專利名稱：一種玉米低聚肽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玉米低聚肽的制備方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
玉米是世界上三大糧食作物之一，玉米深加工產(chǎn)業(yè)具有巨大市場(chǎng)潛力，每年有幾千萬噸玉米經(jīng)過深加工生產(chǎn)淀粉、淀粉糖、酒精等產(chǎn)品。玉米蛋白粉是玉米淀粉生產(chǎn)的重要副產(chǎn)物之一，含有豐富的玉米蛋白，但多年來一直作為畜禽飼料使用，沒有得到很好的開發(fā)，造成了極大的資源浪費(fèi)。玉米蛋白粉也叫玉米麩質(zhì)粉,主要由玉米蛋白組成,蛋白質(zhì)高達(dá)60%以上，含有少量的淀粉和纖維。玉米蛋白質(zhì)主要由玉米醇溶蛋白，谷蛋白，球蛋白和白蛋白組成，目前玉 米蛋白粉用于飼料或者自然排放，每年被自然排放的玉米蛋白高達(dá)10萬噸，既浪費(fèi)了糧食資源又造成了環(huán)境污染。同時(shí)玉米蛋白粉中還含有豐富的活性物質(zhì)玉米黃色素，含量高達(dá)90 — 180mg/kg，是黃玉米的5倍以上。因此開發(fā)玉米蛋白粉產(chǎn)品具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。采用蛋白酶處理玉米蛋白質(zhì)，使其水解成小分子的玉米肽后，可以完全溶解于水，從而使其在食品中的應(yīng)用成為可能。新近研究發(fā)現(xiàn)，玉米肽富含支鏈氨基酸，具有在肌肉中促進(jìn)蛋白質(zhì)合成和抑制蛋白質(zhì)分解的作用，可以用于運(yùn)動(dòng)員食品和臨床營養(yǎng)品；玉米肽含有大量丙氨酸，可使身體吸收乙醇的速度減慢，并能促進(jìn)酒精代謝，減少其毒性，可以大大減少飲酒引起的急性酒精中毒。另外，玉米肽具有降低血壓、降低血脂，輔助治療肝病和乳腺癌的生理活性作用。因此，開發(fā)玉米肽已成為玉米綜合利用研究的一個(gè)新的熱點(diǎn)。玉米黃色素是植物中廣泛存在的一類天然食用色素，屬于類胡蘿卜素類，營養(yǎng)價(jià)值較高，食用后在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)化成為維生素A，具有保護(hù)視力、促進(jìn)人體生長發(fā)育、維持人體正常新陳代謝的作用。研究發(fā)現(xiàn)，玉米黃色素可有效預(yù)防和延緩老年性黃斑退化引起的視力衰退與白內(nèi)障，是目前國際上功能性食品成分研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。玉米黃色素主要存在于玉米的角質(zhì)胚乳中，含量約為20-30毫克/千克。在濕法玉米淀粉生產(chǎn)過程中，玉米黃色素作為脂溶性成分基本上進(jìn)入到副產(chǎn)物玉米蛋白粉中，如能對(duì)玉米黃色素加以有效利用，將顯著提高玉米深加工行業(yè)的附加值。迄今為止，國內(nèi)外對(duì)玉米蛋白粉的深加工技術(shù)進(jìn)行了長期不懈的研究，研究重點(diǎn)主要放在兩個(gè)方面，一是除去雜質(zhì)，提高蛋白含量，利用蛋白的獨(dú)特性質(zhì)在不同領(lǐng)域應(yīng)用，二是將蛋白質(zhì)水解，增大其溶解性，進(jìn)而加以利用，這些研究都取得了不同程度的成果。張曉峰等以玉米蛋白粉為原料用堿性蛋白酶Alcalase AF2. 4L和風(fēng)味蛋白酶進(jìn)行水解，通過2h的水解反應(yīng)，用6000分子量的超濾膜過濾、濃縮、噴霧干燥，制得玉米肽干粉，得率為50%左右。這項(xiàng)玉米肽制備技術(shù)中沒有對(duì)原料蛋白質(zhì)進(jìn)行提純處理，玉米肽的純度在50%左右；陳艷麗等以玉米蛋白粉為原料，用堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)，水解三小時(shí)，在經(jīng)過離心、脫色脫臭，冷凍干燥，粉碎，得到玉米蛋白粉，得率為65%。此研究中也沒有對(duì)原料進(jìn)行提純除雜處理，最后得到的玉米肽純度僅在50%左右；同時(shí)采用冷凍干燥，產(chǎn)品的制造成本比較高，工業(yè)化生產(chǎn)比較困難。