從大豆廢渣中製備多肽的技術的製作方法
2023-05-07 10:26:06 2
專利名稱：從大豆廢渣中製備多肽的技術的製作方法
技術領域：
本發明屬於生物製品加工領域，尤其是涉及一種從大豆廢渣中製備多肽的技術。
背景技術：
我國大豆年產約1640萬噸，佔世界總產量的9％，居第三位。大豆作為一種重要的油料作物，其產量的80％以上用於油脂生產，這樣就產生了大量的變性豆粕。隨著科技的不斷進步和人們對大豆營養作用和保健功效的深入研究，大豆中多種微量成分與其生物活性的關係已受到人們的關注，其中從大豆中提取大豆異黃酮已成為大豆深加工領域一個重要方面，並已形成了相當的產業化規模。據不完全統計，我國每年生產大豆異黃酮約150噸，約產生3萬噸的豆粕渣。由於目前還沒有建立技術可靠、經濟可行的回收利用、高值轉化的處理渠道，因此大量的豆粕渣主要用作飼料，只有少部分用於發酵食品生產。這不僅造成了資源的巨大的浪費而且還會帶來大量的環境問題。
大豆多肽具有易消化吸收、能迅速給機體提供能量、無蛋白變性、無豆腥味、無殘渣、分子量小、易溶於水、且在酸性條件下也不產生沉澱、溶液粘性小和受熱不凝固等特性，是一種比較理想的新型大豆深加工產品。而且最令人興奮的是大豆多肽是一種活性多肽，具有降低血清膽固醇、降血壓和促進脂肪代謝等獨特的生理功能，在食品工業上作為功能因子具有十分廣泛的用途和較廣闊的開發應用前景。
具有生物活性功能是大豆多肽的重要特性，而大豆多肽的生物活性主要取決於其特定的立體結構和構象。一旦這些特定的立體結構和構象被破壞以後，多肽將失去活性。現有的蛋白酶法製備大豆多肽工藝，水解蛋白質原料的效率低下，而且所需時間長；而常規的酸水解和鹼水解法製備大豆多肽的工藝，雖然水解蛋白質原料的效率高，但其固有的立體結構和構象在很大程度遭到嚴重的破壞，同時某些胺基酸可能會被分解，從而使產品失去生物活性；另外酸水解和鹼水解工藝，還會帶來環境汙染。
利用提取大豆異黃酮後的粕渣製備的大豆多肽，其產物是分子量不同的多肽的混合物，而不同分子結構和分子大小的多肽，具有不同的生物活性和功能，其應用也各不相同。若能利用現代分離手段，分離出不同級分的活性多肽，將其進一步深加工，廣泛應用於營養保健、醫學醫藥品和美容護膚等領域，其社會效益、經濟效益將會更加顯著。
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種從大豆廢渣中製備多肽的技術，以製備出具有不同生物功能的天然活性肽，最大限度地保證天然肽的活性，運行成本低，生產效率高，而且有利於環境保護。
發明內容
本發明的目的是通過下述技術方案來實現的將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣100份、去離子水100～300份、多元複合蛋白酶0.2～1.0份攪拌均勻後，在pH＝5～7，溫度30～60℃下酶解反應5～24小時；再調節酶解液的pH值為4.0～4.5，去除未水解的蛋白質沉澱，得到大豆多肽混合液粗品。
在大豆多肽混合液粗品中加入多肽質量的0.5％～1.5％倍活性炭，在30～40℃、pH＝2.0～4.0下攪拌10～30分鐘，過濾2～3次；濾液分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-，得到大豆多肽混合液精品。
大豆多肽混合液精品通過0.22μm的微孔濾膜去除微粒；採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術，將大豆多肽混合液進行分級和濃縮，控制操作溫度在20～40℃，壓力0.1～0.25Mpa，pH＝5～7，超濾時間2～5小時；選擇截留上限為20kD，截留下限為1kD超濾膜，經超濾後得到不同級分的大豆多肽濃縮液。
將上述大豆多肽混合液粗品或大豆多肽混合液精品或各級分的大豆多肽濃縮液分別在135℃溫度下進行5秒的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥即可得到粗品粉末大豆多肽或精品粉末大豆多肽或各種級分的粉末大豆多肽。
上述方案中，提取大豆異黃酮後的大豆廢渣經預處理後再用於酶解反應，預處理工藝為將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣，在90℃下加熱5～20分鐘，立即降溫，進行清洗、磨漿、粗濾。
上述方案中，將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣100份、去離子水100～300份用酸或鹼調節pH＝5～7，升溫至30～60℃，保溫攪拌10～30分鐘後，再加入多元複合蛋白酶進行酶解反應。
上述方案中，將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣，在90℃下加熱10分鐘，立即降溫，進行清洗、磨漿、粗濾處理；經上述預處理的100份大豆廢渣和100～300份去離子水，加入生化反應器中；用酸或鹼調節pH＝5～7，升溫至30～50℃，保溫攪拌10～30分鐘；加入多元複合蛋白酶0.2～1.0份於生化反應器中，攪拌均勻後，酶解反應5～24小時；通過調節蛋白酶解液的pH值為4.0～4.5，去除未水解的蛋白質沉澱；加入大豆蛋白酶解液中多肽質量0.5％～1.5％倍活性炭，在30～40℃、pH＝2.0～4.0下攪拌10～30分鐘，過濾2～3次；將大豆蛋白酶解液分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-；再通過0.22μm的微孔濾膜去除微粒；採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術，將酶解後的多肽進行分級和濃縮，控制操作溫度在20～40℃，壓力0.1～0.25Mpa，pH＝5～7，超濾時間2～5小時；選擇截留上限為20kD，截留下限為1kD超濾膜，經超濾後得到不同級分的大豆多肽濃縮液；將得到的不同級分的大豆多肽濃縮液分別在135℃溫度下進行5秒的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥即可得到不同級分的成品粉末大豆多肽。
