CN116287083B - 一种大米肽及制备方法、大米肽螯合物及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及食品加工领域，具体公开了一种大米肽及制备方法、大米肽螯合物及制备方法。一种大米肽的制备方法为：S1，取米渣粗蛋白与水混合，得到第一混合体系；S2，向所述第一混合体系中加入高温淀粉酶，反应，过滤，保留滤出物；S3，取滤出物再次加水溶解，得到第二混合体系；S4，向所述第二混合体系中加入内切蛋白酶和外切蛋白酶，反应得到粗产品；S5，将所述粗产品升温灭酶，过滤，保留上清液，浓缩干燥即得大米肽。本申请的大米肽可以进一步的与微量元素螯合以获得大米肽螯合物，其具有螯合率高，螯合稳定性好的优点。

Description

一种大米肽及制备方法、大米肽螯合物及制备方法
技术领域
本申请涉及食品加工领域，尤其涉及一种大米肽及制备方法、大米肽螯合物及制备方法。
背景技术
大米蛋白以其较高的生物利用率、合理的氨基酸组成、特有的低敏性等特点被认为是优质蛋白质，而以大米蛋白为原料制备的大米肽更是广泛应用于生物制药，食品保健等领域。
铜、铁、锌等微量元素金属离子可以在-定条件下与大米肽反应生成多肽微量元素螯合物，这类多肽微量元素螯合物可以通过多肽的吸收机制进入生物体内，相比无机盐形式的微量元素不仅更容易被生物体吸收，而且还可以给生物体提供一些重要的氨基酸，是一种理想的微量元素补充剂。同时，多肽微量元素螯合物还具有生物效价高、吸收快、营养性强等优点，以及抗氧化、抗菌、免疫调节、降血脂和降血糖等活性。
但是目前多肽微量元素螯合物还存在着螯合率低，螯合不稳定的问题。
发明内容
为了提高大米肽与微量元素的螯合率，本申请提供一种大米肽及制备方法、大米肽螯合物及制备方法。
第一方面，本申请提供一种大米肽的制备方法，采用如下的技术方案：
一种大米肽的制备方法，按重量份计，包括以下步骤：
S1，取米渣粗蛋白与水混合，得到第一混合体系；
S2，向所述第一混合体系中加入高温淀粉酶，反应，过滤，保留滤出物；
S3，取滤出物再次加水溶解，得到第二混合体系；
S4，向所述第二混合体系中加入内切蛋白酶和外切蛋白酶，反应得到粗产品；
S5，将所述粗产品升温灭酶，过滤，保留上清液，浓缩干燥即得大米肽。
优选的，所述高温淀粉酶的重量为米渣粗蛋白重量的0.1-0.2%；
更优选的，所述高温淀粉酶的重量米渣粗蛋白重量的0.1-0.12%；
更优选的，所述高温淀粉酶的重量米渣粗蛋白重量的0.1%。
优选的，所述高温淀粉酶为高温淀粉酶Termymyl SC。
优选的，所述内切蛋白酶的重量为米渣粗蛋白重量的0.5-2%；
更优选的，所述内切蛋白酶的重量为米渣粗蛋白重量的1%。
优选的，所述内切蛋白酶为内切蛋白酶Novozym11039。
优选的，所述外切蛋白酶的重量为米渣粗蛋白重量的0.05-0.2%；
更优选的，所述外切蛋白酶的重量为米渣粗蛋白重量的0.1%。
第二方面，本申请提供一种大米肽，该大米肽是使用上述制备方法获得的。
优选的，所述大米肽的分子量小于等于1100道尔顿。
更优选的，所述大米肽的分子量小于等于1000道尔顿。
第三方面，本申请提供一种大米肽螯合物由包括上述大米肽以及微量元素制成。
优选的，所述微量元素选自铁、锌、铜、锰、铬和硒。
优选的，大米肽螯合物的中对微量元素的螯合率不小于第四方面本申请提供一种大米肽的制备方法，包括以下步骤：
S1，取所述大米肽加水溶解得到大米肽溶液，加入微量元素溶液，混合得到第三混合体系；
S2，对所述第三混合体系水浴加热，螯合反应；
S3，向反应后的体系中加入无水乙醇，沉淀；
S4，对S3所得组分离心，保留沉淀，即得所述大米肽螯合物。
