一種製備功能性蛋白肽的方法
2023-06-18 11:02:16 2
專利名稱：一種製備功能性蛋白肽的方法
技術領域：
本發明涉及一種功能性蛋白肽的製備方法，特別是一種以棉籽為原料、用酶解的方法製備功能性蛋白肽的方法。
背景技術：
蛋白質屬於大分子物質，不容易被人體消化吸收，故而人們常常採用水解的方法將其降解為腖、肽、胺基酸等小分子物質，不僅易於吸收，而且短肽還具有某些特殊功效。棉籽中蛋白質含量很高，是一種優質蛋白，但棉籽中含有對人體有害的棉酚，棉籽榨油後的餅粕常被直接加工成飼料，其豐富的蛋白質未能得到很好的利用。現有應用棉籽製備功能性蛋白肽的方法有兩種，一種是採用高溫預榨浸出除油後的棉粕為原料，另一種是採用低溫浸出油脂、脫酚後的棉籽蛋白為原料，將原料放入酶解反應罐中，加入單一蛋白酶進行酶解，然後對酶解後的蛋白漿液進行乾燥、包裝後成品。
在上述第一種方法中，由於採用高溫加工，棉籽中大量賴氨酸與游離棉酚結合，形成結合棉酚，大大減少了有效胺基酸含量，同時由於工藝簡單，棉粕中還含有大量的纖維素、植酸、果膠以及低聚糖等抗營養因子，這些都大大影響了用棉粕酶解出蛋白肽的得率和營養價值。
在上述第二種方法中，採用低溫浸出油脂、脫酚後的棉籽蛋白為原料，該原料的加工溫度始終控制在80℃左右，棉籽蛋白沒有經過高溫處理，蛋白中酶作用點暴露較少，水解度低，不利於下一步的酶解步驟的進行。而且，在傳統酶解反應中採用單一的蛋白酶對棉籽蛋白進行酶解，反應的時間長且無法達到較高的產率。另外，傳統方法忽略了反應中的pH值及攪拌速率等因素，從而一直未能進一步提高酶解效率。
發明內容本發明的目的是提供一種製備功能性蛋白肽的方法，主要解決用棉籽處理為適宜製備功能性蛋白肽的原料、降低棉酚、抗營養因子殘留量、提高蛋白肽產率的問題；還解決用傳統方法生產的棉籽蛋白水解度低、反應時間長、酶解效率低的問題。
本發明的目的是這樣實現的這種製備功能性蛋白肽的方法，將原料放入酶解反應罐中，加入蛋白酶進行水解反應，然後對酶解後的蛋白漿液在乾燥塔中進行乾燥、包裝後成品，其特徵在於上述原料是一種熟化的脫酚棉籽蛋白，該原料由以下方法製得將預處理後的棉籽，用6#溶劑油浸出棉籽油，用甲醇脫除棉酚，然後對物料進行100℃～120℃高溫烘乾熟化10-30分鐘，繼而得到作為酶解蛋白肽的原料。
上述水解反應的前期可對酶解反應罐內的物料進行均勻攪拌、浸泡。
上述蛋白酶可以是菠蘿蛋白酶與A.S1398中性蛋白酶兩種，原料的水解為聯合水解，先加菠蘿蛋白酶，添加量為1000～5000單位/克原料，酶解1小時後添加A.S1398中性蛋白酶，添加量為4000～5000單位/克原料。
上述聯合水解的溫度可為40℃～55℃，反應時間可為2～7h。
上述聯合水解過程中可對酶解反應罐內物料的酸鹼度進行動態調控監測，使酶解反應罐內物料的pH穩定在7.5～8.5。
上述酶解反應罐可與鹼液流加裝置和pH值自動快速檢測裝置連接，pH值自動快速檢測裝置的傳感器分布於酶解反應罐內，採集動態pH值，由數據線輸入pH值自動快速檢測裝置主機，經與設置的參數對比後，適時發出開啟或關閉鹼液流加裝置的指令。
上述酶解反應罐內置有攪拌裝置，控制攪拌速率分階段下降，酶解反應初期採用200rpm的較高攪拌速率，然後使攪拌速率逐漸下降，酶解反應末期攪拌速率穩定在100rpm。
一種製備功能性蛋白肽的方法所需的設備，其特徵在於主要由原料罐、原料輸送機、烘乾機、配料池、漿液泵、酶解反應罐、漿液泵、離心過濾機、物料池、漿液泵、離心噴霧乾燥塔順序連接成生產線，上述配料池上連接加水裝置。
本發明與現有傳統技術相比具有以下特點和有益效果本發明在棉籽處理和酶解過程中，對不同階段採用不同的處理溫度和技術參數，得到適宜製備功能性蛋白肽的原料，既可降低棉酚、抗營養因子的殘留量，又能提高蛋白肽產率。
本發明利用脫酚棉籽蛋白具有蛋白和精氨酸含量高、纖維素含量低、棉酚殘留量低等優點，將其進行了100℃～120℃的高溫熟化烘乾，製成用於酶解功能性蛋白肽的原料，有利於後繼工藝的進行，原料中的蛋白質在高溫烘乾熟化過程中，使蛋白中的穩定結構的次級鍵受到破壞，打破了蛋白質的有序結構，使棉籽蛋白質分子結構變得比較鬆散，原來的分子內部的一些非極性基因暴露在分子表面，有利於下一步蛋白酶的水解。