張學(xué)忠(專利號(hào)200310115958. 7)用玉米蛋白粉為原料，經(jīng)過調(diào)酸或調(diào)堿出去雜質(zhì)，用堿性蛋白酶酶解、離心、濃縮、干燥精制成為粉狀玉米肽，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了動(dòng)物抗疲勞試驗(yàn)，有一定的效果。這項(xiàng)發(fā)明是建立在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上的，專利上沒有說明植被的玉米肽的粗蛋白質(zhì)含量和肽的分子量分布數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服以上不足，本發(fā)明提供一種玉米低聚肽的制備方法。以玉米蛋白粉為原料，首先通過連續(xù)逆流超聲技術(shù)對(duì)蛋白粉進(jìn)行預(yù)處理，提取黃色素。處理好的原料利用酶膜反應(yīng)器進(jìn)行酶解，收集合適分子量的肽片段，經(jīng)過濃縮、真空帶式干燥制備出具備多種生理活性功能的玉米低聚肽，具體工藝如下
(I)玉米蛋白粉預(yù)處理
①將玉米蛋白粉粉碎，過20-80目篩，由進(jìn)料口輸入到提取管內(nèi)，同時(shí)將PH6. 5-8. 5、濃度為60-95%、溫度為30-60°C的乙醇，由提取機(jī)的進(jìn)液口輸入到提取管內(nèi)，料液比為 1:1. 2-1:10。②玉米蛋白粉和乙醇在連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的提取管內(nèi)進(jìn)行逆流超聲提取30-150分鐘，超聲提取的條件為溫度30-60°C，超聲頻率20_80kHz。③完成逆流超聲提取后，由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排渣口排出脫色后的玉米蛋白粉，脫色后的玉米蛋白粉用于后續(xù)的酶解；由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排液口排出提取液。④提取液經(jīng)過濾得到濾清液，濃縮回收乙醇，收集玉米黃色素，用于制備玉米黃色素產(chǎn)品。(2)玉米蛋白酶解
①將玉米蛋白調(diào)漿后加入到酶膜反應(yīng)器的酶解罐中，調(diào)節(jié)所述玉米蛋白溶液的PH值為8. 0-9.0，并且加熱到50 °C -70 °C ;然后將堿性蛋白酶Alcalase加入到所述酶解罐中，使玉米蛋白與堿性蛋白酶在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)O. 5-4小時(shí)；其中玉米蛋白的質(zhì)量濃度為2. O%-4. 5%，所加入的堿性蛋白酶與所述的玉米蛋白溶液中的玉米蛋白的配比為6000-15000U/g 玉米蛋白。②關(guān)閉所述酶膜反應(yīng)器中超濾循環(huán)裝置的超濾膜透過液出口，同時(shí)打開蠕動(dòng)泵，使酶解液以35-60L/h的料液流量常壓循環(huán)3-15min。③開啟所述超濾膜透過液出口，使酶解液仍以35-60L/h的料液流量循環(huán)，調(diào)節(jié)超濾膜的操作壓力為O. 04-0. OSMpa,進(jìn)行酶解-膜分離偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)過程中每隔30min向酶解te中補(bǔ)加玉米蛋白溶液維持反應(yīng)系統(tǒng)體積和蛋白濃度恒定，冋時(shí)保持反應(yīng)體系的pH值為7. 0-9. 5、溫度為45°C -65°C，反映結(jié)束將收集的超濾液濃縮。所述膜截留分子量在2000-10000,反應(yīng)過程中合適分子量片段的肽透過膜進(jìn)入收集器，大片段的肽繼續(xù)和酶作用。保證了玉米低聚肽產(chǎn)品分子量的集中和原料的充分利用，可控性好。④濃縮后的玉米低聚肽收集液在真空帶式干燥機(jī)中干燥，最大限度保證了玉米低聚肽的活性。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的玉米低聚肽制備方法在制備玉米低聚肽的同時(shí)利用連續(xù)逆流超聲提取技術(shù)提取玉米黃色素，工藝簡單，同時(shí)減少了溶劑的用量，是傳統(tǒng)提取方法的40%-50%，產(chǎn)品得率提高了 20%-40%。使用酶膜反應(yīng)器對(duì)蛋白粉進(jìn)行酶解，可控性好，制備出的玉米低聚肽分子量集中、純度提高了 10%-20%，具有解酒、護(hù)肝、免疫調(diào)節(jié)等生理功能活性。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
