專利名稱:一種蛋清多肽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蛋白質(zhì)多肽的制備方法，尤其涉及一種蛋清多肽的制備方法。
背景技術(shù)：
蛋清蛋白質(zhì)是食物中最理想的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，它含有人體所必需的氨基酸，氨基酸的配比均衡性好，機(jī)體利用率高達(dá)99.6%。但由于其受熱易凝固、粘度大，限制了它在食品加工中的應(yīng)用；另外蛋清中含有卵類粘蛋白、卵抑制劑、無(wú)花果蛋白酶抑制劑、抗生物素蛋 白等影響消化吸收和引起過(guò)敏的蛋白，直接食用蛋清蛋白會(huì)影響其蛋白質(zhì)利用率，甚至發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)。
蛋清蛋白經(jīng)蛋白酶適度水解，生成多肽的混合物，通過(guò)控制其水解度，可提高蛋白的吸收率，同時(shí)，生成的多肽混合物有利于人體吸收。一些特殊人群因?qū)Φ鞍踪|(zhì)不易消化吸收造成營(yíng)養(yǎng)不良，或者因身體需要補(bǔ)充大量蛋白質(zhì)，或者無(wú)法自主進(jìn)食。食用蛋清水解物可以省去靜脈輸液(如脂肪乳、氨基酸注射液、白蛋白注射液等)的麻煩，又可避免口服氨基酸引起的高滲腹瀉，且費(fèi)用相對(duì)較低，更易為廣大患者和家屬接受。將蛋清水解肽添加到某些食品里，如將蛋清紓解肽配制成蛋清肽飲料和蛋清肽果凍不僅可以提升食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)具有良好的口感和風(fēng)味。
近年來(lái)，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)提供人體多種氨基酸和能量外，從蛋白質(zhì)中還釋放出一些具有多種生理功能的小肽，該些小肽不被腸道多種酶系降解可直接被人體吸收。許多短肽具有生物活性，成為活性肽，大量研究證實(shí)了活性肽具有許多特殊的生理功能，可以預(yù)防血栓形成，降血壓，延緩衰老，提高機(jī)體免疫力，抗疲勞，促進(jìn)人體對(duì)維生素、氨基酸、蛋白質(zhì)、鋅、鈣、硒、鐵、鎂、銅等多種對(duì)人體有益的微量元素的吸收。
目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)蛋清多肽的功能作了深入的研究，Migue等通過(guò)模擬腸消化對(duì)蛋清進(jìn)行水解，發(fā)現(xiàn)水解得到的RADHP和YPI這兩種肽對(duì)治療患有高血壓的小白鼠有幫助作用(M igue 1M. , A lonsoM. J. , Sala icesM. , et a. I AntihypertensiveACE-inhibitory and vasod ilator prope rties of an egg whitehydro lysate Effect of a simu la ted intestina I d igestion[J] · Food Chem istry，2007，104(I) :163 168)。M ara等用蛋清水解物喂養(yǎng)原發(fā)性高血壓鼠，發(fā)現(xiàn)其對(duì)于增強(qiáng)抗氧化能力有著重要作用(M ara A. M. , M artaM.，Jeanne E.，et a. I Effect of the long-te rm intake of anegg w hite hydro lysate on the ox idativestatus and b Iood lip id profile ofspon taneously hypertensive[J]. Food Chem istry,2008,109(2) :361 367)。Lee 等通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蛋清肽有治療腸炎的作用LeeM.，Kovacs-No Ian J.，Archbo Id T.，et a. ITherapeuticpo tential of hen eggwh ite peptides for the trea tm ent of intestina I infIamm ation[J]. Journal of Functional Foods，2009，I(2) :161 169)。
