酶法製取大豆運動多肽的方法

2023-04-26 11:56:36 1

專利名稱：酶法製取大豆運動多肽的方法
技術領域：
本發明涉及功能性食品，具體涉及一種大豆運動多肽製備方法。
(二)
背景技術：
現代營養學研究發現，多肽具有比游離胺基酸吸收快、吸收率好、生物效價高等特點， 是具有多種生理功能的活性物質。其中，抗疲勞肽具有明顯提高人體工作能力，增強肌肉含
量力量，維持或提高機體的運動能力，並且快速消除疲勞，迅速恢復和增強體力等功效，有 助於在運動環境下維持人體健康。因此，抗疲勞肽可以成為從事體力、腦力、體育運動等人 群的一種重要的功能性食品基料。
這種活性多肽，具有吸收快速、低耗、不易飽和的特點。因而，可以為某些特殊身體狀 況的人群如競技運動員、腦力勞動者、野外工作者快速補充營養，緩解疲勞。據報導，大豆 多肽中具有清除自由基、抗氧化等活性成分，能抑制機體內因運動產生的自由基大量積累， 減少人體紅細胞氧化溶血程度以及抑制脂質體膜的破壞。大豆活性多肽對乳酸菌、雙歧桿菌 和酵母菌等多種微生物的生長有顯著促進作用，因而可以改善內環境、內分泌的作用，這對 食物營養的吸收和抵抗疲勞具有重要的促進意義。大豆多肽固體飲料在美國、羅馬尼亞對促 進恢復運動員耐力方面具有廣泛的應用。閂本的不二公司開發的分子量在2400Da 5000Da 的大豆肽製品，在功能性飲料、運動營養食品方面應用廣泛。
目前，生物活性肽的生產製備的方法和途徑有三種 一是從自然界的生物體中提取其本 身固有的各種天然活性肽類物質；二是通過蛋白質降解的途徑可以獲得具有各種生理功能的 生物活性肽；二是應用合成方法來製備生物活性肽。天然生物體中存在著具有各種生理功能 的生物活性肽，因此從天然生物體中可以提取生物活性肽，但是由於生物活性肽在生物體內 的含量普遍很低，而且提取成本高，大量使用有機溶劑還會造成對環境的汙染以及所提取的 生物活性肽中存在有機溶劑殘留而帶來毒性等問題，因此，實際生產中不宜使用這種方法。 而合成法雖可按人們的意願合成任意活性肽，但目前因為存在成本高、副反應多及殘留有毒 化合物等問題制約著發展。目前用的最多的是酶水解法，酶能在溫和的條件下進行水解，並 且可通過選擇酶的種類、控制反應時間和水解度來得到具有特定生理功能的生物活性肽。酶 解蛋白質生產活性肽安全性高，且水解過程易控制，因而近幾年報導的活性肽的製備方法皆 為酶解法。當前應用蛋白酶解法製備生物活性肽成為國內外研究的熱點，並成為研究人員開 發了新型的保健食品及其基料的主要途徑之一。
目前生物活性肽類食品在日本、美國以及西歐等發達國家早己上市，而我國對生物活性
3肽的研究和開發尚處於起步發展階段，有著廣闊的市場前景。
現代研究表明，在營養蛋白的多肽鏈內部可能普遍存在著功能區，選擇合適的蛋白酶水 解這些多肽鏈，有可能將其釋放出來，從而製備出具有各種各樣的功能特性的生物活性肽。 通過酶解方法，就有可能把蛋白質中所蘊藏的功能區肽片段釋放出來，製備出具有各種各樣 生理活性的生物活性肽製備。因此，國內外關於蛋白水解物和活性肽產品的開發極為活躍。 近年來人們在生物活性肽方面取得了很大進展，越來越多生物活性肽被發現並分離出來，並 確定了結構和功能。活性肽的不斷發現，以及對它們的結構、功能和機理的深入研究，無疑 在理論研究和臨床實踐中都有其重要意義。
國外對蛋白質水解的研究始於100多年前，自1886年開始把蛋白質水解物應用於食品工 業上，當時把酸水解的植物蛋白水解物(HVP)作為調味劑添加於食品中。隨後關於蛋白質 水解的研究是針對如何改善蛋白質的加工功能特性上，如水溶性、乳化性、起泡性、穩定性 (熱穩定性、貯存穩定性)以及風味特性等。同時基於酸鹼水解物的安全性，蛋白質的水解 研究也逐步轉向於酶催化水解的方向上。然而，真正使蛋白質的酶解研究成為焦點和熱點的 原因，是科學家從蛋白質的酶解物中發現並分離純化出具有一定生理活性且功效顯著的生物 活性肽。近年來，國外對蛋白質酶解工藝的研究主要集中在四個方面 一是對新開發的蛋白 質資源的酶解工藝研究，以求獲得具有優越的加工功能特性產物，為食品工業提供新的添加
劑和配料；二是通過利用新的水解蛋白酶或工藝路線，製備出肽分子量更為分布集中的水解