(1)玉米蛋白粉預(yù)處理
①將玉米蛋白粉粉碎，過30目篩，由進(jìn)料口輸入到提取管內(nèi)，同時(shí)將PH7、濃度為70%、溫度為30°C的乙醇，由提取機(jī)的進(jìn)液口輸入到提取管內(nèi)，料液比為1:4。
②玉米蛋白粉和乙醇在連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的提取管內(nèi)進(jìn)行逆流超聲提取30分鐘，超聲提取的條件為溫度30°C，超聲頻率40kHz。③完成逆流超聲提取后，由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排渣口排出脫色后的玉米蛋白粉，脫色后的玉米蛋白粉用于后續(xù)的酶解；由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排液口排出提取液。④提取液經(jīng)過濾得到濾清液，濃縮回收乙醇，收集玉米黃色素，用于制備玉米黃色素產(chǎn)品。
(2)玉米蛋白酶解
①將玉米蛋白調(diào)漿后加入到酶膜反應(yīng)器的酶解罐中，調(diào)節(jié)所述玉米蛋白溶液的PH值為8. 0-9. 0，并且加熱到50°C -55°C ;然后將堿性蛋白酶Alcalase加入到所述酶解罐中，使玉米蛋白與堿性蛋白酶在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)I小時(shí)；其中玉米蛋白的質(zhì)量濃度為2. 5%-3%，所加入的堿性蛋白酶與所述的玉米蛋白溶液中的玉米蛋白的配比為6000-8000U/g玉米蛋白。②關(guān)閉所述酶膜反應(yīng)器中超濾循環(huán)裝置的超濾膜透過液出口，同時(shí)打開蠕動(dòng)泵，使酶解液以35-45L/h的料液流量常壓循環(huán)3-5min。③開啟所述超濾膜透過液出口，使酶解液仍以35_45L/h的料液流量循環(huán)，調(diào)節(jié)超濾膜的操作壓力為O. 04-0. 05Mpa，進(jìn)行酶解-膜分離偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)過程中每隔30min向酶解te中補(bǔ)加玉米蛋白溶液維持反應(yīng)系統(tǒng)體積和蛋白濃度恒定，冋時(shí)保持反應(yīng)體系的pH值為7. 0-8. O、溫度為45°C -50°C，反映結(jié)束將收集的超濾液濃縮。所述膜截留分子量在2000-10000。④濃縮后的玉米低聚肽收集液在真空帶式干燥機(jī)中干燥。實(shí)施例2
(I)玉米蛋白粉預(yù)處理
①將玉米蛋白粉粉碎，過40目篩，由進(jìn)料口輸入到提取管內(nèi)，同時(shí)將pH8、濃度為75%、溫度為40°C的乙醇，由提取機(jī)的進(jìn)液口輸入到提取管內(nèi)，料液比為1:6。②玉米蛋白粉和乙醇在連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的提取管內(nèi)進(jìn)行逆流超聲提取60分鐘，超聲提取的條件為溫度40°C，超聲頻率40kHz。③完成逆流超聲提取后，由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排渣口排出脫色后的玉米蛋白粉，脫色后的玉米蛋白粉用于后續(xù)的酶解；由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排液口排出提取液。④提取液經(jīng)過濾得到濾清液，濃縮回收乙醇，收集玉米黃色素，用于制備玉米黃色
素產(chǎn)品。(2)玉米蛋白酶解