上述方案中，多元複合蛋白酶為微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合。
上述方案中，微生物蛋白酶為從大豆發酵食品中分離出的微生物蛋白酶。
本發明具有如下優點(1)利用提取大豆異黃酮後的廢渣為原料來製備大豆多肽，使廢料得到了有效利用，並且整個過程對環境是友好的；(2)酶解反應前，將預處理的豆粕在90℃下加熱10分鐘，既可防止大豆蛋白溶液黏度升高，又可大大提高其水解度；(3)從大豆發酵食品中分離出的微生物蛋白酶能夠有效地作用於大豆蛋白的高級結構，因此該酶對大豆蛋白具有很好的酶解作用；(4)多酶協同作用，有效控制酶切反應的位點，得到目標產物；(5)多酶水解是在比較溫和的條件下進行的，能夠確保存大豆多肽的營養價值和最大程度的活性回收；
(6)針對大豆蛋白水解產物苦味的出現，在採用多酶協同水解的基礎上，配合活性炭吸附處理，使得大豆多肽口味得到明顯改善，色澤透明澄清；(7)採用離子交換樹脂法來脫除水解液中的Na+和Cl-，大大降低了鹽分含量，消除了水解液的鹹味；(8)採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術，無相變發生，無致熱源導入，不使用有機溶劑，不改變溶液pH值和離子強度，這些都有利於大豆多肽活性的回收；(9)根據大豆多肽不同的用途，可自由地選擇超濾膜的截留分子量的參數，從而獲取相應分子量範圍的產品；(10)生化反應過程中所用的微生物蛋白酶和動、植物蛋白酶安全可靠，因此其產品是綠色的。
本發明採用從大豆發酵食品中分離出的微生物蛋白酶結合動植物蛋白酶處理提取大豆異黃酮後的廢渣，通過超濾技術分級製備出具有不同生物功能的天然活性肽，最大限度地保證了天然肽的活性，運行成本低，生產效率高，而且有利於環境保護。產品具有良好的酸鹼適應性、熱穩定性、較高濃度下的流動性、高吸收性、非過敏性以及細胞的適應性等一系列特徵，可廣泛應用於營養保健，醫學醫藥品和美容護膚等領域，將產生顯著的社會和經濟效益。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明進行具體的描述，但本發明不僅限於所述實施例。
實施例一將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣，在90℃下加熱10分鐘，立即降溫，進行清洗、磨漿分離、細磨、過濾等處理；將預處理過的豆粕渣100千克勻漿，與去離子水200千克混合，加入到生化反應器中；用酸調節pH＝5，升溫至45℃，保溫攪拌20分鐘；加入由微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元複合蛋白酶0.25千克於生化反應器中，攪拌均勻後，酶解反應12小時；通過調節蛋白酶解液的pH值為4，去除未水解的蛋白質沉澱；在碳∶液＝1∶100，溫度40℃，pH＝4的條件下，加入活性炭，攪拌20分鐘，過濾2次；將大豆蛋白酶解液以10倍柱體積/h的流速分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-；通過0.22μm的微孔濾膜去除微粒；然後使用超低蛋白質吸附膜，控制操作壓力0.20Mpa，溫度30℃，pH＝6～6.5，採用切向流技術超濾2小時；選擇截留上限為20kD，截留下限為1kD超濾膜，經超濾後得到20kD～1kD的活性蛋白質濃縮液，依次超濾分別得到20kD～10kD、10kD～5kD、5kD～3kD、3kD～1kD和小於1kD的不同級分的活性大豆多肽混合濃縮液；將得到的不同級分的大豆多肽濃縮液分別在135℃溫度下進行5秒的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥即可得到不同級分的成品粉末大豆多肽。
實施例二將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣100千克、去離子水100千克、由微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元複合蛋白酶0.2千克攪拌均勻後，在pH＝5，溫度60℃下酶解反應24小時；再調節酶解液的pH值為4，去除未水解的蛋白質沉澱，得到大豆多肽混合液粗品。
在大豆多肽混合液粗品中加入多肽質量的0.5％倍活性炭，在40℃、pH＝4.0下攪拌10分鐘，過濾2次；濾液分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-，得到大豆多肽混合液精品。
大豆多肽混合液精品通過0.22μm的微孔濾膜去除微粒；採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術，將大豆多肽混合液進行分級和濃縮，控制操作溫度在20℃，壓力0.25Mpa，pH＝7，超濾時間2小時；選擇截留上限為20kD，截留下限為1kD超濾膜，依次超濾分別得到20kD～10kD、10kD～5kD、5kD～3kD、3kD～1kD和小於1kD的不同級分的活性大豆多肽濃縮液。
