CN116497079A - 一种联产制备鲜味肽和高f值寡肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物工程技术领域，公开了一种联产制备鲜味肽和高F值寡肽的方法，依次包括对原料进行内切酶酶解过程和酵母发酵过程；所述的内切酶酶解过程使用聚能超声辅助酶解；所述的酵母发酵过程中，使用黄酒酵母作为发酵剂。本发明使用聚能超声联合黄酒酵母发酵，实现了鲜味肽和高F值寡肽的联合生产，不仅能提升贝类酶解液的鲜味特征，克服酶解苦味肽对产品风味的影响，同时还减少了芳香族氨基酸的含量，同步实现了高F值寡肽的制备。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种联产制备鲜味肽和高F值寡肽的方法。
背景技术
鲜味肽是一种重要的鲜味物质，可通过与鲜味受体相互作用，激活味觉系统级联信号传递使得大脑感知到鲜味。鲜味肽不仅具有补充、增强食品总体味感，使其更加协调、柔和、浓郁的性质，还具有营养和保健等功能。开发以鲜味肽为核心成分的鲜味调味品，对于解决目前鲜味调味品存在的风味失真、营养价值低、功能单一等问题具有重要意义。
鲜味肽的制备方法主要为酶解法，酶水解蛋白质生成分子量较低的多肽后，疏水性的侧链暴露，多肽与味觉细胞接触而产生苦味。此外，多肽中的亲水性基团和碱性氨基酸残基的存在也对多肽的苦味有影响。其中色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸不论是作为多肽的氨基酸残基还是游离态氨基酸，都是酶解液苦味的重要来源，对产品风味产生了不良影响。高F值寡肽是蛋白酶作用于食物蛋白质后形成的一种低分子量生理活性肽，具有保肝护肝和抗疲劳等生理活性，其氨基酸组成的特点是芳香族氨基酸含量低。然而，市面上特异性切除芳香族氨基酸的酶专一性不强，且价格昂贵。
目前，国内鲜味肽生产主要采用蛋白酶水解，然后再进行脱苦等处理。常见的苦味肽去除方法有吸附、有机溶剂萃取、等电点沉淀、色谱分离、膜分离等，往往存在专一性不强、化学污染以及成本高昂等问题，极大限制了鲜味肽的开发利用，同时也忽视了活性肽生理功能的挖掘。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种联产制备鲜味肽和高F值寡肽的方法，具体为一种聚能超声辅助仿生酶解和发酵法联产制备鲜味肽和高F值寡肽的方法，可专一性脱除鲜味肽尤其是贝类鲜味肽的苦味，并兼顾其F值的提高。
具体技术方案如下：
本发明提供了一种联产制备鲜味肽和高F值寡肽的方法，包括对原料进行酶解，其与现有技术的区别在于，依次包括对原料进行内切酶酶解过程和酵母发酵过程；
所述的内切酶酶解过程使用聚能超声辅助酶解；
所述的酵母发酵过程中，使用黄酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）作为发酵剂。
聚能超声会加强蛋白酶的酶解效果，提高酶切位点与酶的接触机会，使酶解产物的分子量显著降低。黄酒酵母可以在发酵过程中消耗产物的芳香族氨基酸，可以避免活性炭吸附引起的产物得率下降，也能有效避免其他脱除方式引入的非食品材料带来的污染风险；其代谢产物芳香醇还可以提升酶解液的风味，降低腥味。同时，本发明中，聚能超声可以增加肽段末端疏水性氨基酸的暴露，可有效提升后续黄酒酵母消耗芳香族氨基酸的效率，显著提升酶解产物的F值。
进一步，所述的聚能超声的工作条件为：功率密度20~60 W/L，振幅1%~3%。其中，功率密度更优选为30~60 W/L。
具体地，聚能超声的过程中，关闭/开启时间优选为 2~10 s。
