一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物及其製備方法
2023-10-10 08:17:39 1
專利名稱：一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物及其製備方法
技術領域：
本發明是關於一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物及其製備方法。
背景技術：
精氨酸在醫藥和食品領域具有非常重要的作用。精氨酸在人體激素分泌、細胞分裂、傷口復原等過程中起著非常重要的作用。一般病人在手術前後要補充一定含量的高純度醫藥級的精氨酸，這樣有利於病人術後傷口及身體機能的快速恢復。目前市場上的精氨酸產品主要是醫藥級精氨酸，其製備方法多是通過對微生物進行基因修飾，並經過發酵工藝製備而獲得。中國專利申請01121882. 7、02126904.1等很多現有技術公開的方法多是採用這種微生物發酵法。雖然製備醫藥級精氨酸的方法所獲得的 精氨酸純度較高、但是成本也很高，同時這種精氨酸作為醫藥不能長時間及大量的服用，而且這種醫藥級高純度的單體精氨酸容易使部分病人產生過敏反應。中國專利申請200910019665. 6公開了一種精氨酸及其製備工藝，其中採用的主要原料是毛髮，這種原料不易獲得，且精氨酸產量很低。中國專利申請201110325755. 5提供了一種複合酶技術水解乳清蛋白製備蛋白腖的工藝，但是該工藝所選擇的兩種酶作用於乳清蛋白時由於酶切位點的關係不能有效的製備富含精氨酸的水解產物。
發明內容
本發明主要是針對上述現有技術中精氨酸產品及其製備方法中存在的問題，提供一種採用複合酶技術水解乳清蛋白製備的富含精氨酸的營養產品及其製備方法，產品中的精氨酸主要是以短肽的形式存在，能為病人提供術後營養的補充，同時降低過敏反應。因此，本發明的一個目的在於提供一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物的製備方法。本發明的另一目的在於提供一種按照所述方法製備的富含精氨酸的乳清蛋白水解物。為達上述目的，一方面，本發明提供了一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物製備方法，該製備方法包括如下步驟(I)配製乳清蛋白水溶液，並進行熱處理使蛋白變性；(2)向蛋白變性後的乳清蛋白水溶液中加入蛋白酶進行水解，其中是先加入木瓜蛋白酶水解至水解度達到35 45 %，再加入氨肽酶共同水解至水解度達到55 % 65 %，終止水解；(3)終止水解後的溶液經超濾膜超濾，濃縮，得到所述富含精氨酸的乳清蛋白水解物。本發明中所用乳清蛋白可以是通過本領域已知的方法生產得到的乳清蛋白，如乳清分離蛋白(WPI)或乳清濃縮蛋白(WPC)等。
本發明採用複合酶水解工藝水解乳清蛋白，發明人在研究中發現，作為內切酶的木瓜蛋白酶優先作用於底物，隨著底物中多肽含量的增加，再加入外切酶氨肽酶，所選用的木瓜蛋白酶和氨肽酶共同作用於乳清蛋白以及部分不溶性多肽，由於酶解位點的不同，所製得的水解產物中精氨酸的短肽存在形式絕大部分為可溶狀態，再利率超濾膜過濾技術分離出可溶性的水解產物，這樣可以獲得純度較高的可溶性精氨酸水解產物。根據本發明的具體實施方案，本發明的方法中，優選控制步驟(I)配製的乳清蛋白水溶液中乳清蛋白重量濃度為2% 10% (w/w，按總固形物的含量計算，除特別標註和說明外，本發明中所述含量與比例均為重量含量與比例)，更優選為5% 8%。根據本發明的具體實施方案，本發明的方法中，優選控制步驟(I)配製的乳清蛋白水溶液中脂肪含量小於O. 1%，更優選在O. 09%以下。所配製的乳清蛋白水溶液可視需要進行適當的離心脫脂以使其中脂肪含量滿足該濃度限定。根據本發明的具體實施方案，本發明的方法中，乳清蛋白水溶液的蛋白變性處理 可以採用所屬領域任何已經的熱處理方法，本發明中優選是將乳清蛋白水溶液在60°C 90°C下保溫5 20min而使蛋白變性。根據本發明的具體實施方案，本發明中，所述木瓜蛋白酶與氨肽酶均可商購獲得，各酶製劑符合相關行業標準要求即可。通常在確定所用酶製劑後，適合酶水解的PH值範圍及溫度即可獲知。本發明的方法優選根據需要還包括在向蛋白變性後的乳清蛋白水溶液中加入蛋白酶進行水解前，將蛋白變性後的乳清蛋白水溶液的PH值調節至6. O 9. O的過程。調節pH值的調節劑可以採用所屬領域中常用的調節劑，如NaOH溶液、HCl溶液等。具體的酶製劑的用量及水解溫度、水解時間可以根據本發明中對水解度的要求進行適當確定及調整。