將各級分的大豆多肽濃縮液分別在135℃溫度下進行5秒的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥得到各種級分的粉末大豆多肽。
實施例三將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣，在90℃下加熱5分鐘，立即降溫，進行清洗、磨漿分離、細磨、過濾等處理；將預處理過的豆粕渣100千克勻漿，與去離子水300千克混合，加入到生化反應器中；用鹼調節pH＝7，升溫至60℃，保溫攪拌10分鐘；加入由微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元複合蛋白酶1千克於生化反應器中，攪拌均勻後，酶解反應5小時；通過調節蛋白酶解液的pH值為4.5，去除未水解的蛋白質沉澱；加入蛋白酶解液中多肽質量的1.5％倍活性炭，在30℃、pH＝2.0下攪拌30分鐘，過濾3次；濾液以10倍柱體積/h的流速分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-；再將蛋白酶解液進行適當稀釋，通過0.22μm的微孔濾膜去除微粒；採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術，將酶解後的多肽進行分級和濃縮，控制操作溫度在40℃，壓力0.1Mpa，pH＝5，超濾時間5小時；選擇截留上限為20kD，截留下限為1kD超濾膜，依次超濾分別得到20kD～10kD、10kD～5kD、5kD～3kD、3kD～1kD和小於1kD的不同級分的活性大豆多肽濃縮液；將各級分的大豆多肽濃縮液分別在135℃溫度下進行5秒的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥得到各種級分的粉末大豆多肽。
實施例四將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣，在90℃下加熱20分鐘，立即降溫，進行清洗、磨漿分離、細磨、過濾等處理；將預處理過的豆粕渣100千克勻漿，與去離子水300千克混合，加入到生化反應器中；用酸調節pH5，升溫至30℃，保溫攪拌30分鐘；加入由大豆發酵食品中分離出的微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元複合蛋白酶0.5千克於生化反應器中，攪拌均勻後，酶解反應12小時；通過調節蛋白酶解液的pH值為4，去除未水解的蛋白質沉澱；加入蛋白酶解液中多肽質量的1％倍活性炭，在30℃、pH＝3.0下攪拌20分鐘，過濾3次；將蛋白酶解液以10倍柱體積/h的流速分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-；再將蛋白酶解液進行適當稀釋，通過0.22μm的微孔濾膜去除微粒；採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術，將酶解後的多肽進行分級和濃縮，控制操作溫度在30℃，壓力0.2Mpa，pH＝5，超濾時間3小時；選擇截留上限為20kD，截留下限為1kD超濾膜，依次超濾分別得到20kD～10kD、10kD～5kD、5kD～3kD、3kD～1kD和小於1kD的不同級分的活性大豆多肽濃縮液；將各級分的大豆多肽濃縮液分別在135℃溫度下進行5s的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥得到各種級分的粉末大豆多肽。
實施例五將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣，在90℃下加熱10分鐘，立即降溫，進行清洗、磨漿分離、細磨、過濾等處理；將預處理過的豆粕渣100千克勻漿，與去離子水200千克混合，加入到生化反應器中；用酸調節pH6，升溫至50℃，保溫攪拌20分鐘；加入由大豆發酵食品中分離出的微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合而成的多元複合蛋白酶0.4千克於生化反應器中，攪拌均勻後，酶解反應10小時；調節蛋白酶解液的pH值為4，去除未水解的蛋白質沉澱，得到大豆多肽混合液粗品；將大豆多肽混合液粗品在135℃溫度下進行5s的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥得到粗品粉末大豆多肽。
實施例六在實施例五製備的大豆多肽混合液粗品中加入多肽質量1％倍活性炭，在30℃、pH＝3.0下攪拌20分鐘，過濾2次；濾液分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-，得到大豆多肽混合液精品；將大豆多肽混合液精品在135℃溫度下進行5s的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥即可得到精品粉末大豆多肽。
權利要求
1.一種從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣100份、去離子水100～300份、多元複合蛋白酶0.2～1.0份攪拌均勻後，在pH＝5～7，溫度30～60℃下酶解反應5～24小時；再調節酶解液的pH值為4.0～4.5，去除未水解的蛋白質沉澱，得到大豆多肽混合液粗品。