进一步，所述的内切酶酶解过程中，使用的内切酶为胃蛋白酶。胃蛋白酶酶解类同人体消化过程，属于仿生酶解。
具体地，所述的内切酶酶解过程中，向待酶解原料中加入胃蛋白酶，胃蛋白酶的用量为按酶与底物比800~1200 U/g。
具体地，胃蛋白酶酶解的工作条件为：调节pH值至2~4，30~37 ℃酶解3~6 h，得酶解液。其中，所述的底物是指原料。
进一步，向内切酶酶解获得的酶解液中接种黄酒酵母，所述的黄酒酵母的接种量为以反应体系计1×105~2×107 CFU/mL。
具体地，酵母发酵过程的工作条件优选为：向内切酶酶解获得的酶解液中添加以其质量计4wt%~8wt%的葡萄糖，灭菌，然后接种黄酒酵母， 25~35 ℃条件下，培养12~24 h。优选150~200 r/min振荡培养。
具体地，培养完成后，灭菌、过滤，得鲜味肽溶液。
具体地，在酵母发酵之前，预先对黄酒酵母进行扩大培养。扩大培养的条件优选为：将黄酒酵母按照以培养基质量计6wt%~10wt%接入YPD酵母培养基中，25~35 ℃条件下，150~200 r/min振荡培养12~24 h。
进一步，在进行内切酶酶解之前，对原料进行预处理，获得原料浆液。
具体地，在原料预处理过程中，将原料加水后进行匀浆，原料与水的质量比优选为1:(3~5)。
具体地，匀浆后，优选将浆液煮沸5~15 min，再次进行匀浆。
进一步，所述的原料为贝类的贝肉，优选为扇贝的贝肉，更优选为海湾扇贝的贝肉。
本发明的有益效果如下：
本发明使用聚能超声联合黄酒酵母发酵，实现了鲜味肽和高F值寡肽的联合生产，不仅能提升贝类酶解液的鲜味特征，克服酶解苦味肽对产品风味的影响，同时还减少了芳香族氨基酸的含量，同步实现了高F值寡肽的制备。黄酒酵母可以在发酵过程中消耗产物的芳香族氨基酸；聚能超声可有效提升后续黄酒酵母消耗芳香族氨基酸的效率，显著提升酶解产物的F值。
附图说明
图1为实施例1中标准品液相色谱图；其中：a、细胞色素C；b、抑肽酶；c、杆菌肽；d、氧化型谷胱甘肽；e、还原型谷胱甘肽；f、色氨酸。
图2为实施例1获得的鲜味肽的液相色谱图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
具体实施方式中，使用的黄酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）为安琪黄酒高活性干酵母。
具体实施方式中，使用的聚能超声装置型号为Scientz-IID（宁波 Scientz 生物技术有限公司，浙江，中国）。
实施例1
联产制备鲜味肽和高F值寡肽，步骤如下：
（1）原料预处理：将海湾扇贝全肉清洗干净后，常温下，加入蒸馏水进行匀浆，贝肉与水的质量比为1:5；然后，煮沸加热10 min，再次匀浆待用；
（2）聚能超声仿生酶解：向步骤（1）获得的浆液加入胃蛋白酶，胃蛋白酶的用量为按酶与底物（贝肉）比1000 U/g；调节pH值至3，32 ℃酶解4 h，然后100 ℃加热15 min灭酶，得酶解液；酶解过程在聚能超声辅助下进行，使用超声探头进行聚能超声辅助酶解，聚能超声的工作条件为：功率密度40 W/L，振幅2%，关闭/开启时间为5 s；
（3）黄酒酵母扩大培养：将黄酒酵母按照以培养基质量计8wt%接入YPD酵母培养基中，30 ℃条件下，200 r/min振荡培养24h，得黄酒酵母发酵剂；
（4）黄酒酵母发酵：向步骤（2）获得的酶解液中添加以其质量计6wt%的葡萄糖，灭菌，然后接种黄酒酵母发酵剂，接种量为以反应体系计1×107 CFU/mL；30 ℃条件下，200 r/min振荡培养24 h；灭菌，过滤，得鲜味肽溶液。
