一種過(guò)敏原基本消除的深度水解酪蛋白肽工業(yè)化制造方法及其應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種過(guò)敏原基本消除的深度水解酪蛋白肽的工業(yè)化生產(chǎn)方法，屬于食品營(yíng)養(yǎng)和生物【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明以酪蛋白為原料，采用復(fù)合酶解控制技術(shù)結(jié)合超濾干燥等工序，制備過(guò)敏原基本消除的低致敏性深度水解酪蛋白肽粉。產(chǎn)物主要為小分子的低聚肽，其分子量小于1000Da的組分占85％以上，蛋白抗原性較水解前降低90％以上，主要過(guò)敏原αs1-酪蛋白含量較原來(lái)降低99％以上。本發(fā)明的生產(chǎn)方法具有加工成本低、處理量大、便于工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，且以此方法制備的酪蛋白深度水解產(chǎn)物，基本消除了其致敏活性、易消化吸收，可以作為新的功能性營(yíng)養(yǎng)成分應(yīng)用于普通食品、運(yùn)動(dòng)功能食品、嬰幼兒配方奶粉及食品、成年奶粉及食品、中老年奶粉及食品、保健食品和藥品，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種過(guò)敏原基本消除的深度水解酪蛋白肽工業(yè)化制造方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及以酪蛋白為原料，制備過(guò)敏原基本消除的低致敏性深度水解酪蛋白肽的工業(yè)化生產(chǎn)方法，產(chǎn)品可應(yīng)用于普通食品、運(yùn)動(dòng)功能食品、嬰幼兒配方奶粉及食品、成年奶粉及食品、中老年奶粉及食品、保健食品和藥品，屬生物【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，食物過(guò)敏的發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，嬰幼兒的食物過(guò)敏發(fā)病率約為6% -8%遠(yuǎn)高于成人。其中，牛奶過(guò)敏(CMPA)最為常見(jiàn)。牛奶蛋白過(guò)敏癥是指人體對(duì)一種或幾種牛奶蛋白質(zhì)(CMP)發(fā)生的免疫學(xué)反應(yīng)。已知5%~15%的嬰幼兒在攝入CMP時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常反應(yīng)并有臨床表現(xiàn)。CMPA的臨床表現(xiàn)可累及皮膚、呼吸系統(tǒng)、消化道等多種器官。患兒皮膚表現(xiàn)主要為特應(yīng)性皮炎如濕疹、瘙癢、皮疹、蕁麻疹、水腫、干燥等，呼吸道癥狀一般是哮喘、咳嗽、過(guò)敏性鼻炎，嚴(yán)重時(shí)有些患兒甚至還會(huì)出現(xiàn)急性過(guò)敏綜合征，存在著生命危險(xiǎn)。因此，開(kāi)發(fā)低敏牛乳蛋白配方對(duì)于改善和促進(jìn)嬰幼兒的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的意義。
[0003]通過(guò)對(duì)牛奶蛋白進(jìn)行加熱和酶解，使之成為小肽段，可以有效的改變牛奶蛋白的抗原決定簇，降低蛋白的抗原性。有研究顯示，采用雙酶分步水解法將酪蛋白進(jìn)行水解，將水解物按照分子量大小進(jìn)行分離，測(cè)定不同分子量片段的抗性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分子量越小，抗原性越低(Wr0blewska,B 等.Acta Alimentaria.2005,34(3):307-315)。深度水解酪蛋白妝就是通過(guò)超濾酶解等特殊工藝使其成為二肽、三肽、四肽等小分子物質(zhì)，消除過(guò)敏原表位的空間構(gòu)象和序列，從而基本上完全去除了酪蛋白的致敏活性。美國(guó)兒科學(xué)會(huì)(AAP)指出深度水解牛奶蛋白可有效的預(yù)防和減輕牛奶過(guò)敏癥狀。歐洲兒童臨床免疫和過(guò)敏協(xié)會(huì)也建議使用深度水解乳蛋白治療牛奶過(guò)敏。
