CN1295979C - 大豆磷酸肽钙及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大豆磷酸肽钙及其生产方法,所述的大豆磷酸肽钙是由大豆磷酸肽的钙结合反应生成,而大豆磷酸肽是从水解酶水解,继之以用多磷酸盐使大豆蛋白质以化学方法的磷酸化作用获得,或者相反,在用水解酶水解前,用多磷酸盐使大豆蛋白质以化学方法的磷酸化作用获得。确定了酶水解,磷酸化作用以及钙结合的连续化反应的最佳条件。大豆磷酸肽钙在水中的溶解度高,并且在生物体内具有高效吸收率。
Description
技术领域
本发明涉及大豆磷酸肽钙及其生产方法。尤其涉及从大豆分离出来大豆蛋白质的水解,磷酸化作用和钙结合反应获得的,具有高溶解度和高吸收率的磷酸肽钙及其生产方法。
背景技术
钙离子是在身体内具有最高含量的元素之一,钙离子存在于骨结构,细胞以及身体体液内,参与神经传递和肌肉收缩,并且也包含在广泛的生理作用中,例如由输送各种各样的刺激,例如生长因素或者激素到细胞中。在人体里的大部分钙以磷酸钙的形式存在于骨骼和牙齿中。然而,随着年龄的增长,钙吸收率降低,借此钙在骨骼里流失,导致骨骼相关疾病,例如骨质疏松症和骨软化症。
在消化器官里钙吸收是为人们所熟知的,它取决于在水溶液里的钙本身的状态。因此,在具有低pH值的胃和肠里,钙是以离子状态维持的,所以它能够被大量地吸收,而在下部的小肠内,pH值接近中性,它随着不能被吸收的磷形成不溶性盐,从而从体内排泄出。人们熟知过多的摄取这种不溶解的钙会导致结石。
已有报道说存在于牛奶中的乳钙具有最高的食品吸收率。这相信是因为在牛奶里的乳糖推动乳钙的吸收。然而,最近有人认为乳钙的最高吸收率是因为磷酸肽的作用,磷酸肽是乳清蛋白的酶水解产物,抑制在人体里形成磷酸钙。众所周知磷酸肽是不能由消化酶消化的,但是它与钙离子形成水溶性的络合物。
Manson等人分离了由来自β-酪蛋白酶的水解产物的25种氨基酸组成的磷酸肽并且表明这种磷酸肽包括4种磷酸丝氨酸(生物化学与生物物理学集刊“Arch.Biochem.Biophys.”145:16-26)。因此人们发现附着于磷酸肽的丝氨酸残余物的磷酸基(P043-)与在消化器官里的钙形成水溶性的络合物,并且从而假定由酪蛋白磷酸肽使钙的溶解性增大可归因于磷酸肽的磷酸基。同样,根据各种各样的动物试验,可以表明磷酸肽提高可溶解的钙的数量,从而促进吸收(营养学杂志“J.Nutr.”110:2141-2148,英国营养学杂志“Br.J.Nutr.”49:67-76)。在日本Sato等人通过在试管内实验发现酪蛋白磷酸肽能够提高老鼠在小肠内的钙吸收(营养科学与维生素杂志“J.Nutr.Sci.Vitaminol.”32:67-76)。
存在于牛奶中的酪蛋白磷酸肽的磷酸化作用是一种反应,具体地说这种反应由在戈尔吉络合物里的酪蛋白激酶通过内质网的膜发生(乳品研究杂志“J.Dairy.Sci.”71:324-336)。直到最近,已经表明在天然食物中的,在牛奶里的酪蛋白磷酸肽能够最有效地促进身体的钙吸收。然而,由于酪蛋白磷酸肽是从牛奶中提取出来的,因此存在生产数量受限制的问题。
为此,对具有提高结合钙能力和溶解性的,从而能容易地在人体中吸收的新的和稳固的食品和药品存在着需要。
大豆蛋白质笼统地讲可与牛乳蛋白质相比较,并且在饮食营养方面优越和具有较高的经济效率。然而,大豆蛋白质不含钙,因为它不能在植物中磷酸化,因而大豆蛋白质不能作为钙的主要来源。因此,如果从天然的大豆蛋白质中获得的缩氨酸能够有效地磷酸化,研制成具有高钙结合能力,在水中的高溶解度和在身体内的高吸收率的钙制品,这是值得注意的。
考虑到如上所述的情况,本发明人已经经过在化学方法上磷酸化经分离的大豆蛋白质,并且用水解酶水解化学反应产物,或者酶法水解分离大豆蛋白质和磷酸化水解产物,继之以钙结合反应,制备了大豆磷酸肽钙,并且检验了大豆磷酸肽钙的钙结合能力。本发明是基于以上所述的研究工作完成的。
发明综述
