CN1570127A - 玉米蛋白酶解制备高f值低聚肽的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种玉米蛋白酶解制备高F值低聚肽的生产方法。将玉米蛋白粉加水配成溶液，调pH8.0，加入Na2SO3，在50℃－60℃温度下保温搅拌；加入Alcalase蛋白酶，恒温搅拌水解后，进行离心取上清液进行超滤；用将滤液的pH调至6.0，温度保持恒定为50℃，加入木瓜蛋白酶搅拌反应；调pH值至2.5，灭酶、离心去残渣得到二步水解液，通过阴阳离子交换树脂进行脱盐处理,再加入7号活性炭,30℃保温搅拌后过滤即得产品。本发明的原料来源广泛，制造成本低，产品的F值可以达到20～34，游离氨基酸的含量为6％～8％，芳香族氨基酸含量为1％～2％。
Description
(一)、所属领域
本发明涉及的是一种功能性食品的生产方法，特别是功能性低聚肽的生产方法。
(二)、背景技术
德国医学博士Fischer及其合作者于1976年阐明：由于支链氨基酸(BCAA)，如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等主要是由肌肉同化，而芳香族氨基酸(AAA)，如苯丙氨酸、酪氨酸等则是在肝脏同化，当肝脏病变时，芳香族氨基酸的同化作用受阻，而支链氨基酸则因氧化加速而更为加快，因此肝脏病人必然产生支链氨基酸缺乏和芳香族氨基酸过多症，也即：肝脏病人血液中的氨基酸组成必然会失去平衡而形成高芳低支的肝病血液模式。Fischer等人用实验证实了这一肝脏病血液模式并将支链氨基酸(BCAA)的物质的量对芳香族氨基酸(AAA)的物质的量之比命名为Fischer值，简称F值。同时还发现，口服或静滴高F值制品均可取得平衡血浆中氨基酸组成的效果。有人认为，为达到治疗肝病的效果，F值应大于20。
1982年美国生产出治疗肝病的Ndeat Amine，同年上海也研制成功14-氨基酸-800，证明对肝硬化、肝昏迷患者苏醒率比传统治疗药物为优，1984年广州也仿制投产。天津、湖北等地用三种支链氨基酸研制出治疗肝病的输液，沈阳地区在三种支链氨基酸基础上再加精氨酸、谷氨酸、门冬氨酸制成六合氨基酸静脉输液。重庆地区则采用三种支链氨基酸加精氨酸的配方，临床证明都具有良好的苏醒效果。国外的Hepatic-Aid(F＝29)和Travasorb-Hepaticl(F＝31)及近年美国麦高药厂生产的高支链氨基酸特种输液Hepe T Amine都是由纯净氨基酸按需要进行一定比例配制而成的，所以价格昂贵，这就启发人们通过水解食物蛋白制备高F值低聚肽制剂。
现代营养学研究发现，人类摄食蛋白质经消化酶作用后，不仅以氨基酸的形式吸收，更多的是以低分子肽的形式吸收，进一步的试验又揭示了低聚肽(尤其是三肽或四肽)比游离氨基酸消化更快、吸收更多，表明肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高。某些低分子肽不仅能提供人体生长、发育所需的营养物质，且同时具有防病治病，调节人体生理机能的功效。