[0004]國(guó)外目前已有一些低致敏性的牛乳水解產(chǎn)品上市，如雀巢公司的小百肽、超級(jí)能恩，雅培公司的Similac等均為水解的嬰幼兒配方奶粉。但是目前在國(guó)內(nèi)，牛乳過(guò)敏問(wèn)題還未引起足夠的重視，有關(guān)牛乳過(guò)敏的產(chǎn)品較少。雖然有關(guān)于牛乳過(guò)敏的報(bào)道，但普遍存在著產(chǎn)品定位不清、肽段組分過(guò)大、致敏活性難以消除、生產(chǎn)規(guī)模不大、特征肽段不清等方面的不足。CN1105818A公開(kāi)了一種乳蛋白水解的方法，抗原性得以降低，但主要采用胰蛋白酶，種類(lèi)單一，且工藝為部分水解工藝，依然存在大分子的過(guò)敏原蛋白組分。CN1784145A公開(kāi)了一種包含三肽IPP或者VPP的酪蛋白產(chǎn)物，產(chǎn)品定位于降血壓活性，并沒(méi)有對(duì)其致敏活性進(jìn)行研究。CN102379359A公開(kāi)了一種酶法水解酪蛋白的方法，產(chǎn)品過(guò)敏原含量顯著下降，但是發(fā)明局限于蛋白酶解工藝，缺乏后序的純化步驟，分子量大于5000Da的大分子蛋白依然大量存在。CN1494384A提供了一種牛乳蛋白制備蛋白水解物的方法，苦味較小，但是發(fā)明不涉及致敏活性的控制工藝。
[0005]此外，酪蛋白通過(guò)體外水解方式可以得到特定的蛋白片段(肽)，具有獨(dú)特的生理或生化活性，這些肽段不僅消除了大部分的致敏活性，促進(jìn)人體吸收消化，還具有廣泛的生理調(diào)節(jié)功能，如激素作用、參與肌體免疫調(diào)節(jié)、降血壓、降膽固醇、抗氧化、抗血栓、促進(jìn)礦物質(zhì)吸收等，可廣泛的應(yīng)用于普通食品、運(yùn)動(dòng)功能食品、嬰幼兒配方奶粉及食品、成年奶粉及食品、中老年奶粉及食品、保健食品和藥品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0006]綜上，經(jīng)檢索沒(méi)有發(fā)現(xiàn)采用酶解復(fù)合超濾工藝生產(chǎn)過(guò)敏原基本消除的深度水解酪蛋白肽的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的提供一種制備過(guò)敏原基本消除的深度水解酪蛋白肽的工業(yè)化生產(chǎn)方法。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種低致敏性的酪蛋白深度水解物。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0010]發(fā)明采用復(fù)合酶解結(jié)合超濾的方法，將食品級(jí)酪蛋白以100: 6~12(L: kg)的液料比與水混配調(diào)漿，調(diào)整pH值范圍為7~9，加熱至60~90°C，保溫?cái)嚢?0~60min。降溫至40~60°C，按每克蛋白質(zhì)2000~5000單位酶量加入Alcalase，反應(yīng)3~5小時(shí)。然后，按每克 蛋白質(zhì)1000~2000單位酶量加入木瓜蛋白酶，溫度45~55°C，酶解I~2小時(shí)。最后，將酶解液加熱到120°C，滅酶lOmin。
[0011]酪蛋白酶解液用管式離心機(jī)離心，轉(zhuǎn)速12000~16000r/min，留用離心清液，用孔徑0.05~0.1 μ m的微濾和超濾設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾，條件為壓力0.2~0.4MPa，溫度30~80°C。透過(guò)液用雙效降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)，直到濃縮液的固含量為20~50%，條件為蒸汽壓