在本發明的優選方案中，為提高產品中精氨酸的含量和產率，以乳清蛋白水溶液中乳清蛋白的含量為基準，應控制步驟(2)中木瓜蛋白酶用量為乳清蛋白重量的1. 5% 4%，氨肽酶用量為乳清蛋白重量的1% 3% ;更優選地，控制木瓜蛋白酶和氨肽酶的總用量為乳清蛋白重量的3% 6%，且木瓜蛋白酶與氨肽酶的重量比為1: O. 5 1:1。更具體地，加入木瓜蛋白酶水解條件可以控制為50°C 65°C水解I 2小時，加入氨肽酶共同水解條件控制為50°C 65°C水解I 2小時。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，控制加入木瓜蛋白酶水解至水解度在40%左右時加入氨肽酶共同水解，共同水解至水解度60%左右時滅活終止水解。本發明中，所述水解度的測定按照所屬領域的常規操作進行。滅活終止水解的方式也可採用所屬領域的常規操作，本發明中優選是在水解度達到要求後將水解溶液在85°C 95°C維持5 20min以滅活酶而終止水解。根據本發明的優選具體實施方案，本發明的方法中，步驟(3)中所述超濾條件為超濾膜分子量孔徑5000 lOOOODa，進膜工作壓力O. 2 1. 5MPa，出膜工作壓力O. 05
O.20MPa。此外，所述超濾膜的工作溫度為30°C 50°C。超濾後的水解液可根據需求進一步濃縮以得到不同規格的乳清蛋白水解物製品。所述的濃縮可以參考現有技術中任何可行的濃縮操作，例如反滲透膜濃縮處理等。通常濃縮至固形物含量在37% 42%範圍之間，即可作為乳清蛋白水解物製品出售。根據本發明的具體實施方案，還可以將濃縮後的水解物進一步乾燥以得到乾粉形式的乳清蛋白水解物製品。在一更具體實施方案中，本發明的方法包括將超濾濃縮後的水解液進一步冷凍乾燥以製備凍乾粉的過程。所述的冷凍乾燥過程可以按照所屬領域的常規操作進行。通過採取本發明的水解方法，所獲得的水解產物可溶性好，以該水解物的總固形物含量為基準，其中精氨酸的含量可以達到30%以上。並且，本發明中富含精氨酸的產品得率高，可達45%以上。本發明中得率計算方法為得率=反應後凍乾粉的質量(W)/反應前原料的質量(w) X 100%。另一方面，本發明還提供了一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物 ，該水解物是按照本發明所述方法製備得到的。根據的具體實施方案，本發明的乳清蛋白水解物可以是濃縮液的形式，也可以是進一步乾燥後的乾粉形式。以該水解物的總固形物含量為基準，其中分子量為180 IOOODa的寡肽含量為80%以上(通常在82% 90%之間)，分子量小於180Da的游離胺基酸含量為2% 4%，脂肪含量1%以下；精氨酸含量(包括包含在寡肽內的精氨酸以及游離的精氨酸)30%以上，可達32% 40%甚至更高。本發明中，各數據的測量均是按照所屬領域的常規方法，例如，蛋白肽分子量分布採用高效凝膠過濾色譜法測定，胺基酸含量測定方法使用市售胺基酸自動分析儀。關於過敏原含量，由於乳清蛋白中主要的過敏原為β_乳球蛋白，本發明中是通過測定β_乳球蛋白來測定過敏原含量，測定方法為基於抗原-抗體結合顯色的試劑盒法。綜上所述，本發明採用複合酶技術水解乳清蛋白製備得到了一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物，工藝成本較低，所述乳清蛋白水解物富含精氨酸，由於水解產物中的精氨酸大部分以寡肽形式存在，易於消化吸收，且過敏原含量低，產品極易溶於水，營養價值高。該產品作為營養補充產品可以在病人術後一段時間內長期服用，有助於術後病人的快速恢復，為病人提供術後營養的補充，同時大大降低了病人的過敏反應。
圖1為本發明一具體實施例中製備富含精氨酸的乳清蛋白水解物的流程示意圖。
具體實施例方式以下通過具體實施例詳細說明本發明的實施過程和產生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本發明的實質和特點，不作為對本案可實施範圍的限定。實施例1 :參見圖1，將乳清蛋白用水配製成8%重量的溶液，並將該溶液離心脫脂(5000r/min，55°C )至脂肪含量小於O. 09%，將脫脂後的溶液在90°C熱水浴中保溫10分鐘以使蛋白變性，之後將溶液冷卻至室溫後用lmol/L的NaOH水溶液將該脫脂後的溶液的pH值調至