目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)化規(guī)模水解蛋白幾乎都是釆用間歇式直接加酶的生產(chǎn)方式，首先蛋白質(zhì)底物與酶在反應(yīng)器中水解，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)期的水解度后，鈍化酶，再通過(guò)鹽析或者膜分離的方法分離出多肽。間歇式生產(chǎn)有很多不足之處①由于酶的一次性使用，生產(chǎn)成本高反應(yīng)體系中反應(yīng)程度難于控制，造成了各批次間產(chǎn)品分子組成的差異；③反應(yīng)結(jié)束后，需改變水解條件或熱處理鈍化酶，增加了費(fèi)用；④勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要投入大量勞力，人工費(fèi)用高；⑤由于反應(yīng)的起動(dòng)與終止，生產(chǎn)效率低由于反應(yīng)體系中底物濃度的抑制，導(dǎo)致反應(yīng)速度慢，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率偏低。
公開(kāi)號(hào)為“CN 101724675 A”公開(kāi)了一種蛋清蛋白多肽的制備工藝，該工藝將蛋清勻漿后進(jìn)行第一次酶解，然后用β -環(huán)糊精包裹，接著進(jìn)行第二次酶解，最后進(jìn)行吸附、過(guò)濾、真空干燥，制得無(wú)苦味的蛋清蛋白多肽粉。該方法的缺陷同樣是采用間歇式直接加酶的方法制備多肽，用量酶大，成本高，工業(yè)上應(yīng)用前景較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種蛋清多肽的制備方法，該方法解決了傳統(tǒng)方法用酶量大，成本高，反應(yīng)過(guò)程難以控制，各批次產(chǎn)品差異大的問(wèn)題。一種蛋清多肽的制備方法，包括
(I)取蛋清，均質(zhì)后稀釋，制得酶解原液；
(2)將酶解原液循環(huán)打入含固定化蛋白酶的反應(yīng)器中進(jìn)行酶解反應(yīng)，酶解O. 5 I小時(shí)后，將酶解液連續(xù)送入陶瓷膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，并將濃縮液返回至反應(yīng)器中繼續(xù)酶解；
(3)收集濾液，噴霧干燥制得蛋清多肽粉。
本發(fā)明并不是將蛋白酶和蛋清液直接混合酶解，而是將蛋清溶液置于含固定化蛋白酶的反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，蛋白酶可以重復(fù)使用，不需進(jìn)行鈍化處理，節(jié)省了酶用量，另外在反應(yīng)器中進(jìn)行操作，各種條件易于控制，最終產(chǎn)品性能均一穩(wěn)定。
由于蛋清本身粘度較大，均質(zhì)可以降低蛋清溶液粘度，稀釋可以提高蛋清流過(guò)反應(yīng)器的通透性，稀釋所加的水為原蛋清體積的O. 2 I. O倍，蛋清濃度大，則不易流過(guò)固定化酶的載體，如果濃度過(guò)小，處理效率太低。
酶解溫度和pH值對(duì)酶的活性有重要影響,最終影響酶解效率,雖然各種酶的最適溫度和PH是不同的，可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，但由于蛋清在酶解過(guò)程中并沒(méi)有進(jìn)行滅菌處理，容易滋生各種細(xì)菌，特別是在連續(xù)化生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，因此選擇適當(dāng)?shù)拿附鉁囟群蚉H值是比較關(guān)鍵的，本發(fā)明優(yōu)選酶解反應(yīng)的溫度為40 50°C，酶解液pH值控制在7. 5 8. 5。因?yàn)樵谌鯄A性和較高溫條件下有助于抑制各種細(xì)菌的繁殖，避免蛋清蛋白或多肽變質(zhì)，需要強(qiáng)調(diào)的是，最好酶解原液PH值就調(diào)節(jié)至7. 5 8. 5范圍內(nèi)，在酶解過(guò)程中則通過(guò)添加NaOH溶液調(diào)節(jié)酶解液的PH值。
在酶解前,酶解原液就加熱到40 50°C,—方面可以使酶解反應(yīng)立即進(jìn)行，另外可以使蛋清蛋白中的酶失活，防止酶降解其中的蛋白。