高F值低聚肽是蛋白酶作用于食物蛋白后形成的一种低分子量生理活性肽。因其具有独特的氨基酸组成和生理功能而受到食品和医药界的高度关注。在临床上和现实生活中，高F值低聚肽混合物都具有特殊的功效。该肽的氨基酸组成为BCAA含量高，AAA的含量低，此F值与改进肝脏疾病(如肝硬化、肝性脑病等)有密切的关系。高F值低聚肽可以辅助治疗肝硬化和肝性脑病，纠正血浆及脑中的氨基酸病态模式，改善肝昏迷和精神状态，降低血氨。另外，一些实验已证实高F值低聚肽还可以改善手术后和卧床病人的蛋白质营养状况；由于高F值低聚肽中支链氨基酸的节氮作用，高F值低聚肽还具有抗疲劳和抗缺氧作用。
高F值低聚肽的研究始于1976年，Yamashita M等首次利用胃蛋白酶和链霉蛋白酶从鱼蛋白和大豆分离蛋白中制取了低苯丙氨酸含量的低聚肽混合物。1982年Nakhos Z等采用α-胰凝乳蛋白酶和羧肽酶A作用于大豆蛋白也得到类似的产物。1986年Soichi A等研究了胃蛋白酶、链霉蛋白酶、木瓜蛋白酶以及α-胰凝乳蛋白酶修饰乳清蛋白制取低苯丙氨酸的各种生产工艺和方法。结果表明，以胃蛋白酶—链霉蛋白酶两步水解法的产品得率较高，产品中苯丙氨酸含量也较低。1990年Shin-ya T.等采用嗜碱蛋白酶和肌动蛋白酶降解玉米醇溶蛋白研制出无苦味高F值寡肽，并用其喂养有肝损伤的小白鼠，结果证实高F值寡肽可以对严重肝损伤有一定的治疗效果。1991年Shuji A.等以酪蛋白为原料，采用嗜热菌蛋白酶和木瓜蛋白酶两步水解成功地制取了高F值寡肽混合物。1996年西班牙学者Baudsta J.等报道了以葵花蛋白为原料，酶法制取低分子量高F值蛋白质水解物的研究。
(三)、发明内容
本发明的目的在于提供一种原料来源广泛，制造成本低，产品性能优良的玉米蛋白酶解制备高F值低聚肽的生产方法。
本发明的目的是这样实现的：
将玉米蛋白粉加水配成4％-6％的溶液放入反应器中，用6mol/LNaOH调pH8.0，以1.5g/L的比例加入Na2SO3，在50-60℃温度下保温搅拌60-80分钟；按照酶与底物浓度之比为2-3％的比例加入Alcalase蛋白酶，恒温搅拌水解3-5小时后，进行离心取上清液进行超滤；将滤液的pH调至6.0，温度保持恒定为50℃，加入木瓜蛋白酶搅拌反应3-4小时；调pH值至2.5，灭酶、离心去残渣得到二步水解液，以8倍柱体积/小时的流速通过阴阳离子交换树脂进行脱盐处理，再按活性炭与物料比为1∶12的比例加入7号活性炭，30℃保温搅拌1小时后过滤即得产品。
本发明还可以包括这样一些特征：1、先用无水乙醇作为浸提剂提取玉米黄粉中玉米黄色素；提取色素后的蛋白用α-淀粉酶∶糖化酶＝1∶1的酶液水解玉米黄粉中残余的淀粉，分离得到蛋白质纯度为75-85％的玉米蛋白粉作为原料。2、所述的超滤在20Kpa压力下，用NMWL10000膜进行。
玉米蛋白粉是制取玉米淀粉后的一种下脚料，它含有30％～65％的蛋白质，但其中70％是不溶于水的玉米醇溶蛋白，且氨基酸组成不平衡，所以造成玉米蛋白的物理性能和食品功能特性均较差，很难在食品上利用，一般向自然界排放或作为饲料出售，因此玉米蛋白粉的价格低廉。另外，玉米蛋白粉中BCAA含量很高，达24％左右，相应的F值也较高，所以可以用来制备高F值低聚肽混合物，提高玉米深加工的附加值。
本发明的方法所获得的高F值低聚肽的F值可以达到20～34，游离氨基酸的含量为6％～8％，芳香族氨基酸含量为1％～2％，它可以制成片剂、颗粒剂等药物，还可以添加到饮料、酸奶中，提供给特殊的人群。
本发明是以玉米蛋白粉为原料，采用Alcalase蛋白酶、木瓜蛋白酶两步水解和活性炭吸附的方法生产高F值低聚肽，在生产中只是加入盐酸、氢氧化钠和活性炭，没有添加其他辅助原料，而且，加入的酶经过灭活离心除去，盐酸和氢氧化钠经过脱盐处理，在产品中的残留量低。生产出的产品经实验证实了其具有食用安全性，具有较好的状态和色泽。本发明拓宽了玉米蛋白粉深加工的开发途径，提高了附加值。
本发明以玉米淀粉副产物——玉米蛋白粉为原料，筛选出水解玉米蛋白的较佳专用蛋白酶，确定最优的水解条件，通过Alcalase蛋白酶和木瓜蛋白酶两步水解、超滤浓缩和活性炭吸附色谱法制备出高F值低聚肽，适用于药物和功能性食品的加工。
(四)、具体实施方案
下面举例对本发明做更详细地描述：
取200g玉米黄粉+600mL乙醇分3次加入，45℃保温搅拌，每次浸泡2-3小时→抽滤→滤液→蒸馏回收乙醇→得到黄色粘稠物→加入少量乙醚洗涤→过滤→得到少量的固相为玉米醇溶蛋白；液相为黄色素和少量玉米油。
经上述处理的玉米蛋白粉+500mL0.4mol/L乙酸盐缓冲液，pH4.8，90℃水浴加热1小时，冷却至45℃→边搅拌边加入1∶1(α-淀粉酶∶糖化酶)的酶液20mL(内含1g的α-淀粉酶，1g糖化酶)，搅拌酶解6小时→抽滤→固相加水洗涤两遍→固相为玉米蛋白粉。
将50g处理好的玉米蛋白粉放入反应器中，加入1000mL蒸馏水。用6mol/LNaOH调pH8.0，以1.5g/L加入Na2SO3，55℃保温搅拌60分钟。按照酶与底物浓度之比3％加入Alcalase蛋白酶，55℃恒温搅拌水解4小时后，调节反应器温度到90℃灭酶活15分钟，然后离心取上清液进行超滤(采用分子量为10000的膜，p＝20KPa)。加浓度为0.1mol/L的HCl将得到滤液的pH调至6.0，温度保持恒定为50℃，加入木瓜蛋白酶(10000u/g底物)搅拌反应3小时，加浓度为0.1mol/L的HCl调pH值至2.5，100℃灭酶15分钟、离心去残渣得到二步水解液，以8倍柱体积/小时的流速分别通过强碱型阴离子交换树脂201×7(717)和强酸型阳离子交换树脂001×7(732)进行脱盐处理，再加入活性炭(活性炭与物料比为1∶12)，30℃保温搅拌1小时后过滤，将滤液干燥即制成高F值低聚肽。
Claims (3)
1、一种玉米蛋白酶解制备高F值低聚肽的生产方法，其特征是：将玉米蛋白粉加水配成4-6％的溶液放入反应器中，用6mol/LNaOH调pH8.0，以1.5g/L的比例加入Na2SO3，在50-60℃温度下保温搅拌60-80分钟；按照酶与底物浓度之比为2-3％的比例加入Alcalase蛋白酶，恒温搅拌水解3-5小时后，进行离心取上清液进行超滤；将滤液的pH调至6.0，温度保持恒定为50℃，加入木瓜蛋白酶搅拌反应3-4小时；调pH值至2.5，灭酶、离心去残渣得到二步水解液，以8倍柱体积/小时的流速通过阴阳离子交换树脂进行脱盐处理，再按活性炭与物料比为1∶12的比例加入7号活性炭，30℃保温搅拌1小时后过滤即得产品。
2、根据权利要求1所述的玉米蛋白酶解制备高F值低聚肽的生产方法，其特征是：先用无水乙醇作为浸提剂提取玉米黄粉中玉米黄色素；提取色素后的蛋白用α-淀粉酶∶糖化酶＝1∶1的酶液水解玉米黄粉中残余的淀粉，分离得到蛋白质纯度为75-85％的玉米蛋白粉作为原料。
3、根据权利要求1或2所述的玉米蛋白酶解制备高F值低聚肽的生产方法，其特征是：所述的超滤在20Kpa压力下，用NMWL10000膜进行。
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