罐中，pH维持在8.0-8.5，水浴加热至40-60℃，按酶与底物质量比1:120加入碱性蛋白酶(酶活2.10×105U/mL)，选用截留分子质量为3000Da的再生纤维素卷式超滤膜进行超滤，调节进膜压力和泵转速，料液在超滤系统中循环过滤，透过液即为分子质量＜3kD的燕窝抗疲劳肽溶液。
（4）壳聚糖-纳米铁处理：
将步骤（3）处理后的燕窝活性肽溶液进行壳聚糖-纳米铁处理。将一定量的壳聚糖与10wt％乙酸溶液混合，磁力搅拌1h，16000rpm高速离心20-30min后，用0.45μm微孔滤膜过滤，配制成5mg/mL壳聚糖母液待用。将0.15moL/L的FeCl3溶液与壳聚糖母液按体积比1:5混合，高速磁力搅拌1h，制备得到壳聚糖-纳米铁复合溶液。将燕窝抗疲劳活性肽溶液与壳聚糖-纳米铁复合溶液按1:1.5-1:2（体积比）混合，振荡吸附10-15min，温度5-10℃，最后5000rpm水洗20-30min，备用。
（5）减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理：
将步骤（4）处理后的燕窝活性肽提取液，于真空度-0.06Mpa，水浴加热浓缩至1.5g/ml，料液浓缩20~30min时，开启真空调节阀补加真空5秒钟，维持系统真空度。再进行微波真空干燥处理，其中真空度为-0.06Mpa，微波功率为500-800W，温度为50-70℃，干燥总时间为2-3h。每加热30min间歇5min，同时每隔30min记录一次燕窝活性肽的质量，直至干基含水率≤7.0%，即得到所述的高活性燕窝抗疲劳肽。
本发明的显著优点在于：
（1）采用动态高压微射流技术处理燕窝料液，利用燕窝组织内外巨大的压力差将组织中的有效成分溶出，同时温和的操作条件不损害蛋白质的结构，有效地保留保留燕窝中包括蛋白质、唾液酸、EGF、CSF等精华成分的活性。
（2）通过脉冲电场技术预处理促使燕窝蛋白质高级空间结构变得不再紧密交联，极大减轻了因燕窝中蛋白质以粘蛋白的形式存在而造成的蛋白质难分离的问题，进而提高酶解反应效率，适宜的电场强度和温和的处理温度避免燕窝中其他活性成分被破坏。选择合适的膜组件搭建酶膜耦合系统，优化酶解和分离的条件，高效精准控制酶解产物燕窝抗疲劳肽分子量，降低酶促反应产物的抑制作用，提高酶的循环利用率，适用于连续生产。
（3）通过将小分子燕窝抗疲劳肽与壳聚糖-纳米铁形成稳定包合物，从而获得活性更加稳定的复合空间结构，此外还能够有效减少燕窝抗疲劳肽因化学试剂调节pH酶解后产生的苦味。
（4）减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理时温度较低，热变性小，大大降低温度对于活性物质的结构和理化性质的影响，可以更好地保持燕窝抗疲劳肽以及唾液酸、EGF、CSF等活性因子的活性，同时还大幅度缩短干燥时间。
附图说明
图1为不同处理方式对燕窝抗疲劳肽纯度的影响。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
（1）原料预处理：
将干燕窝加入干重50倍水，在100℃热水中加热处理1.5h得料液，备用。
（2）动态高压微射流处理：
将步骤（1）处理的料液经动态高压微射流处理；其中，所述动态高压微射流压力参数为130Mpa，实时控温温度范围为55℃。
（3）脉冲电场辅助酶膜耦合处理：
将步骤（2）处理后的料液稀释至质量浓度为1g/100mL，经脉冲电场预处理后（调节频率为2000Hz，脉宽为50μs，将料液在电场强度为50 kV/cm下，以恒定流速3.6mL/s泵入PEF处理室）将其加入到反应罐中，pH维持在8.0，水浴加热至60℃，按酶与底物质量比1:120加入碱性蛋白酶(酶活2.10×105U/mL)，选用截留分子质量为3000Da的再生纤维素卷式超滤膜进行超滤，调节进膜压力和泵转速，料液在超滤系统中循环过滤，透过液即为分子质量＜3kD的燕窝抗疲劳肽溶液。