2.根據權利要求1所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於在大豆多肽混合液粗品中加入多肽質量的0.5％～1.5％倍活性炭，在30～40℃、pH＝2.0～4.0下攪拌10～30分鐘，過濾2～3次；濾液分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-，得到大豆多肽混合液精品。
3.根據權利要求2所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於大豆多肽混合液精品通過0.22μm的微孔濾膜去除微粒；採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術，將大豆多肽混合液進行分級和濃縮，控制操作溫度在20～40℃，壓力0.1～0.25Mpa，pH＝5～7，超濾時間2～5小時；選擇截留上限為20kD，截留下限為1kD超濾膜，經超濾後得到不同級分的大豆多肽濃縮液。
4.根據權利要求1、2、3所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於將大豆多肽混合液粗品或大豆多肽混合液精品或各級分的大豆多肽濃縮液分別在135℃溫度下進行5秒的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥即可得到粗品粉末大豆多肽或精品粉末大豆多肽或各種級分的粉末大豆多肽。
5.根據權利要求1所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於提取大豆異黃酮後的大豆廢渣經預處理後再用於酶解反應，預處理工藝為將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣，在90℃下加熱5～20分鐘，立即降溫，進行清洗、磨漿、粗濾。
6.根據權利要求1、5所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣100份、去離子水100～300份用酸或鹼調節pH＝5～7，升溫至30～60℃，保溫攪拌10～30分鐘後，再加入多元複合蛋白酶進行酶解反應。
7.根據權利要求1、2、3所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於將提取大豆異黃酮後的大豆廢渣，在90℃下加熱10分鐘，立即降溫，進行清洗、磨漿、粗濾處理；經上述預處理的100份大豆廢渣和100～300份去離子水，加入生化反應器中；用酸或鹼調節pH＝5～7，升溫至30～50℃，保溫攪拌10～30分鐘；加入多元複合蛋白酶0.2～1.0份於生化反應器中，攪拌均勻後，酶解反應5～24小時；通過調節蛋白酶解液的pH值為4.0～4.5，去除未水解的蛋白質沉澱；加入大豆蛋白酶解液中多肽質量0.5％～1.5％倍活性炭，在30～40℃、pH＝2.0～4.0下攪拌10～30分鐘，過濾2～3次；將大豆蛋白酶解液分別流經H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂來脫除Na+和Cl-；再通過0.22μm的微孔濾膜去除微粒；採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術，將酶解後的多肽進行分級和濃縮，控制操作溫度在20～40℃，壓力0.1～0.25Mpa，pH＝5～7，超濾時間2～5小時；選擇截留上限為20kD，截留下限為1kD超濾膜，經超濾後得到不同級分的大豆多肽濃縮液；將得到的不同級分的大豆多肽濃縮液分別在135℃溫度下進行5秒的超高溫瞬間殺菌，然後真空濃縮，最後噴霧乾燥即可得到不同級分的成品粉末大豆多肽。
8.根據權利要求1所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於多元複合蛋白酶為微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合。
9.根據權利要求7所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於多元複合蛋白酶為微生物蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、1398中性蛋白酶按同等比例混合。
10.根據權利要求8、9所述的從大豆廢渣中製備多肽的技術，其特徵在於微生物蛋白酶為從大豆發酵食品中分離出的微生物蛋白酶。
全文摘要
本發明是一種從大豆廢渣中製備多肽的技術，將預處理過的提取大豆異黃酮後的大豆廢渣100份、去離子水100～300份、多元複合蛋白酶0.2～1.0份攪拌均勻後，在pH＝5～7，溫度40～60℃下酶解反應5～24小時；再調節酶解液的pH值為4.0～4.5，去除未水解的蛋白質沉澱，用活性炭脫苦脫色，再以色譜法脫鹽，採用超低蛋白質吸附膜和切向流超濾技術進行分級和濃縮，得到不同分級水平分子量和結構、具有不同生物功能的天然活性肽。本發明運行成本低，生產效率高，有利於環境保護，產品具有良好的酸鹼適應性、熱穩定性、流動性、高吸收性、非過敏性、細胞的適應性等，可廣泛應用於營養保健，醫學醫藥品和美容護膚等領域。
文檔編號C12P21/00GK1534098SQ0311758
公開日2004年10月6日 申請日期2003年4月1日 優先權日2003年4月1日
發明者謝君, 梁洪波, 徐寧, 尹華清, 陳建國, 謝 君 申請人:成都辰農綠色產業有限公司, 謝君