0.1±0.02MPa，溫度40~80°C。按照濃縮液含量5%的比例加入活性碳粉進(jìn)行脫色脫苦，加熱到80°C，保溫?cái)嚢?0~40min，然后采用卷式納濾膜過(guò)濾。酪蛋白酶解濃縮液用離心噴霧干燥器進(jìn)行干燥處理，條件為進(jìn)口溫度160~180°C，出口溫度80~90°C，最后制成深度水解酪蛋白肽粉。
[0012]制備的深度水解酪蛋白肽粉經(jīng)過(guò)化學(xué)成分分析確定基本的理化成分，并通過(guò)高效液相色譜檢測(cè)深度水解酪蛋白肽粉成分的分子量分布，發(fā)現(xiàn)分子量小于1000Da的組分總共占85%以上，且主要集中于二肽至五肽，5000Da以上的大分子肽段比例小于1%。
[0013]水解產(chǎn)物殘留的抗原性及主要過(guò)敏原asl-酪蛋白含量通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)確定。將水解產(chǎn)物得到的結(jié)果與用未被水解的酪蛋白原料得到的結(jié)果進(jìn)行比較，本發(fā)明水解產(chǎn)物的抗原性較原料酪蛋白降低90%以上，主要過(guò)敏原Cisl-酪蛋白含量較原來(lái)降低99%以上。
[0014]通過(guò)該方法生產(chǎn)的深度水解酪蛋白肽粉，基本上消除了其致敏活性，且易于消化吸收，可應(yīng)用于普通食品、運(yùn)動(dòng)功能食品、嬰幼兒配方奶粉及食品、成年奶粉及食品、中老年奶粉及食品、保健食品和藥品等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)明的范圍。其具體工藝路線由以下步驟構(gòu)成:
[0016]1.深度水解酪蛋白肽粉的制備
[0017]將500kg酪蛋白粉加入反應(yīng)罐中，以100: 9(L: kg)的液料比用水與酪蛋白混配調(diào)漿，調(diào)整PH值范圍為9，加熱至85°C，并保溫?cái)嚢?0min。將溫度降至50°C，按每克蛋白質(zhì)3500單位酶量加入Alcalase，此條件下反應(yīng)4小時(shí)。然后，按每克蛋白質(zhì)1500單位酶量加入木瓜蛋白酶，溫度50°C，酶解1.5小時(shí)。然后，將酶解液加熱到120°C，滅酶lOmin。
[0018]用管式離心機(jī)將酶解液離心，轉(zhuǎn)速14000r/min，分離出清液和渣料，留用離心清液。將上述清液用孔徑0.06 μ m的微濾和超濾設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾，條件為壓力0.3MPa，溫度55°C，制得澄清的酪蛋白水解透過(guò)液。用雙效降膜蒸發(fā)器將上述透過(guò)液蒸發(fā)，直到濃縮液的固含量為40%，條件為蒸汽壓0.1MPa，溫度60°C。按照肽濃縮液總固含量5%的比例加入活性碳粉，加熱到80°C，保溫?cái)嚢璋胄r(shí)后，過(guò)濾。然后，用離心噴霧干燥器將濃縮液進(jìn)行干燥處理。干燥條件設(shè)為進(jìn)口溫度170°C，出口溫度85°C。最后，制得354.32Kg酪蛋白深度水解肽粉。
[0019]2.深度水解酪蛋白肽粉的理化組成和分子量分布分析
[0020]深度水解酪蛋白肽粉的成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，從中可以看出本發(fā)明制備的深度水解釀蛋白妝粉總蛋白質(zhì)含量聞達(dá)96.57%,具有很聞的廣品質(zhì)量。
[0021]將酪蛋白深度水解肽粉樣品于GEL-HPLC中進(jìn)樣以后，得到其凝膠色譜數(shù)據(jù)。用液相數(shù)據(jù)處理軟件將酪蛋白深度水解肽粉的凝膠色譜數(shù)據(jù)代入校正曲線方程中進(jìn)行計(jì)算，得到樣品的肽的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布范圍。分子量越低，蛋白抗原性越小。同時(shí)，分子量1000Da以下組分中的二肽、三肽的在人體內(nèi)的吸收利用率極高，具有比游離氨基酸更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生理功能。本發(fā)明用峰面積歸一化法計(jì)算了酪蛋白深度水解肽粉的相對(duì)分子質(zhì)量分布范圍，如表2所示。由分子量分布結(jié)果可以看出，分子量小于1000Da的組分總共占92.45%，如果按氨基酸的平均分子量137Da來(lái)計(jì)算，分子量1000Da以下的組分則多是八肽以下的低聚肽，也包括部分游尚氨基酸。其中分子量在140Da_500Da的占65.46%,占據(jù)了1000Da以下的絕大部分，這部分主要是二肽、三肽和四肽。