优选的，所述第三混合体系中微量元素重量与大米肽重量之比为(6.5-45.5):50。
更优选的，所述第三混合体系中微量元素重量与大米肽重量之比为(13-26):50。
更优选的，所述第三混合体系中微量元素重量与大米肽重量之比为19.5:50。
在一些实施例中，第三混合体系中微量元素与大米肽的重量之比可以是6.5:50、13:50、19.5:50、26:50、32.5:50、39:50、45.5:50。
优选的，所述无水乙醇与所述第三混合体系的体积比为(1-7):1；
更优选的，所述无水乙醇与所述第三混合体系的体积比为(3-6):1；
更优选的，所述无水乙醇与所述第三混合体系的体积比为5:1。
在一些实施例中，第三混合体系的体积可以是25ml，对应使用的无水乙醇体积可以是25ml、50ml、75ml、100ml、125、150ml、175ml。
优选的，在大米肽螯合物制备方法的步骤S2中，水浴加热的温度为20-70℃。
在一些实施例中，在大米肽螯合物制备方法的步骤S2中，水浴加热的温度可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃。
更优选的，在大米肽螯合物制备方法的步骤S2中，水浴加热的温度为30-70℃。
更优选的，在大米肽螯合物制备方法的步骤S2中，水浴加热的温度为60℃。
在一些实施例中，大米肽螯合物制备方法的步骤S2还包括搅拌。
优选的，搅拌速度为300-500r/min，更优选的，搅拌速度为400r/min。
优选的，在大米肽螯合物制备方法的步骤S2中，反应的时间为10-60min；
更优选的，在大米肽螯合物制备方法的步骤S2中，反应的时间为20-40min。
在一些实施例中，大米肽螯合物制备方法的步骤S2中反应的时间可以是10min、20min、30min、45min、60min。
在一些较优的实施例中，大米肽螯合物制备方法的步骤S2中反应的时间为30min。
优选的，在大米肽螯合物制备方法的步骤S1中还包括调节第三混合体系的pH，第三混合体系的pH为4.0-9.0。
在一些实施例中，第三混合体系的pH可以是4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0。
在一些较优的实施例中，第三混合体系的pH为7.0。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
本申请制备了一种大米肽，其可以用于与微量元素进行螯合，从而获得了一种大米肽螯合物，这种大米肽螯合物具有螯合率高，螯合效果稳定的特点，并且这种大米肽螯合物作为营养物补充动物体内微量元素，同时也可以为农业生产中的碎米提高利用价值。
附图说明
图1是制备例1所得的大米肽的傅里叶变换红外光谱；
图2是实施例1所得的大米肽螯合锌的傅里叶变换红外光谱；
图3体现了实施例1-7所得大米肽螯合物的螯合率、螯合量与金属离子浓度的关系；
图4体现了实施例1、8-13所得的大米肽螯合物的鳌合率以及鳌合量与乙醇添加量的关系；
图5体现了实施例1、14-18所得的大米肽螯合物的鳌合率以及鳌合量与螯合反应温度的关系；
图6体现了实施例1、19-22所得的大米肽螯合物的鳌合率以及鳌合量与螯合反应时间的关系；
图7体现了实施例1、23-27所得的大米肽螯合物的鳌合率以及鳌合量与螯合反应pH的关系。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请所用原料来自：
米渣蛋白:菏泽生物工程科技有限公司；
高温淀粉酶(Termymyl SC)、内切蛋白酶(novozyml 11039)、外切蛋白酶(Flavourzyme 500MG)：诺维信（中国）公司。