本发明的目的是提供钙制品,所述的钙制品是有效的,并能用大豆蛋白质的水解,磷酸化作用和钙结合反应,在经济上取代昂贵的酪蛋白磷酸肽。
本发明的另一个目的是提供高效率地从分离大豆蛋白质,包括全部的工艺步骤和最佳工艺条件的生产大豆磷酸肽钙的方法,本发明与那些直接到中间过程,例如水解和磷酸化作用的发明不同。
根据本发明,能够达到上述和其他目的,用磷酸盐在化学方法上磷酸化经分离的大豆蛋白质,并且用水解酶水解化学反应产物,或者酶法水解分离大豆蛋白质和磷酸化水解产物,继之以钙结合反应,并且检验大豆磷酸肽钙的钙结合能力。
附图的简要说明
本发明的上述及其他目的,特性和优点可通过下列详细说明,配合附图,能更显而易见地理解:
图1是显示用先磷酸化作用-后水解步骤生产大豆磷酸肽钙方法的框图。
图2是显示用先水解-后磷酸化作用步骤生产大豆磷酸肽钙方法的框图。
实施本发明的最佳方式
现在,详细描述本发明。根据本发明生产大豆磷酸肽钙的方法包括下列步骤:用磷酸盐在化学方法上磷酸化分离大豆蛋白质,并且用水解酶水解化学反应产物,继之以钙结合反应制备大豆磷酸肽钙;酶法水解分离大豆蛋白质和磷酸化水解产物,继之以钙结合反应制备大豆磷酸肽钙;并且测定在上述两个步骤中制备的大豆磷酸肽钙的钙结合能力。
根据本发明大豆磷酸肽包括许多能够磷酸化的在羟基(-OH)基团里的磷酸基或者携带负电荷(-)的氨基酸残余物,包括部分地由大豆蛋白质分裂的大豆缩氨酸的丝氨酸残余物。
在本发明中,为了保证产品质量的一致性和节省加工时间,尽管大豆蛋白质可能部分地用各种各样的蛋白质激酶,强酸或者强碱分开,可用于水解大豆蛋白质的水解酶的较好的实例包括蛋白质水解酶,例如胃蛋白酶,胰蛋白酶,醇酶,菠萝蛋白酶,木瓜蛋白酶,或者营养酶。
在把磷酸基共价键到大豆缩氨酸中的步骤里,依据经济方面以及改进磷酸化作用效率可有利地使用化学反应,尽管可使用各种各样的蛋白激酶,例如酪蛋白激酶。
除存在于分离大豆蛋白质内的少量磷酸基之外,作为供给磷酸基的来源,能够通过磷酸化作用,毫无损失营养,变化大豆缩氨酸各种各样的物理的和化学的性质的任何磷酸盐均可选择。
根据本发明,为了更有效地达到钙结合和生产对环境无害的化学反应产物,生产方法包括用磷酸盐处理分离大豆蛋白质,然后水解,或者水解分离大豆蛋白质,然后用磷酸盐处理。
在本发明中,用于分离大豆蛋白质的磷酸化作用的磷酸盐最好为0.001-1%的浓度(容量/容量)。
先磷酸化作用和后水解方法是通过用磷酸盐作为化学方法上用的磷酰化剂磷酸化大豆蛋白质,并且用酶水解所产生的蛋白质制备磷酸化大豆缩氨酸,继之以分离和提纯实施的。先水解和后磷酸化作用方法是通过用酶水解大豆蛋白质和磷酸化水解产物,继之以提纯实施的。
现在,本发明具体地用以下列实施例解释。然而,应当清楚地理解本发明不限于这些实施例。
实施例1:通过先磷酸化作用-后水解制备大豆磷酸肽钙
溶解分离大豆蛋白质并在10%浓度的蒸馏水中彻底地混合。混合物经10,000Xg,作30分钟离心分离,分离上层清液。根据分离大豆蛋白质中的磷酸盐基团等级,上层清液可按照其原样使用或者另外加入磷酸盐,包括例如偏磷酸钠,三偏磷酸钠,聚磷酸钠等,以1%浓度(容量/容量),并允许保持在35℃,反应3小时。然后用盐酸溶液(HCI)酸化反应,达到pH 8.0。随后,是水解反应,用胰蛋白酶作为水解酶水解几个小时,根据在反应里酶的情况而变更基质的比例。当用氢氧化钠(NaOH)溶液调节pH到10.5进行钙结合反应时,反应用氯化钙处理,于1%浓度,室温下作用1小时。
在完成上述步骤之后,分离大豆磷酸肽钙并通过离心作用或者渗析精制去除剩余的磷酸钠和副产品。
实施例2:通过先磷酸化作用-后水解,用不同浓度的磷酸盐制备大豆磷酸肽钙
伴随搅拌,分离大豆蛋白质溶于蒸馏水中,10%浓度。混合物经10,000Xg,作30分钟离心分离,分离上层清液。根据分离大豆蛋白质中的磷酸盐基团等级,上层清液可按照其原样使用或者另外加入磷酸盐,包括例如偏磷酸钠,三偏磷酸钠,聚磷酸钠等,以0.001%浓度(容量/容量),并允许保持在35℃,反应3小时。然后用盐酸溶液(HCI)酸化反应,达到pH 8.0。随后,是水解反应,用胰蛋白酶作为水解酶水解几个小时,根据在反应里酶的情况而变更基质的比例。当用氢氧化钠(NaOH)溶液调节pH到10.5进行钙结合反应时,反应用氯化钙处理,于1%浓度,室温下作用1小时。