（4）壳聚糖-纳米铁处理：
将步骤（3）处理后的燕窝活性肽溶液进行壳聚糖-纳米铁处理。将一定量的壳聚糖与10wt％乙酸溶液混合，磁力搅拌1h，16000rpm高速离心30min后，用0.45μm微孔滤膜过滤，配制成5mg/mL壳聚糖母液待用。将0.15moL/L的FeCl3溶液与壳聚糖母液按体积比1:5混合，高速磁力搅拌1h，制备得到壳聚糖-纳米铁复合溶液。将燕窝抗疲劳活性肽溶液与壳聚糖-纳米铁复合溶液按1:1.5（体积比）混合，振荡吸附15min，温度10℃，最后5000rpm水洗30min，备用。
（5）减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理：
将步骤（4）处理后的燕窝活性肽提取液，于真空度-0.06Mpa，水浴加热浓缩至1.5g/ml，料液浓缩30min时，开启真空调节阀补加真空5秒钟，维持系统真空度。再进行微波真空干燥处理，其中真空度为-0.06Mpa，微波功率为800W，温度为70℃，干燥总时间为3h。每加热30min间歇5min，同时每隔30min记录一次燕窝活性肽的质量，直至干基含水率≤7.0%，即得到所述的高活性燕窝抗疲劳肽。
实施例2
（1）原料预处理：
将干燕窝加入干重50倍水，在100℃热水中加热处理0.5h得料液，备用。
（2）动态高压微射流处理：
将步骤（1）处理的料液经动态高压微射流处理；其中，所述动态高压微射流压力参数为50Mpa，实时控温温度范围为40℃。
（3）脉冲电场辅助酶膜耦合处理：
将步骤（2）处理后的料液稀释至质量浓度为1g/100mL，经脉冲电场预处理后（调节频率为1000Hz，脉宽为100μs，将料液在电场强度为25 kV/cm下，以恒定流速3.6mL/s泵入PEF处理室）将其加入到反应罐中，pH维持在8.5，水浴加热至40℃，按酶与底物质量比1:120加入碱性蛋白酶(酶活2.10×105U/mL)，选用截留分子质量为3000Da的再生纤维素卷式超滤膜进行超滤，调节进膜压力和泵转速，料液在超滤系统中循环过滤，透过液即为分子质量＜3kD的燕窝抗疲劳肽溶液。
（4）壳聚糖-纳米铁处理：
将步骤（3）处理后的燕窝活性肽溶液进行壳聚糖-纳米铁处理。将一定量的壳聚糖与10wt％乙酸溶液混合，磁力搅拌1h，16000rpm高速离心20min后，用0.45μm微孔滤膜过滤，配制成5mg/mL壳聚糖母液待用。将0.15moL/L的FeCl3溶液与壳聚糖母液按体积比1:5混合，高速磁力搅拌1h，制备得到壳聚糖-纳米铁复合溶液。将燕窝抗疲劳活性肽溶液与壳聚糖-纳米铁复合溶液按1:2（体积比）混合，振荡吸附10min，温度5℃，最后5000rpm水洗20min，备用。
（5）减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理：
将步骤（4）处理后的燕窝活性肽提取液，于真空度-0.06Mpa，水浴加热浓缩至1.5g/ml，料液浓缩20min时，开启真空调节阀补加真空5秒钟，维持系统真空度。再进行微波真空干燥处理，其中真空度为-0.06Mpa，微波功率为500W，温度为50℃，干燥总时间为2h。每加热30min间歇5min，同时每隔30min记录一次燕窝活性肽的质量，直至干基含水率≤7.0%，即得到所述的高活性燕窝抗疲劳肽。
对比例1
其他同实施例1，不同之处在于：不进行壳聚糖-纳米铁处理。
（1）原料预处理：
将干燕窝加入干重50倍水，在100℃热水中加热处理1.5h得料液，备用。
（2）动态高压微射流处理：