酶的固定化方法主要有三種包埋法、共價(jià)結(jié)合法和物理吸附法，每種方法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，載體的選擇主要與反應(yīng)環(huán)境相關(guān)，需要性能穩(wěn)定，它們可以選擇為碳薄膜、殼聚糖或無(wú)機(jī)硅藻土。
由于蛋白酶固定在相應(yīng)載體上，它只能催化其周圍的底物降解，為了加快反應(yīng)速率，酶解過(guò)程中，酶解液處于攪拌狀態(tài)，但過(guò)快的攪拌速率會(huì)使固定化酶脫落，從而使其失效，優(yōu)選的，攪拌速率為50 200r/min。[0019]酶解過(guò)程中，可以通過(guò)添加新鮮的酶解原液，保持反應(yīng)器中酶解液的體積不變，如此便可以達(dá)到連續(xù)化生產(chǎn)的目的，在一段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品均一性能好。
所述蛋白酶可以是胃蛋白酶或胰蛋白酶,但由于胃蛋白酶最適pH值為I. 5 2. O,會(huì)使反應(yīng)體系處于酸性條件下，而胰蛋白酶的最適PH值為7. 8 8. 5左右，反應(yīng)體系會(huì)處于弱堿性條件下。
過(guò)濾壓力主要影響酶解液流過(guò)過(guò)濾器的速率，壓力太低則速率太小，導(dǎo)致過(guò)濾效率低，而壓力過(guò)大則速率太大，易導(dǎo)致蛋白分子堵塞，優(yōu)選的，過(guò)濾時(shí)陶瓷膜過(guò)濾器進(jìn)料端的壓力為O. 13 O. 15MPa。
本發(fā)明最終的酶解液經(jīng)過(guò)濾分為兩部分，透過(guò)的為濾液，未透過(guò)的部分為濃縮液，收集的濃縮液可以返回反應(yīng)器與新鮮的酶解原液混合，也可以收集起來(lái)，再集中一次性送入酶解反應(yīng)器，優(yōu)選采用第一種方案，可以達(dá)到連續(xù)化的處理，濾液中多肽分子量一般不大于1000道爾頓。
本發(fā)明方法可以連續(xù)化進(jìn)行，反應(yīng)條件易于控制，最終產(chǎn)品質(zhì)量性能穩(wěn)定，而且所用設(shè)備簡(jiǎn)單，用酶量小，成本低，易于推廣。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I
(I)取100公斤新鮮雞蛋,去殼,分離蛋清蛋黃,得到65公斤蛋清液；
(2)將蛋清液通過(guò)高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)，均質(zhì)壓力控制在10±2MPa ；
(3)將均質(zhì)后蛋清液內(nèi)加入原體積比20%的純水，并調(diào)節(jié)pH至7. 5-8. 5 ；
(4)通過(guò)板式換熱器將蛋清液加熱至45 ± I °C ；
(5)通過(guò)轉(zhuǎn)子泵，將預(yù)處理后蛋清液以5L/min的流速循環(huán)流入酶膜反應(yīng)器(上海瑞派機(jī)械有限責(zé)任公司型號(hào)ZGB-2. 5)，并通過(guò)板式換熱器控制酶解溫度在40-50°C，在線檢測(cè)PH值，用過(guò)pH值調(diào)節(jié)使反應(yīng)過(guò)程pH值控制在7. 5-8. 5之間，循環(huán)酶解I小時(shí)；
(6)將酶解液連續(xù)送入陶瓷膜進(jìn)行過(guò)濾，陶瓷膜選用分子量為1000道爾頓，過(guò)濾壓力控制在I. 3-1. 5Kg/cm2 ；
(7)將濃縮液返回至酶膜反應(yīng)器繼續(xù)酶解；
(8)將濃縮透過(guò)液收集，采用低溫噴霧干燥進(jìn)行干燥處理，進(jìn)口溫度控制在120-130°C，出口溫度控制在60-63°C，保持蛋白肽不失活，得到5公斤蛋白肽；
(9)通過(guò)樣品檢測(cè)，蛋白肽分子量范圍500-1000道爾頓，肽含量為90%。
實(shí)施例2
(I)取100公斤新鮮雞蛋,去殼,分離蛋清蛋黃,得到65公斤蛋清液；
(2)將蛋清液通過(guò)高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)，均質(zhì)壓力控制在10±2MPa ；
(3)將均質(zhì)后蛋清液內(nèi)加入原體積比20%的純水，并調(diào)節(jié)pH至6. 5-7. 5 ；