采用高效液相色谱法测定制备获得的鲜味肽的分子量分布。色谱条件如下：采用TSK-GELG 2000 SWxl（7.8 mm×300 mm）色谱柱，进样量为10 μL，温度25 ℃，检测波长220nm，流速0.5 mL/min，流动相为乙腈:水:TFA=20:80:0.1。
标准品为细胞色素C（相对分子量12500 Da），抑肽酶（相对分子量6511 Da），杆菌肽（相对分子量1450 Da），氧化型谷胱甘肽（相对分子量612 Da），还原型谷胱甘肽（相对分子量307 Da），L-色氨酸（相对分子质量204 Da），由此得到分子质量标准曲线为Y=-0.2068X+6.65（R2= 0.9963）。标准品色谱图见图1，鲜味肽溶液色谱图见图2。
根据鲜味肽溶液液相色谱洗脱图以及分子质量标准曲线可以判断出其分子量主要集中在3000 Da以下。
实施例2
联产制备鲜味肽和高F值寡肽，步骤如下：
（1）原料预处理：将海湾扇贝全肉清洗干净后，常温下，加入蒸馏水进行匀浆，贝肉与水的质量比为1:5；然后，煮沸加热10 min，再次匀浆待用；
（2）聚能超声仿生酶解：向步骤（1）获得的浆液加入胃蛋白酶，胃蛋白酶的用量为按酶与底物（贝肉）比1000 U/g；调节pH值至3，32 ℃酶解4h，然后100 ℃加热15 min灭酶，得酶解液；酶解过程在聚能超声辅助下进行，使用超声探头进行聚能超声辅助酶解，聚能超声的工作条件为：功率密度20 W/L，振幅2%，关闭/开启时间为4 s；
（3）黄酒酵母扩大培养：将黄酒酵母按照以培养基质量计8wt%接入YPD酵母培养基中，30 ℃条件下，200 r/min振荡培养24 h，得黄酒酵母发酵剂；
（4）黄酒酵母发酵：向步骤（2）获得的酶解液中添加以其质量计6wt%的葡萄糖，灭菌，然后接种黄酒酵母发酵剂，接种量为以反应体系计1×106 CFU/mL；30 ℃条件下，200 r/min振荡培养24 h；灭菌，过滤，得鲜味肽溶液。
实施例3
联产制备鲜味肽和高F值寡肽，步骤如下：
（1）原料预处理：将海湾扇贝全肉清洗干净后，常温下，加入蒸馏水进行匀浆，贝肉与水的质量比为1:5；然后，煮沸加热10 min，再次匀浆待用；
（2）聚能超声仿生酶解：向步骤（1）获得的浆液加入胃蛋白酶，胃蛋白酶的用量为按酶与底物（贝肉）比1000 U/g；调节pH值至3，32 ℃酶解4 h，然后100 ℃加热15 min灭酶，得酶解液；酶解过程在聚能超声辅助下进行，使用超声探头进行聚能超声辅助酶解，聚能超声的工作条件为：功率密度30 W/L，振幅2%，关闭/开启时间为5 s；
（3）黄酒酵母扩大培养：将黄酒酵母按照以培养基质量计8wt%接入YPD酵母培养基中，30 ℃条件下，200 r/min振荡培养24 h，得黄酒酵母发酵剂；
（4）黄酒酵母发酵：向步骤（2）获得的酶解液中添加以其质量计6wt%的葡萄糖，灭菌，然后接种黄酒酵母发酵剂，接种量为以反应体系计1×107 CFU/mL；30 ℃条件下，200 r/min振荡培养24 h；灭菌，过滤，得鲜味肽溶液。
实施例4
联产制备鲜味肽和高F值寡肽，步骤如下：
（1）原料预处理：将海湾扇贝全肉清洗干净后，常温下，加入蒸馏水进行匀浆，贝肉与水的质量比为1:5；然后，煮沸加热10 min，再次匀浆待用；
（2）聚能超声仿生酶解：向步骤（1）获得的浆液加入胃蛋白酶，胃蛋白酶的用量为按酶与底物（贝肉）比1200 U/g；调节pH值至3，32℃酶解4 h，然后100 ℃加热15 min灭酶，得酶解液；酶解过程在聚能超声辅助下进行，使用超声探头进行聚能超声辅助酶解，聚能超声的工作条件为：功率密度40 W/L，振幅1%，关闭/开启时间为5 s；