①將玉米蛋白調(diào)漿后加入到酶膜反應(yīng)器的酶解罐中，調(diào)節(jié)所述玉米蛋白溶液的PH值為8. 0-9. 0，并且加熱到55°C -65°C ;然后將堿性蛋白酶Alcalase加入到所述酶解罐中，使玉米蛋白與堿性蛋白酶在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)2小時(shí)；其中玉米蛋白的質(zhì)量濃度為3%-3. 5%，所加入的堿性蛋白酶與所述的玉米蛋白溶液中的玉米蛋白的配比為8000-12000U/g玉米蛋白。②關(guān)閉所述酶膜反應(yīng)器中超濾循環(huán)裝置的超濾膜透過液出口，同時(shí)打開蠕動(dòng)泵，使酶解液以45-50L/h的料液流量常壓循環(huán)5-10min。 ③開啟所述超濾膜透過液出口，使酶解液仍以45_50L/h的料液流量循環(huán)，調(diào)節(jié)超濾膜的操作壓力為O. 05-0. 06Mpa,進(jìn)行酶解-膜分離偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)過程中每隔30min向酶解te中補(bǔ)加玉米蛋白溶液維持反應(yīng)系統(tǒng)體積和蛋白濃度恒定，冋時(shí)保持反應(yīng)體系的pH值為8. 0-9. O、溫度為50°C -60°C，反映結(jié)束將收集的超濾液濃縮。所述膜截留分子量在2000-10000。④濃縮后的玉米低聚肽收集液在真空帶式干燥機(jī)中干燥。實(shí)施例3
(I)玉米蛋白粉預(yù)處理
①將玉米蛋白粉粉碎，過60目篩，由進(jìn)料口輸入到提取管內(nèi)，同時(shí)將pH8. 5、濃度為85%、溫度為50°C的乙醇，由提取機(jī)的進(jìn)液口輸入到提取管內(nèi)，料液比為1:8。②玉米蛋白粉和乙醇在連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的提取管內(nèi)進(jìn)行逆流超聲提取90分鐘，超聲提取的條件為溫度50°C，超聲頻率40kHz。③完成逆流超聲提取后，由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排渣口排出脫色后的玉米蛋白粉，脫色后的玉米蛋白粉用于后續(xù)的酶解；由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排液口排出提取液。④提取液經(jīng)過濾得到濾清液，濃縮回收乙醇，收集玉米黃色素，用于制備玉米黃色
素產(chǎn)品。(2)玉米蛋白酶解
①將玉米蛋白調(diào)漿后加入到酶膜反應(yīng)器的酶解罐中，調(diào)節(jié)所述玉米蛋白溶液的PH值為8. 0-9. 0，并且加熱到65°C -70°C ;然后將堿性蛋白酶Alcalase加入到所述酶解罐中，使玉米蛋白與堿性蛋白酶在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)3小時(shí)；其中玉米蛋白的質(zhì)量濃度為3. 5%-4%，所加入的堿性蛋白酶與所述的玉米蛋白溶液中的玉米蛋白的配比為12000-15000U/g玉米蛋白。②關(guān)閉所述酶膜反應(yīng)器中超濾循環(huán)裝置的超濾膜透過液出口，同時(shí)打開蠕動(dòng)泵，使酶解液以50-60L/h的料液流量常壓循環(huán)10-15min。③開啟所述超濾膜透過液出口，使酶解液仍以50_60L/h的料液流量循環(huán)，調(diào)節(jié)超濾膜的操作壓力為O. 06-0. 07Mpa,進(jìn)行酶解-膜分離偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)過程中每隔30min向酶解te中補(bǔ)加玉米蛋白溶液維持反應(yīng)系統(tǒng)體積和蛋白濃度恒定，冋時(shí)保持反應(yīng)體系的pH值為9. 0-9. 5、溫度為60°C -65°C，反映結(jié)束將收集的超濾液濃縮。所述膜截留分子量在2000-10000。

④濃縮后的玉米低聚肽收集液在真空帶式干燥機(jī)中干燥。
權(quán)利要求