大米肽的制备：
制备例1：
S1，取米渣粗蛋白10g与60g水混合，得到第一混合体系，调节pH至5.5，并升温至95℃；
S2，向所述第一混合体系中加入高温淀粉酶Termymyl SC 0.01g，反应1h，过滤，保留滤出物；
S3，取滤出物再次加水溶解，得到第二混合体系，第二混合体系中滤出物浓度为20wt%，调节pH至8.5，升温至90℃，保持1h后降温至60℃；
S4，向所述第二混合体系中加入内切蛋白酶novozyml 11039 0.1g和外切蛋白酶Flavourzyme 500MG 0.01g，搅拌并保持60℃反应4h，得到粗产品；
S5，将所述粗产品升温至85℃，保温20min灭酶，过滤去除滤渣，上清液加入液体重量1%的活性炭，升温到60℃，保持30分钟，过滤去除活性炭，得到大米肽溶液，浓缩，干燥即为大米肽粉。
得到的大米肽粉重量为7.45g，收率74.5%。
制备例2：
S1，取米渣粗蛋白10g与60g水混合，得到第一混合体系，调节pH至5.5，并升温至95℃；
S2，向所述第一混合体系中加入高温淀粉酶Termymyl SC 0.01g，反应1h，过滤，保留滤出物；
S3，取滤出物再次加水溶解，得到第二混合体系，第二混合体系中滤出物浓度为20wt%，调节pH至8.5，升温至90℃，保持1h后降温至60℃；
S4，向所述第二混合体系中加入内切蛋白酶novozyml 11039 0.15g和外切蛋白酶Flavourzyme 500MG 0.015g，搅拌并保持60℃反应4h，得到粗产品；
S5，将所述粗产品升温至85℃，保温20min灭酶，过滤去除滤渣，上清液加入液体重量1%的活性炭，升温到60℃，保持30分钟，过滤去除活性炭，得到大米肽溶液，浓缩，干燥即为大米肽粉。
得到的大米肽粉重量为6.25g，收率62.5%。
制备例3：
S1，取米渣粗蛋白10g与60g水混合，得到第一混合体系，调节pH至5.5，并升温至95℃；
S2，向所述第一混合体系中加入高温淀粉酶Termymyl SC 0.01g，反应1h，过滤，保留滤出物；
S3，取滤出物再次加水溶解，得到第二混合体系，第二混合体系中滤出物浓度为20wt%，调节pH至8.5，升温至90℃，保持1h后降温至60℃；
S4，向所述第二混合体系中加入内切蛋白酶novozyml 11039 0.2g和外切蛋白酶Flavourzyme 500MG 0.02g，搅拌并保持60℃反应4h，得到粗产品；
S5，将所述粗产品升温至85℃，保温20min灭酶，过滤去除滤渣，上清液加入液体重量1%的活性炭，升温到60℃，保持30分钟，过滤去除活性炭，得到大米肽溶液，浓缩，干燥即为大米肽粉。
得到的大米肽粉重量为5.25g，收率52.5%。
制备例4：
S1，取米渣粗蛋白20g与120g水混合，得到第一混合体系，调节pH至5.5，并升温至95℃；
S2，向所述第一混合体系中加入高温淀粉酶Termymyl SC 0.02g，反应1h，过滤，保留滤出物；
S3，取滤出物再次加水溶解，得到第二混合体系，第二混合体系中滤出物浓度为20wt%，调节pH至8.5，升温至90℃，保持1h后降温至60℃；
S4，向所述第二混合体系中加入内切蛋白酶novozyml 11039 0.1g和外切蛋白酶Flavourzyme 500MG 0.01g，搅拌并保持60℃反应4h，得到粗产品；
S5，将所述粗产品升温至85℃，保温20min灭酶，过滤去除滤渣，上清液加入液体重量1%的活性炭，升温到60℃，保持30分钟，过滤去除活性炭，得到大米肽溶液，浓缩，干燥即为大米肽粉。
得到的大米肽粉重量为9.52g，收率47.6%。
制备例5：
S1，取米渣粗蛋白10g与60g水混合，得到第一混合体系，调节pH至5.5，并升温至95℃；
S2，向所述第一混合体系中加入高温淀粉酶Termymyl SC 0.02g，反应1h，过滤，保留滤出物；
S3，取滤出物再次加水溶解，得到第二混合体系，第二混合体系中滤出物浓度为20wt%，调节pH至8.5，升温至90℃，保持1h后降温至60℃；
S4，向所述第二混合体系中加入内切蛋白酶novozyml 11039 0.2g和外切蛋白酶Flavourzyme 500MG 0.02g，搅拌并保持60℃反应4h，得到粗产品；
S5，将所述粗产品升温至85℃，保温20min灭酶，过滤去除滤渣，上清液加入液体重量1%的活性炭，升温到60℃，保持30分钟，过滤去除活性炭，得到大米肽溶液，浓缩，干燥即为大米肽粉。
得到的大米肽粉重量为4.23g，收率42.3%。
大米肽螯合锌的制备：
实施例1：
S1，取50g/L的大米肽溶液10ml，加入0.5mol/L的硫酸锌溶液 6.0ml，补加蒸馏水，使最终体积为25mL，调节pH至7.0，混合得到第三混合体系，大米肽溶液是制备例1所得的大米肽溶解于水得到的；
S2，对所述第三混合体系在60℃水浴条件下加热并搅拌，搅拌速度400r/min，螯合反应30min；
S3，向反应后的体系中加入无水乙醇125ml，沉淀；
S4，对S3所得组分离心，保留沉淀，即得所述大米肽螯合物。
实施例2-7与实施例1的不同之处在于硫酸锌溶液的添加量不同；
实施例8-13与实施例1的不同之处在于乙醇的添加量不同；
实施例14-18与实施例1的不同之处在于，螯合反应的温度不同；
实施例19-22与实施例1的不同之处在于，螯合反应时间不同；
实施例23-27与实施例1的不同之处在于，螯合反应时的pH不同。
实施例1-24的反应条件如表1：
表1
注：表1中“-”表示该条件与实施例1相同。
大米肽及大米肽螯合锌的确认：
图1是制备例1所得的大米肽的傅里叶变换红外光谱。
图2是实施例1所得的大米肽螯合锌的傅里叶变换红外光谱。
从图1中，3274cm-1是由N-H伸缩振动引起，而在图2中，此波段变为3376cm-1，向高波段移动了102个波数，成为铵盐NH4 +的特征频率，因此可判断，大米肽中的氨基参与了锌的螯合；同时图1中1455cm-1出的吸收峰在图2中几乎被掩盖，图1中的1400 cm-1在图2中是1408 cm-1，向高波位移动了8个波数，成为COO-伸缩振动引起的羧酸盐的特征频率。因此，可以判断，羧基参与了大米肽与锌离子的螯合反应。
性能检测试验：
使用EDTA滴定法检测离心后清液中锌离子的含量并进一步计算螯合率。
离心后清液中锌离子剩余量：
；
式中：：清液中锌离子的剩余量（mol）；
V1：滴定所消耗的EDTA体积（L）；
CEDTA：EDTA标准溶液浓度（mol/L）；
FEDTA：EDTA溶液的校正因子为1.0002。
螯合反应前锌离子的添加量：
n0=c0×V0；
式中：n0：螯合反应前锌离子的添加量（mol）；
c0：S1中加入的硫酸锌溶液的浓度（mol/L）；
V0：S1中加入的硫酸锌溶液的体积（L）。
螯合量的测定：
螯合量=；
鳌合率的测定：
。
实施例1-7的螯合率和螯合量如表2：
表2
图3体现了实施例1-7所得大米肽螯合物的螯合率、螯合量与金属离子浓度的关系。
结合图3和表2可以看出，随着金属离子初始量的增加，相同量的低聚肽对金属离子的螯合量逐渐增大，而螯合率由于金属离子初始量的增大而逐渐降低。锌离子在实施例2（离子初始量为较低情况下），螯合率最高，但是螯合量却最低；随着离子初始量的升高螯合率整体呈下降趋势，螯合量逐渐增大，但是在锌离子初始量为0.003mol（实施例1）时，大米肽与锌离子的螯合率相较于锌离子初始量为0.002mol（实施例3）与锌离子初始量为0.004mol（实施例4）略有上升。由以上分析可看出锌离子初始量为0.003mol时，锌离子的螯合量和螯合率基本都达到较优的水平，为金属盐溶液的最佳加入量。
实施例1、8-13的螯合率和螯合量如表3：
表3
图4体现了实施例1、8-13所得的大米肽螯合物的鳌合率以及鳌合量与乙醇添加量的关系。
如表3和图4所示,不同的乙醇添加量对大米肽螯合锌的鳌合率以及鳌合量的影响都比较大。当无水乙醇添加量为125ml时（即无水乙醇加入的体积是第三混合体系的5倍），两者都达到最大值。这是因为，乙醇添加量过少，沉淀不够充分，添加量过多，又会破坏大米肽与锌的结合。适当的乙醇添加量对大米肽螯合锌的影响很大，因此，选择5倍体积的无水乙醇（即实施例1）添加量作为最佳参数。
实施例1、14-18的螯合率和螯合量如表4：
表4
图5体现了实施例1、14-18所得的大米肽螯合物的鳌合率以及鳌合量与螯合反应温度的关系。
结合表4和图5，温度锌离子螯合量有一定的影响。当温度为60℃（即实施例1）时，锌离子的鳌合率最高，当继续升高温度时，螯合量和螯合率都会降低。
实施例1、19-22的螯合率和螯合量如表5：
表5
图6体现了实施例1、19-22所得的大米肽螯合物的鳌合率以及鳌合量与螯合反应时间的关系。
结合表5和图6，在反应时间为30min时，锌离子的鳌合率和鳌合量均达到最大值。这是因为通过吸附作用而产生的大米肽螯合锌随着反应的进行发生着动态的吸附和解析过程，30min时达到动态平衡。
实施例1、23-27的螯合率和螯合量如表6：
表6
图7体现了实施例1、23-27所得的大米肽螯合物的鳌合率以及鳌合量与螯合反应pH的关系。
结合表6和图7，随着pH值升高，金属离子螯合反应的螯合量和螯合率开始升高，这是由于在较低pH条件下，氨基质子化，对同带正电的二价金属离子失去螯合作用。当pH再增大时由于金属离子与氢氧根形成氢氧化物沉淀，使得螯合量和鳌合率的测定结果发生较大偏差。随着pH大于7.0到碱性范围，大米肽对锌离子的螯合能力又开始下降，因此pH7.0为最佳反应pH。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种制备大米肽螯合物的方法，其特征在于，由以下步骤组成：
S1，取50g/L的大米肽溶液10ml，加入0.5mol/L的硫酸锌溶液 6.0ml，补加蒸馏水，使最终体积为25mL，调节pH至7.0，混合得到第三混合体系；
所述大米肽溶液是由大米肽溶解于水得到的；
所述大米肽的制备方法，由以下步骤组成：
S11，取米渣粗蛋白10g与60g水混合，得到第一混合体系，调节pH至5 .5，并升温至95℃；
S12，向所述第一混合体系中加入高温淀粉酶0.01g，反应1h，过滤，保留滤出物；
S13，取滤出物再次加水溶解，得到第二混合体系，第二混合体系中滤出物浓度为20wt%，调节pH至8.5，升温至90℃，保持1h后降温至60℃；
S14，向所述第二混合体系中加入内切蛋白酶0.1g和外切蛋白酶0.01g，搅拌并保持60℃反应4h，得到粗产品；
S15，将所述粗产品升温至85℃，保温20min灭酶，过滤去除滤渣，上清液加入液体重量1%的活性炭，升温到60℃，保持30分钟，过滤去除活性炭，得到大米肽溶液，浓缩，干燥即为大米肽粉；
S2，对所述第三混合体系在60℃水浴条件下加热并搅拌，搅拌速度400r/min，螯合反应30min；
S3，向反应后的体系中加入无水乙醇125ml，沉淀；
S4，对步骤S3所得组分离心，保留沉淀，即得所述大米肽螯合物。
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