[0022]表1深度水解酪蛋白肽的基礎(chǔ)理化成分?jǐn)?shù)據(jù)
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種利用酪蛋白粉制備深度水解酪蛋白肽粉的工業(yè)化酶解方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: 1)將酪蛋白加入反應(yīng)罐中，以100: 2~20(L: kg)的液料比用水與酪蛋白粉混配調(diào)漿，加熱至50~90°C，保溫?cái)嚢?0~90min。 2)調(diào)pH至7~9，溫度調(diào)至40~60°C，按每克蛋白質(zhì)1000~8000單位酶量加入Alcalase，反應(yīng)I~5h。然后，按每克蛋白質(zhì)1000~2000單位酶量加入木瓜蛋白酶，溫度45~55°C，酶解I~3h。最后，將酶解液加熱到115°C，滅酶lOmin。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度水解酪蛋白肽粉的工業(yè)化制備方法，其特征在于酶解后的料液通過(guò)分離、濃縮、脫色和干燥等工藝制得深度水解酪蛋白肽粉，具體步驟如下: 1)用管式離心機(jī)將如權(quán)利要求1所述酪蛋白酶解液離心，轉(zhuǎn)速9000~16000r/min,留用離心清液，用孔徑0.05~0.1 μ m的微濾和超濾設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾，條件為壓力0.2~0.4MPa，溫度30~80°C，制得澄清的深度水解酪蛋白肽透過(guò)液，然后采用卷式納濾膜過(guò)濾。 2)用雙效降膜蒸發(fā)器將上述透過(guò)液蒸發(fā)，直到濃縮液的固含量為20~50%，條件為蒸汽壓0.1±0.02MPa，溫度40~80°C。按照濃縮液含量5~10%的比例加入活性碳粉進(jìn)行脫色，加熱到70~95°C，保溫?cái)嚢?0~40min。 3)用離心噴霧干燥器將上述深度水解酪蛋白肽粉濃縮液進(jìn)行干燥處理，條件為進(jìn)口溫度160~180°C，出口溫度80~90°C，制成酪蛋白深度水解肽粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 、2所述方法制備的深度水解酪蛋白肽粉，其特征在于分子量小于1000Da的組分占85%以上，游離氨基酸含量低于5%，且5000Da以上的大分子蛋白比例小于I %。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述方法制備的深度水解酪蛋白肽粉，其抗原性較酪蛋白應(yīng)降低90%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述方法制備的深度水解酪蛋白肽粉，其主要過(guò)敏原Cisl-酪蛋白含量應(yīng)降低99%以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述方法制備的深度水解酪蛋白肽粉作為產(chǎn)品或原料在普通食品、運(yùn)動(dòng)功能食品、嬰幼兒配方奶粉及食品、成年奶粉及食品、中老年奶粉及食品、保健食品和藥品中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C12P21/06GK103966293SQ201310037367
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】蔡木易, 谷瑞增, 林峰, 易維學(xué), 魯軍, 馬勇, 董哲, 潘興昌, 馬永慶, 徐亞光, 金振濤, 陳亮, 劉文穎, 劉艷, 馬濤 申請(qǐng)人:中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院