1.一種玉米低聚肽的制備方法，其特征在于采用以下步驟(1)玉米蛋白粉預(yù)處理①將玉米蛋白粉粉碎，過20-80目篩，由進(jìn)料口輸入到提取管內(nèi)，同時(shí)將PH6.5-8.5、濃度為60-95%、溫度為30-60°C的乙醇，由提取機(jī)的進(jìn)液口輸入到提取管內(nèi)，料液比為1:1. 2-1:10 ；②玉米蛋白粉和乙醇在連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的提取管內(nèi)進(jìn)行逆流超聲提取30-150分鐘；③完成逆流超聲提取后，由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排渣口排出脫色后的玉米蛋白粉，脫色后的玉米蛋白粉用于后續(xù)的酶解；由連續(xù)逆流超聲提取機(jī)的排液口排出提取液；④提取液經(jīng)過濾得到濾清液，濃縮回收乙醇，收集玉米黃色素，用于制備玉米黃色素產(chǎn)品;(2)玉米蛋白酶解①將玉米蛋白調(diào)漿后加入到酶膜反應(yīng)器的酶解罐中，調(diào)節(jié)所述玉米蛋白溶液的PH值為8. 0-9. 0，并且加熱到50°C -70°C ;然后將堿性蛋白酶Alcalase加入到所述酶解罐中，使玉米蛋白與堿性蛋白酶在攪拌狀態(tài)下反應(yīng)O. 5-4小時(shí)；②關(guān)閉所述酶膜反應(yīng)器中超濾循環(huán)裝置的超濾膜透過液出口，同時(shí)打開蠕動(dòng)泵，使酶解液以35-60L/h的料液流量常壓循環(huán)3-15min ；③開啟所述超濾膜透過液出口，使酶解液仍以35-60L/h的料液流量循環(huán)，調(diào)節(jié)超濾膜的操作壓力為O. 04-0. 08Mpa，進(jìn)行酶解-膜分離偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)過程中每隔30min向酶解te中補(bǔ)加玉米蛋白溶液維持反應(yīng)系統(tǒng)體積和蛋白濃度恒定，冋時(shí)保持反應(yīng)體系的pH值為7.0-9. 5、溫度為45°C _65°C，反映結(jié)束將收集的超濾液濃縮；④濃縮后的玉米低聚肽收集液在真空帶式干燥機(jī)中干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米低聚肽的制備方法，其特征在于步驟(I)②中連續(xù)逆流超聲提取的條件為溫度30-60°C，超聲頻率20-80kHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米低聚肽的制備方法，其特征在于步驟(2)①中玉米蛋白的質(zhì)量濃度為2. 0%-4. 5%，所加入的堿性蛋白酶與所述的玉米蛋白溶液中的玉米蛋白的配比為6000-15000U/g玉米蛋白。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玉米低聚肽的制備方法，其特征在于步驟(2)③中所述膜截留分子量在2000-10000，反應(yīng)過程中合適分子量片段的肽透過膜進(jìn)入收集器，大片段的肽繼續(xù)和酶作用，保證了玉米低聚肽產(chǎn)品分子量的集中和原料的充分利用，可控性好。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玉米低聚肽的制備方法，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。以玉米蛋白粉為原料，通過連續(xù)逆流超聲技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，提取黃色素，處理好的原料采用酶膜反應(yīng)器進(jìn)行酶解，收集合適分子量的肽片段，經(jīng)過濃縮、帶式真空干燥制備出具備多種生理活性功能的玉米低聚肽。本發(fā)明的玉米低聚肽制備方法在制備玉米低聚肽的同時(shí)利用連續(xù)逆流超聲提取技術(shù)提取玉米黃色素，工藝簡單，同時(shí)減少了溶劑的用量，是傳統(tǒng)提取方法的40%-50%，產(chǎn)品得率提高了20%-40%。使用酶膜反應(yīng)器對(duì)蛋白粉進(jìn)行酶解，可控性好，制備出的玉米低聚肽分子量集中、純度提高了10%-20%，具有解酒、護(hù)肝、免疫調(diào)節(jié)等生理功能活性。
文檔編號(hào)C12P21/06GK103014108SQ201210522678
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月8日
發(fā)明者劉宗利, 王乃強(qiáng), 王彩梅, 王明珠, 李從從, 李方華 申請(qǐng)人:保齡寶生物股份有限公司