物，例如Manuela等人通過水解工藝的改進，其乳清蛋白水解物的肽分子量分布基本集中在 7500Da 8000Da和4000Da 4500Da兩部分；三是通過水解工藝的改善，進一步提高生物活 性肽的得率，並從不同的蛋白質來源獲得具有相同功效的生物活性肽，例如，血管緊張轉化 酶抑制劑(ACE抑制因子)，其蛋白源有很多，可以從動物蛋白(乳蛋白、血蛋白、魚蛋白 等)獲得，也可以從植物蛋白(大豆蛋白、穀物蛋白等)製備出來；四是新式的酶解工藝的 研究，例如，把酶解與膜分離技術結合在一起，形成連續式的水解工藝；應用固定化酶進行 水解等。
我國利用蛋白酶解法製備生物活性肽方面的研究起步較晚，早期對蛋白質水解的研究主 要是基於改善蛋白質的加工功能特性方面，而且大量的研究工作都集中在大豆蛋白、花生蛋 白等植物蛋白。例如，前幾年在我國調味品行業用量比較大的HVP，其水解方法是利用酸水 解法製造的，結果直接導致蛋白水解物中殘留氯丙醇等有毒物質，對我國的調味品產業造成 比較大的衝擊。然而，隨著相關科研工作的深入發展，同時也基於對生物活性肽所具有的各 種生理活性的逐步認識，近幾年國內對生物活性肽的研究與生產也非常重視，其重點研究對 象主要是大豆蛋白、乳蛋白等。我國近幾年大量開展了大豆多肽的生產和應用的研究工作並在蛋白酶的選擇、酶解工藝參數的優化、水解液的脫苦、脫鹽及分離精製等方面取得了一 定的進展。
發明內容
本發明的目的在於提供一種大豆運動多肽的製備技術，有望成為從事體力、腦力、體育 運動等人群的一種重要的功能性食品基料。
本發明的目的是這樣實現的 一種酶法製取大豆多肽的製備方法，方法包括以下歩驟
1. 原料液預處理
選用大豆分離蛋白粉(蛋白質含量280 83%)為原料，採用75。C 卯t:的水，製成濃度 為3% 6°/。的酶解底物，均勻攪拌後，保溫處理10 18min，然後降溫到5CTC 65。C，並調 節溶液pH值為7 9.5。
2. 酶解反應
在經過預處理的原料液中加入5% 20%蛋白酶，在5(TC 65'C的條件下反應2 5h。
3. 超濾分離
酶解反應結束後，經過截流分子量1000Da、5000Da的PS膜超濾器超濾。操作壓力為0.1~ 0.5MPa ，溫度為4°C 8°C
4. 噴霧乾燥
將分離後的各段分子量多肽溶液經高壓泵打入噴霧乾燥塔進行乾燥，乾燥條件為進口 溫度160°C 180°C，出口溫度75。C 90。C，高壓泵壓力4.5MPa 5 MPa。
5. 採用蛋白酶酶解製備運動多肽，產品得率為60.0% 70.0%，水解度為14.0% 20.0% 本發明還測定了大豆分離蛋白酶解多肽溶液中不同分子量肽段的蛋白質含量、Na+濃度。
結果表明蛋白質含量在84.0% 90.0%， Na+濃度在7.50% 15.00%。本實驗產品多肽應用於 運動飲料時，若按蛋白質含量0.5g/100mL折算，Na+濃度則在41.5 90.0mg/100mL，符合運 動飲料中Na+規定的濃度(5~90mg/100mL， GB15266-2000)，因此本實驗多肽產品不需要進 行脫鹽處理。
國內、外文獻對大豆分離蛋白酶解製備大豆運動多肽的方法報導較少；而且目前僅有一 個關於酶法製備大豆多肽的專利《酶法製備大豆多肽的方法》。《酶法製備大豆多肽的方法》 用木瓜蛋白酶、複合風味蛋白酶複合酶解大豆濃縮蛋白，經PS膜超濾分離器(截流分子量 6000Da)超濾，產品得率為70.5%，分子量5000Da以下的蛋白質佔蛋白質總量的卯％。
本發明方法製取的分子量為1000 Da 5000 Da的大豆多肽對小鼠運動有顯著的促進作用 (小鼠經30天餵養後，與對照組相比體重提高14.0% 20.0%，肝糖元含量提高30.0% 37.0%，血清尿素氮下降了 25 30%，血乳酸含量降低了 30-35%);生產總成本相對較低，投
5資較少，所制產品可直接使用，也可用作食品營養強化劑，以提高蛋白質含量，並且可運用 於運動健康食品、軍需食品等，具有廣泛用途。 具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明
1. 原料液預處理
選用大豆分離蛋白粉(蛋白質質量百分比含量^80~83%)為原料，採用90。C的水，製成 濃度百分比為5%的酶解底物，均勻攪拌後，保溫處理15min，然後降溫到55。C，並調節溶液 pH值為8.5。
2. 酶解反應
在經過預處理的原料液酶解底物中加入質量百分比5% 20%蛋白酶，在55'C的條件下反 應4h。
3. 超濾分離
酶解反應結束後，經過截流分子量1000Da、 5000Da的PS膜超濾器超濾。操作壓力為 0.2MPa ，溫度為4。C。
4. 噴霧乾燥
將分離後的各段分子量多肽溶液經高壓泵打入噴霧乾燥塔進行乾燥，乾燥條件為進口
溫度175。C，出口溫度85。C，高壓泵壓力4.5MPa。
5. 採用以上蛋白酶酶解製得的運動多肽，產品得率為65.0%，水解度為18.0%。
實施例1:
本實施例選用高效蛋白酶作為酶製劑。先將3%的大豆蛋白溶液於9(TC水浴中加熱處理 15min，然後降溫到55匸，調節溶液pH值為8.0。加入15%蛋白酶，在55'C恆溫條件下反應 4h，測得溶液水解度為16.3%。酶解反應結束後，經過截流分子量1000Da、 5000Da的PS膜 超濾器超濾。操作壓力為0.2MPa ，溫度為4'C。將分離後的各段分子量多肽溶液經高壓泵打 入噴霧乾燥塔進行乾燥，乾燥條件為進口溫度175'C，出口溫度85'C，高壓泵壓力4.5MPa。
實施例2:
本實施例選用高效蛋白酶作為酶製劑。先將5%的大豆蛋白溶液於90。C水浴中加熱處理 15min，然後降溫到55'C，調節溶液pH值為8.5。加入15%蛋白酶，在55'C恆溫條件下反應 4h，測得溶液水解度為18.7%。酶解反應結束後，經過截流分子量1000Da、 5000Da的PS膜 超濾器超濾。操作壓力為0,2MPa ，溫度為4'C。將分離後的各段分子量多肽溶液經高壓泵打 入噴霧乾燥塔進行乾燥，乾燥條件為進口溫度175'C，出口溫度85'C，高壓泵壓力4.5MPa。
實施例3:本實施例選用高效蛋白酶作為酶製劑。先將6%的大豆蛋白溶液於9(TC水浴中加熱處理 15min，然後降溫到55'C，調節溶液pH值為8.5。加入15%蛋白酶，在55'C恆溫條件下反應 4h，測得溶液水解度為17.3%。酶解反應結束後，經過截流分子量1000Da、 5000Da的PS膜 超濾器超濾。操作壓力為0,2MPa ，溫度為4'C。將分離後的各段分子量多肽溶液經高壓泵打 入噴霧乾燥塔進行乾燥，乾燥條件為進口溫度175"C，出口溫度85'C，高壓泵壓力4.5MPa。
實施例4:
本實施例選用高效蛋白酶作為酶製劑。先將4%的大豆蛋白溶液於90。C水浴中加熱處理 15min，然後降溫到55'C,調節溶液pH值為8.5。加入20%蛋白酶，在55'C恆溫條件下反應 4h，測得溶液水解度為17.8%。酶解反應結束後，經過截流分子量1000Da、 5000Da的PS膜 超濾器超濾。操作壓力為0.2MPa ，溫度為4'C。將分離後的各段分子量多肽溶液經高壓泵打 入噴霧乾燥塔進行乾燥，乾燥條件為進口溫度175'C，出口溫度85'C，高壓泵壓力4.5MPa。
權利要求
1、一種酶法製取大豆運動多肽的方法，其特徵在於所述方法包括下述步驟(1)原料液預處理選用大豆分離蛋白粉為原料，大豆分離蛋白粉蛋白質含量≥80～83％，採用75℃～90℃的水，製成濃度為3％～6％的酶解底物，均勻攪拌後，保溫處理10～18min，然後降溫到50℃～65℃，並調節溶液pH值為7～9.5；(2)酶解反應在經過預處理的原料液中加入5％～20％蛋白酶，在50℃～65℃的條件下反應2～5h；(3)超濾分離酶解反應結束後，經過截流分子量1000Da、5000Da的PS膜超濾器超濾，操作壓力為0.1～0.5MPa，溫度為4℃～8℃；(4)噴霧乾燥將分離後的各段分子量多肽溶液經高壓泵打入噴霧乾燥塔進行乾燥，乾燥條件為進口溫度160℃～180℃，出口溫度75℃～90℃，高壓泵壓力4.5MPa～5MPa；(5)採用蛋白酶酶解製得的運動多肽，產品得率為60.0％～70.0％，水解度為14.0％～20.0％。
全文摘要
本發明提供了酶法製備大豆運動多肽的方法，是一種運用蛋白酶酶解大豆蛋白製備運動多肽的生產工藝。本試驗以大豆分離蛋白為原料，採用蛋白酶水解大豆分離蛋白，製備大豆運動多肽。該生產過程包括原料預處理、酶解、超濾分離、乾燥。工藝簡單，適於工業化生產。產品可直接使用，也可用作食品營養強化劑，在提高食品蛋白質含量的同時，還可以作為運動健康食品、軍需食品的配料，為大豆蛋白的深加工開闢了新途徑。
文檔編號A23J3/16GK101485383SQ20091007129
公開日2009年7月22日 申請日期2009年1月16日 優先權日2009年1月16日
發明者任為聰, 瓊 吳, 江連洲, 程建軍, 蘇俊烽, 趙偉華 申請人:東北農業大學