（3）黄酒酵母扩大培养：将黄酒酵母按照以培养基质量计8wt%接入YPD酵母培养基中，30 ℃条件下，200 r/min振荡培养24 h，得黄酒酵母发酵剂；
（4）黄酒酵母发酵：向步骤（2）获得的酶解液中添加以其质量计6wt%的葡萄糖，灭菌，然后接种黄酒酵母发酵剂，接种量为以反应体系计1×107 CFU/mL；30 ℃条件下，200 r/min振荡培养24 h；灭菌，过滤，得鲜味肽溶液。
对比例1
参照实施例1，与实施例1的区别在于，步骤（2）中，不使用聚能超声辅助酶解。其余技术特征与实施例1相同。
对比例2
参照实施例1，与实施例1的区别在于，步骤（2）中，将聚能超声替换为能量发散超声，采用超声浴设备，调节功率密度为40 W/L。其余技术特征与实施例1相同。
对比例3
参照实施例1，与实施例1的区别在于，步骤（2）完成后即过滤，获得肽溶液，不进行步骤（3）、（4）；即：不对酶解后的料液进行黄酒酵母发酵。其余技术特征与实施例1相同。
测试1
对各实施例与对比例获得的产品进行感官鉴定测试。选择10名有感官评定经验，受过相关培训的感官评定员组成感官评定小组，感官评定员的筛选参照ISO标准，进行描述性感官评价的培训，确定2种基本味觉特性（苦、鲜）以及浓厚味作为鲜味肽的评价属性。采用5点标度法对鲜味肽的感官指标进行分析，0代表无、4代表最显著。在室温环境下，小组成员轮流品尝样品，并就滋味属性打分。为了避免味觉疲劳和携带效应，要求小组成员在品尝不同样品之间用 50~60 mL 饮用水漱口，结果见表1。
表1
通过表1结果可见，与各对比例相比，本发明能够更好地降低苦味肽的生成，同时能够显著提升酶解液的鲜味。
测试2
采用OD220 /OD280，测试各实施例与对比例获得的产物的F值，结果见表2；检测各实施例与对比例的氨基酸组成，结果见表3。
表2
表3
由表2、表3可见，获得的鲜味肽中鲜味氨基酸的含量显著高于对比例，提示本发明不仅能尽可能地保留支链氨基酸，促进芳香族氨基酸的消耗，同时促进了鲜味氨基酸的暴露和释放，使酶解液呈现更显著的鲜味特征，克服酶解苦味肽对产品风味的影响，实现了高F值寡肽和鲜味肽的同步制备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种联产制备鲜味肽和高F值寡肽的方法，包括对原料进行酶解，其特征在于，依次包括对原料进行内切酶酶解过程和酵母发酵过程；
所述的内切酶酶解过程使用聚能超声辅助酶解；
所述的酵母发酵过程中，使用黄酒酵母作为发酵剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的聚能超声的工作条件为：功率密度20~60 W/L，振幅1%~3%。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的聚能超声的工作条件为：功率密度30~60 W/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的内切酶酶解过程中，使用的内切酶为胃蛋白酶。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的内切酶酶解过程中，向待酶解原料中加入胃蛋白酶，胃蛋白酶的用量为按酶与底物比800~1200 U/g。
6.根据权利要求1~5任一项所述的方法，其特征在于，向内切酶酶解获得的酶解液中接种黄酒酵母，所述的黄酒酵母的接种量为以反应体系计1×105~2×107 CFU/mL。
7.根据权利要求1~5任一项所述的方法，其特征在于，所述的原料为贝类的贝肉。
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