7.O ;然後將乳清蛋白溶液置於55°C水浴保溫，向乳清蛋白溶液中加入約佔原料乳清蛋白用量2. 6%的木瓜蛋白酶製劑，水解1. 5h至水解度約40%，然後加入約佔原料乳清蛋白用量1. 4%的氨肽酶ProteAX(日本天野酶株式會社(Amano Enzyme))再共同水解約2h至水解度60%左右，在90°C的條件下水浴滅活10分鐘終止水解，再利用超濾膜將此水解溶液膜濾處理，超濾膜的膜分子量孔徑為6000Da，超濾膜的進膜工作壓力為1. 5MPa，出膜工作壓力為O. lOMPa，超濾膜的工作溫度為30°C ;再將膜透過液利用反滲透膜進行濃縮處理，之後凍幹濃縮液，製得本實施例的富含精氨酸的乳清蛋白水解物的粉劑樣品。1、分子量分布測定方法採用高效凝膠過濾色譜法測定本實施例的水解物中蛋白肽分子量分布，通過峰面積歸一化法得到不同分子量範圍肽的相對百分比；並用GPC軟體處理數據得到不同分子量範圍肽的數均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。結果
權利要求
1.一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物的製備方法，該製備方法包括如下步驟(1)配製乳清蛋白水溶液，並進行熱處理使蛋白變性；(2)向蛋白變性後的乳清蛋白水溶液中加入蛋白酶進行水解，其中是先加入木瓜蛋白酶水解至水解度達到35 45%,再加入氨肽酶共同水解至水解度達到55% 65%,終止水解；(3)終止水解後的溶液經超濾膜超濾，濃縮，得到所述富含精氨酸的乳清蛋白水解物。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，控制步驟(I)配製的乳清蛋白水溶液中乳清蛋白重量濃度為2% 10%，並控制該乳清蛋白水溶液中脂肪含量小於O. 1% ;該乳清蛋白水溶液是在60V 90°C下保溫5 20min而使蛋白變性。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，以乳清蛋白水溶液中乳清蛋白的含量為基準，控制步驟(2)中木瓜蛋白酶用量為乳清蛋白重量的1.5% 4%，氨肽酶用量為乳清蛋白重量的1% 3% ;優選地，控制木瓜蛋白酶和氨肽酶的總用量為乳清蛋白重量的3% 6%，且木瓜蛋白酶與氨肽酶的重量比為1: O. 5 1:1。
4.根據權利要求1或3所述的方法，其中，步驟(2)中加入木瓜蛋白酶水解條件為 50°C 65°C水解I 2小時，加入氨肽酶共同水解條件為50°C 65°C水解I 2小時。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(2)中水解度達到要求後將水解溶液在 85°C 95°C維持5 20min以滅活酶而終止水解。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(3)中所述超濾條件為超濾膜分子量孔徑 5000 lOOOODa，進膜工作壓力O. 2 1. 5MPa,出膜工作壓力O. 05 O. 20MPa。
7.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括在向蛋白變性後的乳清蛋白水溶液中加入蛋白酶進行水解前，將蛋白變性後的乳清蛋白水溶液的PH值調節至6. O 9. O的過程。
8.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括將超濾濃縮後的水解液進一步冷凍乾燥以製備凍乾粉的過程。
9.一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物，該水解物是按照權利要求1 8任意一項所述方法製備得到的。
10.根據權利要求9所述的乳清蛋白水解物，以該水解物的總固形物含量為基準，其中分子量為180 IOOODa的寡肽含量為80%以上,分子量小於180Da的遊尚胺基酸含量為 2% 4%，脂肪含量1%以下；精氨酸含量30%以上。
全文摘要
本發明提供了一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物及其製備方法。所述製備方法包括如下步驟配製乳清蛋白水溶液，並進行熱處理使蛋白變性；向蛋白變性後的乳清蛋白水溶液中加入蛋白酶進行水解，其中是先加入木瓜蛋白酶水解至水解度達到35～45％，再加入氨肽酶共同水解至水解度達到55％～65％，終止水解；終止水解後的溶液經超濾膜超濾，濃縮，得到所述富含精氨酸的乳清蛋白水解物。所述乳清蛋白水解物為富含精氨酸的可溶性水解產物，由於水解產物中精氨酸主要以寡肽的形式存在，過敏原含量低且極易溶於水產品，蛋白含量高。
文檔編號C12P21/06GK103014111SQ20121053858
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者石丹 申請人:內蒙古伊利實業集團股份有限公司