将步骤（1）处理的料液经动态高压微射流处理；其中，所述动态高压微射流压力参数为130Mpa，实时控温温度范围为55℃。
（3）脉冲电场辅助酶膜耦合处理：
将步骤（2）处理后的料液稀释至质量浓度为1g/100mL，经脉冲电场预处理后（调节频率为2000Hz，脉宽为50μs，将料液在电场强度为50 kV/cm下，以恒定流速3.6mL/s泵入PEF处理室）将其加入到反应罐中，pH维持在8.0，水浴加热至60℃，按酶与底物质量比1:120加入碱性蛋白酶(酶活2.10×105U/mL)，选用截留分子质量为3000Da的再生纤维素卷式超滤膜进行超滤，调节进膜压力和泵转速，料液在超滤系统中循环过滤，透过液即为分子质量＜3kD的燕窝抗疲劳肽溶液。
（4）减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理：
将步骤（3）处理后的燕窝活性肽提取液，于真空度-0.06Mpa，水浴加热浓缩至1.5g/ml，料液浓缩30min时，开启真空调节阀补加真空5秒钟，维持系统真空度。再进行微波真空干燥处理，其中真空度为-0.06Mpa，微波功率为800W，温度为70℃，干燥总时间为3h。每加热30min间歇5min，同时每隔30min记录一次燕窝活性肽的质量，直至干基含水率≤7.0%。
对比例2
其他同实施例1，不同之处在于：不进行脉冲电场辅助酶膜耦合处理。
（1）原料预处理：
将干燕窝加入干重50倍水，在100℃热水中加热处理1.5h得料液，备用。
（2）动态高压微射流处理：
将步骤（1）处理的料液经动态高压微射流处理；其中，所述动态高压微射流压力参数为130Mpa，实时控温温度范围为55℃。
（3）壳聚糖-纳米铁处理：
将步骤（2）处理后的燕窝活性肽溶液进行壳聚糖-纳米铁处理。将一定量的壳聚糖与10wt％乙酸溶液混合，磁力搅拌1h，16000rpm高速离心30min后，用0.45μm微孔滤膜过滤，配制成5mg/mL壳聚糖母液待用。将0.15moL/L的FeCl3溶液与壳聚糖母液按体积比1:5混合，高速磁力搅拌1h，制备得到壳聚糖-纳米铁复合溶液。将燕窝抗疲劳活性肽溶液与壳聚糖-纳米铁复合溶液按1:1.5（体积比）混合，振荡吸附15min，温度10℃，最后5000rpm水洗30min，备用。
（4）减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理：
将步骤（3）处理后的燕窝活性肽提取液，于真空度-0.06Mpa，水浴加热浓缩至1.5g/ml，料液浓缩30min时，开启真空调节阀补加真空5秒钟，维持系统真空度。再进行微波真空干燥处理，其中真空度为-0.06Mpa，微波功率为800W，温度为70℃，干燥总时间为3h。每加热30min间歇5min，同时每隔30min记录一次燕窝活性肽的质量，直至干基含水率≤7.0%。
表1不同处理方式对燕窝抗疲劳肽分子量的影响
由表1可知，对比例2不进行脉冲电场辅助酶膜耦合处理的燕窝肽样品经检测92.56％的分子量都在10KDa以上，对比例1不进行壳聚糖-纳米铁处理的燕窝肽样品经检测33.18％的分子量都在10KDa以上。而实施例经过动态高压微射流处理、脉冲电场辅助酶膜耦合处理、壳聚糖-纳米铁处理以及减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理后，3KDa以下的达到了58.74％-60.43％，3至10KDa以下的达到了12％左右，而10KDa以上的降到了28.12％-30.65％。因此，本发明方法可以有效的降低了燕窝的分子量，使得得到的燕窝肽更易被人体吸收。
表2不同处理方式对燕窝抗疲劳肽得率及抗氧化活性的影响
注：表中同一列小写字母代表不同实施例的营养成分数据差异显著，p＜0.05
通过比对实施例1、2和对照例1、2可知，除了不进行脉冲电场辅助酶膜耦合处理，对比例2与实施例1步骤完全相同，但是二者的肽得率差异显著，显然脉冲电场辅助酶膜耦合处理能够提高小分子肽的肽得率；对比例1与实施例1步骤完全相同，二者的肽的得率相差8个百分点，由于实施例1有进行壳聚糖-纳米铁处理，实施例的抗氧化活性远高于对照例的，显然，本发明方法能够大大提高小分子肽的抗氧化活性以及抗疲劳效果。
由图1可知，实施例的燕窝抗疲劳肽的活性超过70%，明显大于对比例，该结果表明，本发明所述加工方法包括原料预处理、动态高压微射流处理、脉冲电场辅助酶膜耦合处理、壳聚糖-纳米铁处理、减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理，能够得到高活性的燕窝抗疲劳肽。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (2)
1.一种高活性燕窝抗疲劳肽的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括原料预处理、动态高压微射流处理、脉冲电场辅助酶膜耦合处理、壳聚糖-纳米铁处理、减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理，最终得到一种高活性的燕窝抗疲劳肽。
2.根据权利要求1所述的一种高活性燕窝抗疲劳肽的加工方法，其特征在于，所述加工方法具体包括以下步骤：
（1）原料预处理：
将干燕窝加入干重50倍水，在100℃热水中加热处理0.5-1.5h得料液，备用；
（2）动态高压微射流处理：
将步骤（1）处理的料液经动态高压微射流处理；其中，所述动态高压微射流压力参数为50Mpa-130Mpa，实时控温温度范围为40℃-55℃；
（3）脉冲电场辅助酶膜耦合处理：
将步骤（2）处理后的料液稀释至质量浓度为1g/100mL，经脉冲电场预处理后，将其加入到反应罐中，pH维持在8.0-8.5，水浴加热至40-60℃，按酶与底物质量比1:120加入酶活为2.10×105U/mL的碱性蛋白酶，选用截留分子质量为3000Da的超滤膜进行超滤，调节进膜压力和泵转速，料液在超滤系统中循环过滤，透过液即为分子质量＜3kD的燕窝抗疲劳肽溶液；其中脉冲电场预处理的具体操作是：调节频率为1000-2000Hz，脉宽为50-100μs，将料液在电场强度为25-50 kV/cm下，以恒定流速3.6mL/s泵入PEF处理室进行处理；
（4）壳聚糖-纳米铁处理：
将步骤（3）处理后的燕窝抗疲劳肽溶液进行壳聚糖-纳米铁处理：将一定量的壳聚糖与10wt％乙酸溶液混合，磁力搅拌1h，16000rpm高速离心20-30min后，用0.45μm微孔滤膜过滤，配制成5mg/mL壳聚糖母液待用；将0.15moL/L的FeCl3溶液与壳聚糖母液按体积比1:5混合，高速磁力搅拌1h，制备得到壳聚糖-纳米铁复合溶液；将燕窝抗疲劳肽溶液与壳聚糖-纳米铁复合溶液按体积比1:1.5-1:2混合，振荡吸附10-15min，温度5-10℃，最后5000rpm水洗20-30min，备用；
（5）减压真空浓缩-真空微波间歇干燥处理：
将步骤（4）处理后的燕窝活性肽提取液，于真空度-0.06Mpa，水浴加热浓缩至1.5g/ml，料液浓缩20~30min时，开启真空调节阀补加真空5秒钟，维持系统真空度；再进行真空微波间歇干燥处理，其中真空度为-0.06Mpa，微波功率为500-800W，温度为50-70℃，总干燥时间为2-3h；每次加热处理30min就间歇5min，同时每隔30min记录一次燕窝活性肽的质量，直至干基含水率≤7.0%，即得到所述的高活性燕窝抗疲劳肽。
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