(4)通過(guò)板式換熱器將蛋清液加熱至45 ± I °C ；
(5)取60克活力為20000u/mg中性蛋白酶溶于800毫升水中，緩慢加入蛋清液；
(6)將已加入蛋白酶的蛋清液輸入至發(fā)酵罐內(nèi)，用攪拌機(jī)在50r/min速度下攪拌，在40-50°C溫度下反應(yīng)5小時(shí)。
(7)將酶解液連續(xù)送入陶瓷膜進(jìn)行過(guò)濾，陶瓷膜選用分子量為3000道爾頓，過(guò)濾壓力控制在I. 5-2. OKg/cm2 ；
(8)將濃縮透過(guò)液收集，采用低溫噴霧干燥進(jìn)行干燥處理，進(jìn)口溫度控制在 120-130°C，出口溫度控制在60-63°C，保持蛋白肽不失活，得到4. 2公斤蛋白肽；
(9)通過(guò)樣品檢測(cè)，蛋白肽分子量范圍1000-5000道爾頓。肽含量為81. 3%。
權(quán)利要求
1.一種蛋清多肽的制備方法，包括 (1)取蛋清，均質(zhì)后稀釋，制得酶解原液； (2)將酶解原液循環(huán)打入固定有蛋白酶的反應(yīng)器中進(jìn)行酶解反應(yīng)，酶解O.5 I小時(shí)后，將酶解液連續(xù)送入陶瓷膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，并將濃縮液返回至反應(yīng)器中繼續(xù)酶解； (3)收集濾液，噴霧干燥制得蛋清多肽粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的蛋清多肽的制備方法，其特征在于，所述酶解反應(yīng)的溫度為40 50°C，酶解液pH值控制在7. 5 8. 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的蛋清多肽的制備方法，其特征在于，固定蛋白酶的載體為碳薄膜、殼聚糖或無(wú)機(jī)娃藻土。
4.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的蛋清多肽的制備方法，其特征在于，酶解反應(yīng)過(guò)程中，酶解液處于攪拌狀態(tài)，攪拌速率為50 200r/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的蛋清多肽的制備方法，其特征在于，酶解反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)添加新鮮的酶解原液，保持酶解液的總體積不變。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的蛋清多肽的制備方法，其特征在于，在打入反應(yīng)器前，所述酶解原液加熱至40 50°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的蛋清多肽的制備方法，其特征在于，所述蛋白酶為胰蛋白酶。
8.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的蛋清多肽的制備方法，其特征在于，過(guò)濾時(shí)，陶瓷膜過(guò)濾器進(jìn)料端的壓力為O. 13 O. 15MPa。
專利摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種蛋清多肽的制備方法，包括(1)取蛋清，均質(zhì)后稀釋，制得酶解原液；(2)將酶解原液循環(huán)打入固定有蛋白酶的反應(yīng)器中進(jìn)行酶解反應(yīng)，酶解0.5～1小時(shí)后，將酶解液連續(xù)送入陶瓷膜過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，并將濃縮液返回至反應(yīng)器中繼續(xù)酶解；(3)收集濾液，噴霧干燥制得蛋清多肽粉。本發(fā)明方法可以連續(xù)化進(jìn)行，反應(yīng)條件易于控制，最終產(chǎn)品質(zhì)量性能穩(wěn)定，而且所用設(shè)備簡(jiǎn)單，酶用量少，成本低，易于推廣。
文檔編號(hào)C12P21/06GKCN102851342SQ201210305037
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月24日
發(fā)明者徐克成 申請(qǐng)人:浙江省長(zhǎng)興艾格生物制品有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan