CN1680578A - 一种牡蛎活性肽的制备方法 - Google Patents

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一种牡蛎活性肽的制备方法,属于食品生物技术领域。本发明是采用酶法水解-纳滤脱盐浓缩工艺制备牡蛎活性肽的方法,以太平洋牡蛎为原料,以1∶1比例加水,采用蛋白酶在pH3.0~9.0,30~65℃进行酶解反应,采用TNBS(三硝基苯磺酸)法或pH-stat法控制水解度在16%~20%,反应结束后加热灭酶,离心、过滤,得滤液即酶解液,酶解液用纳滤膜进行纳滤脱盐浓缩,然后喷雾干燥,即制得牡蛎活性肽粉末。本发明优点是处理量大、分离条件温和、流程简单及能耗较低,可实现规模化生产。

Description

一种牡蛎活性肽的制备方法
技术领域
本发明涉及一种牡蛎活性肽的制备方法,具体涉及利用酶法水解牡蛎蛋白,以及利用纳滤膜脱盐浓缩的方法制备牡蛎活性肽,属于食品生物技术领域。
背景技术
牡蛎是一种海产贝类。牡蛎味道鲜美,而且营养价值极高,蛋白质含量丰富,氨基酸组成合理,在食品领域有较大的利用价值。牡蛎肉中含有多种重要的生物活性物质,如牛磺酸、糖原、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)等,因此,综合考虑牡蛎在食品领域和医药领域的利用价值,利用其营养丰富和药用价值高的特点,可将牡蛎开发成各种保健食品。
牡蛎活性肽是牡蛎蛋白水解的中间产物,牡蛎活性肽与牡蛎的氨基酸组成相同,但其分子量比牡蛎蛋白要小得多。因此,牡蛎活性肽具有良好的水溶性,优良的吸湿保湿功能,较好的酸、热稳定性。
水解蛋白富含具有多种生理活性的多肽和氨基酸,这些肽可以充分被人体吸收,补充人体所需的营养,调节机体功能,促进身体健康。随着生物技术和其它高新技术的发展,国内外对牡蛎的食用研究也越来越重视。牡蛎肉中蛋白含量占一半以上,氨基酸组成完善,8种必需氨基酸含量较高,占氨基酸总量的40%,具有很高的营养价值。而且婴幼儿所需的组氨酸和精氨酸含量较高。牡蛎肉中含有很高的甘氨酸和谷氨酸,甘氨酸作为生物活性物质在血细胞的代谢中起了重要作用,谷氨酸、甘氨酸作为抗氧化物质有助于细胞免疫自由基和活性氧的毒害。据报道,牡蛎提取物具有抗癌和抗氧化,增强基体免疫力等功效。因此,富含牡蛎活性肽的食品具有很好的营养保健价值,可以作为一种功能性食品,其研究开发也因此受到重视。
因为牡蛎的营养价值丰富,国内外对以牡蛎为原料的保健品和药品的开发方兴未艾,近年来,美国、欧洲、日本等采用现代生物技术及食品加工高新技术对牡蛎中功能活性成分进行了研究开发,研制生产出了胶囊型、片剂型及液体型的功能食品、疗效品。在70年代中叶,日本CLINIC株代会社(日本临床有限公司)率先研制出牡蛎提取物,具有显著的医疗保健效用,现在该国牡蛎功能食品和疗效品的品种已达70多种,年产值在200亿日元以上。在美国,牡蛎功能食品和疗效品等营养辅助食品已经成为一大产业。美国Fox Chase癌中心及迈阿密大学、法国巴黎大学、日本庆应大学等一直致力于牡蛎肉提取物(JCOE)的深入研究。我国自80年代以来也开始研究牡蛎提取物,1989年深圳海王药业公司推出了以牡蛎为主要原料的海王牌“金牡蛎”,具有降血脂、补血、抗疲劳、增强免疫力、治疗肝炎及肿瘤等作用;广东珠海滋补食品公司也生产了可用于保肝、治疗心脏病和高血压等牡蛎“EXT营养片”。
本发明旨在探索对牡蛎活性肽可实现工业化的分离和提取方法,如膜分离技术等,确定可工业化的生产工艺路线。
膜分离技术是用天然或人工合成的高分子膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。此技术具有分离效率高、分离条件温和、流程简单及能耗较低,而它的效率、设备价格、运行费用等都变化不大等优点,因此在蛋白质的浓缩、酶的分离与精制、发酵产品的分离与精制等方面应用广泛。
发明内容
本发明目的是提供一种采用酶法水解--纳滤脱盐浓缩工艺制备牡蛎活性肽的方法,以期望得到一条可工业化的生产工艺路线。
本发明的技术方案:涉及一种牡蛎活性肽的制备方法,具体涉及利用酶法水解牡蛎匀浆,再用纳滤技术脱盐浓缩来制备牡蛎活性肽。是以太平洋牡蛎为原料,以1∶1比例加水,采用蛋白酶在pH3.0~9.0,30~65℃进行酶解反应,采用TNBS(三硝基苯磺酸)法或pH-stat法控制水解度在16%~20%,反应结束后加热灭酶,离心、过滤,得滤液即酶解液,酶解液用纳滤膜进行纳滤脱盐浓缩,然后喷雾干燥,即制得牡蛎活性肽粉末。
纳滤(NF)膜是介于反渗透(RO)膜和超滤(UF)膜之间的一种膜,其膜表面孔径处于纳米级范围(10-9米)。纳滤膜由于截留分子量介于超滤和反渗透之间,同时还存在道南(Donnan)离子效应,因此对低分子量有机物和盐的分离有很好的效果,且具有不影响分离物质的生物活性、节能、无公害等特点。纳滤膜可采用聚酰胺纳滤膜、聚醚砜纳滤膜、醋酸纤维素纳滤膜、磺化聚砜纳滤膜或聚乙烯醇纳滤膜等。
牡蛎活性肽可以直接制成胶囊、冲剂、口服液或口服含片等保健品,或作为功能性食品配料控制0.5%的比例用于保健食品或普通食品的配方中。根据对该产品的生物活性功能分析,可以将其作为配料添加于保健食品中,能够有效地预防高血压和高血脂等疾病,提高产品的附加值。
粗蛋白的测定:微量凯氏定氮法。
糖原的测定:苯酚-硫酸法。
本发明的有益效果:首先采用酶法水解牡蛎蛋白,虽然传统的酸法和自溶法水解简单、便宜,但其缺点是水解度不易控制,且氨基酸破坏大。酶法水解条件温和,水解度易控制,对氨基酸破坏小,而且具有专一性。因此,采用酶法水解牡蛎蛋白,不仅可以大大提高牡蛎肽的产量,而且产品的相对分子质量可以得到控制,大大提高产品的功能性。
然后利用纳滤膜分离技术进行脱盐浓缩,此法具有处理量大、分离条件温和、流程简单及能耗较低等优点,是一种高效的浓缩方法,可实现工业化生产。
本发明是在本发明人的另一项专利申请CN1554286A“牡蛎的综合开发和应用”基础上进行了改进。本发明与CN1554286A相比,改进之一是:制备牡蛎活性肽的原料直接采用太平洋牡蛎,而CN1554286A是将牡蛎肉回收糖原后的牡蛎渣进行酶水解制备牡蛎活性肽;改进之二是:本发明中酶解液用纳滤膜进行纳滤脱盐浓缩,而CN1554286A未经纳滤处理,通过这两项改进,可以大大节约生产成本和能源,保证产品牡蛎活性肽的功能性和产量。
附图说明
图1清水与酶解液的压力与渗透通量的关系。
图2酶解液的温度与渗透通量的关系(ΔP=0.9MPa)。
图3酶解液的渗透通量与时间的关系(ΔP=0.9MPa)。
具体实施方式
实施例1
水解度(DH)=18%的牡蛎活性肽粉末的制备
牡蛎肉捣碎得匀浆,以1∶1比例加水,采用537酸性蛋白酶在pH3.0~4.0、30~40℃下进行酶解反应,采用TNBS法控制水解度在18%,反应结束后在90℃下加热10min灭酶,离心、过滤后,滤液用截留分子量为150Dalton的聚酰胺纳滤膜进行脱盐浓缩,在脱盐过程中不断加水稀释料液,并保持酶解液的体积不变。脱盐后,料液经浓缩至蛋白质浓度约为20%,进行喷雾干燥,干燥条件为:进风温度:175-180℃,出风温度:75-80℃,即制得牡蛎活性肽粉末。
DH=18%的牡蛎活性肽溶液纳滤浓缩实验
图1显示,随着操作压力的增大,膜两侧的压力差增加,膜的渗透通量增大,从图中看出,清水通量和酶解液通量随压力增大,均近似成线性关系,但由于浓差极化、膜面污染及膜孔堵塞等原因,水解液的渗透通量增加幅度小于清水通量的增加幅度。
图2显示,随温度升高,膜的渗透通量增大。温度高,料液粘度小,流动状态好,扩散及传质系数高,各种分子的活化能提高,减小浓差极化的影响,从而膜的渗透通量提高。
图3显示,随时间的延长,通量呈现下降趋势。初期,料液中的大分子在膜的表面迅速沉积,产生浓差极化、凝胶层、膜孔堵塞及膜吸附等现象,使透过液阻力剧增,通量骤减;然后,膜表面的沉积层逐渐增加,浓差极化及阻力加强,通量的下降趋势趋于缓和;后期,当边界层的浓度和厚度达到一定的动态后,膜通量较为稳定。
     表1膜分离前后牡蛎活性肽产品的成分比较
    项目   肽含量(%)   糖含量(%)   灰分(%)
  膜分离前     62.50     16.66     7.72
  膜分离后     66.09     15.36     5.76
产品为淡黄色粉末,复水性良好。
实施例2
水解度(DH)=16%的牡蛎活性肽粉末的制备
牡蛎肉捣碎得匀浆,以1∶1比例加水,采用Alcalase碱性蛋白酶在pH7.5~9.0、50~65℃下进行酶解反应,pH-stat法控制水解度在16%,反应结束后在90℃下加热10min灭酶,离心、过滤后,滤液用截留分子量为300Dalton的聚醚砜纳滤膜进行脱盐浓缩,其余操作条件同实施例1。
实施例3
水解度(DH)=20%的牡蛎活性肽粉末的制备
牡蛎肉捣碎得匀浆,以1∶1比例加水,采用中性蛋白酶在pH6.0~7.5、40~50℃下进行酶解反应,TNBS法控制水解度在20%,反应结束后在90℃下加热10min灭酶,离心、过滤后,滤液用截留分子量为500Dalton的磺化聚砜纳滤膜进行脱盐浓缩,其余操作条件同实施例1。

Claims (5)

1.一种牡蛎活性肽的制备方法,其特征在于利用酶法水解牡蛎蛋白,再用纳滤技术脱盐浓缩,具体步骤为:
1)以太平洋牡蛎为原料,捣碎制备匀浆;
2)牡蛎匀浆以1∶1比例加水,采用蛋白酶在pH3.0~9.0,30~65℃进行酶解反应;
3)控制水解度DH为16-20%;
4)反应结束后灭酶,离心、过滤,得滤液即酶解液;
5)酶解液用纳滤膜进行纳滤脱盐、浓缩;
6)纳滤后的浓缩液进行喷雾干燥,即得产品牡蛎活性肽粉末。
2.如权利要求1所述的一种牡蛎活性肽的制备方法,其特征在于酶水解反应,所用酶为蛋白酶,包括537酸性蛋白酶、Alcalase碱性蛋白酶、中性蛋白酶。
3.如权利要求1所述的一种牡蛎活性肽的制备方法,其特征在于酶解液的纳滤脱盐浓缩,所用纳滤膜为聚酰胺纳滤膜或聚醚砜纳滤膜或醋酸纤维素纳滤膜或磺化聚砜纳滤膜或聚乙烯醇纳滤膜,截留分子量采用150Dalton~500Dalton。
4.如权利要求1所述的一种牡蛎活性肽的制备方法,其特征在于纳滤后浓缩液进行喷雾干燥,干燥条件为:进风温度:175-180℃,出风温度:75-80℃。
5.如权利要求1所述方法制备的牡蛎活性肽的应用,其特征是将牡蛎活性肽直接制成胶囊、冲剂、口服液或口服含片;或作为功能性食品配料,控制0.5%的比例用于保健食品或普通食品的配方中。
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