在完成上述步骤之后,分离大豆磷酸肽钙并通过离心作用或者渗析精制去除剩余的磷酸钠和副产品。
实施例3:通过先水解-后磷酸化作用制备大豆磷酸肽钙
溶解分离大豆蛋白质并在10%浓度的蒸馏水中彻底地混合。混合物经10,000Xg,作30分钟离心分离,分离上层清液。用胰蛋白酶作为水解酶水解上层清液并且将反应的pH值调节到9.0。根据在分离大豆蛋白质自身中的磷酸盐基团等级,水解产物可按照原样使用或者另外加入磷酸盐,包括例如偏磷酸钠,三偏磷酸钠,聚磷酸钠等,以1%浓度(容量/容量),并允许保持在35℃,反应3小时。当用氢氧化钠(NaOH)溶液调节pH到10.5进行钙结合反应时,反应用氯化钙处理,在1%浓度,室温下作用1小时。
在完成上述步骤之后,分离大豆磷酸肽钙并通过离心作用或者渗析精制去除剩余的磷酸钠和副产品。
实施例4:通过先水解-后磷酸化作用,用不同浓度的磷酸盐制备大豆磷酸肽钙
溶解分离大豆蛋白质并在10%浓度的蒸馏水中彻底地混合。混合物经10,000Xg,作30分钟离心分离,分离上层清液。用胰蛋白酶作为水解酶水解上层清液并且将反应的pH值调节到9.0。根据在分离大豆蛋白质自身中的磷酸盐基团等级,水解产物可按照原样使用或者另外加入磷酸盐,包括例如偏磷酸钠,三偏磷酸钠,聚磷酸钠等,以0.001%浓度(容量/容量),并允许保持在35℃,反应3小时。当用氢氧化钠(NaOH)溶液调节pH到10.5进行钙结合反应时,反应用氯化钙处理,在1%浓度,室温下作用1小时。
在完成上述步骤之后,分离大豆磷酸肽钙并通过离心作用或者渗析精制去除剩余的磷酸钠和副产品。
实施例5:钙结合能力的比较
为了比较上面实施例中制备的大豆磷酸肽钙,将实施例1-4中制备的每一个大豆磷酸肽钙溶解于水中并且加入TCA(三氯乙酸),达到最后10%浓度。然后,反应静置于20℃,12小时,获得沉淀物。用离心分离方法,在2,500转数/分,30分钟,分离沉淀物,并且在550℃,焚烧4小时。产生的产物溶于10毫升的3N HCI,用5%La2O3和超高纯的蒸馏水稀释并且用原子吸收分光光度计用数量表示。得率用下列方程式计算:[测定钙(粘合钙)量/加钙量]×100。结果显示,实施例3和实施例4中的样品,在这些实施例中实行先水解再进行磷酸化作用,具有高钙结合能力。结果如下表1所示。
表1
钙结合率(%) | |
实施例1 | 1.2 |
实施例2 | 1.5 |
实施例3 | 2.8 |
实施例4 | 4.0 |
非磷酸化大豆缩氨酸的钙结合能力与那些在各种各样的大豆缩氨酸浓度的磷酸化大豆缩氨酸的钙结合能力比较。测量的钙结合能力如上面所描述的。结果如表2所示。人们注意到磷酸化大豆缩氨酸具有比非磷酸化大豆缩氨酸高得多的钙结合能力。
表2
大豆缩氨酸 | 分离大豆蛋白水解产物浓度(ppm) | 钙结合数量(ppm) |
非磷酸化作用 | 50 | 1.8 |
150 | 8.8 | |
磷酸化作用 | 50 | 8.2 |
150 | 26 |
工业实用性
如上所述,根据本发明的大豆磷酸肽钙具有高钙结合能力,并且在水中的高溶解度,因此能够有效地用于食品和药品工业。
Claims (3)
1.一种生产大豆磷酸肽钙的方法,包括用酶方法水解分离大豆蛋白,用浓度为0.001-1%(容量/容量)的磷酸盐磷酸化该水解产物,和在分离可溶解的大豆磷酸肽后结合钙。
2.根据权利要求1所述的生产大豆磷酸肽钙的方法,其特征在于所述的水解酶是从胰蛋白酶,胃蛋白酶,碱性蛋白酶,菠萝蛋白酶,木瓜蛋白酶和营养酶中挑选出来的任何一种酶。
3.根据权利要求1所述的生产大豆磷酸肽钙的方法,其特征在于所述的磷酸盐是从偏磷酸钠,三偏磷酸钠和聚磷酸钠中挑选出来的任何一种磷酸盐。
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