本發明選用菠蘿蛋白酶和中性蛋白酶對棉籽蛋白進行聯合水解，解決了棉籽蛋白水解度低、反應時間長、酶解效率低的問題。試驗證明，複合酶系合用可進一步提高蛋白酶對棉籽蛋白的水解程度，提高蛋白肽的得率10％以上，同時可控制蛋白肽的分子量分布，保證蛋白肽的功能性。
由於在酶解反應過程中不斷的產生胺基酸，使體系的pH值下降(最低可至6.5左右)，偏離了酶水解的最適pH值，影響酶解效果。本發明採用pH值在線調控系統對反應體系的酸鹼度進行動態調控，在酶解反應罐中配備pH值自動快速檢測設備，通過數據線反饋到智能控制系統，然後系統根據參數設置，發出指令，適時開啟或關閉鹼液流加裝置，可使體系的在動態過程中一直保持在最適pH值。
酶解反應前期，由於物料溶解性差，易沉降，故而採用200rpm的較高攪拌速率，提高湍流強度，保證物料的分布均勻，避免物料的局部過度水解。在酶解過程中，根據酶解漿液的粘度、水解程度、攪拌阻力等因素的變化情況，酶解大約1小時後，調整攪拌速率，使攪拌速率分階下降，末期攪拌速率穩定在100rpm。通過分階控制，既滿足了不同階段對攪拌速率的要求，又節約了電耗，降低了生產成本。
由於蛋白漿液具有高粘性和熱敏性，同時考慮到蛋白質結合水能力強和乾燥時間不宜過長，步驟3中可採用高速離心噴霧乾燥。選擇在2～3.5萬轉/分平穩運轉條件下，在熱風氣流中，溫度控制在145～180℃，對含溼量40％～90％的漿液在瞬間可蒸發95％～98％的水份，生成的蛋白肽產品具有良好的均勻度、流動性和溶解性，產品純度高且質量好。
本發明的技術方案採用的高溫熟化的棉籽蛋白酶作用點暴露較多，加快了酶解速度，蛋白肽產品得率按照總氮含量計算在30～45％。本發明對反應時間、pH值、溫度的精確控制，使生產出的蛋白肽產品具有可完全水溶、營養效價高、易於消化吸收、功能性強、無異味和苦味、無棉酚殘留的特點，可作為醫藥、發酵、食品等行業的功能性蛋白肽。
圖1是本發明的流程圖。
1-原料罐、2-原料輸送機、3-烘乾機、4-配料池、5-第一漿液泵、6-酶解反應罐、7-第二漿液泵、8-離心過濾機、9-物料池、10-第三漿液泵、11-離心噴霧乾燥塔。
具體實施方式
實施例參見圖1、2，這種製備功能性蛋白肽的方法步驟步驟1，以熟化的脫酚棉籽蛋白為原料，先將預處理後的棉籽，用6#溶劑油浸出棉籽油，甲醇脫除棉酚，然後對物料進行100℃～120℃高溫烘乾熟化10-30分鐘，繼而得到作為酶解蛋白肽的原料。
步驟2，用菠蘿蛋白酶與中性蛋白酶進行聯合水解。先將烘乾後的物料放入酶解反應罐中，進行攪拌、浸泡，先加菠蘿蛋白酶，添加量為3000單位/克原料，酶解1小時後添加A.S1398中性蛋白酶，添加量為4500單位/克原料，進行聯合水解。溫度40～50℃，反應時間2～7h，水解過程中採用pH值在線調控系統對反應體系的酸鹼度進行動態調控，在酶解反應罐中配備pH值自動快速檢測設備，通過數據線反饋到智能控制系統，然後系統根據參數設置，發出指令，適時開啟或關閉鹼液流加裝置，使pH穩定在7.5～8.5；在反應過程中攪拌物料並對攪拌速率進行分階控制，酶解反應前期，採用200rpm的較高攪拌速率，在酶解過程中，根據酶解漿液的粘度、水解程度、攪拌阻力等因素的變化情況，酶解大約1小時後，調整攪拌速率，使攪拌速率分階段下降，酶解反應末期攪拌速率穩定在100rpm。
步驟3，對酶解後的蛋白漿液進行過濾、離心噴霧乾燥，乾燥塔的轉速為2～3.5萬轉/分，溫度145～180℃，最後包裝出成品。
這種製備功能性蛋白肽的方法所需的設備，主要由原料罐、原料輸送機、烘乾機、配料池、第一漿液泵、酶解反應罐、第二漿液泵、離心過濾機、物料池、第三漿液泵、離心噴霧乾燥塔順序連接成生產線。配料池上連接加水裝置。
權利要求
1.一種製備功能性蛋白肽的方法，將原料放入酶解反應罐中，加入蛋白酶進行水解反應，然後對酶解後的蛋白漿液在乾燥塔中進行乾燥、包裝後成品，其特徵在於上述原料是一種熟化的脫酚棉籽蛋白，該原料由以下方法製得將預處理後的棉籽，用6#溶劑油浸出棉籽油，用甲醇脫除棉酚，然後對物料進行100℃～120℃高溫烘乾熟化10-30分鐘，繼而得到作為酶解蛋白肽的原料。
2.根據權利要求1所述的一種製備功能性蛋白肽的方法，其特徵在於上述水解反應的前期，對酶解反應罐內的物料進行均勻攪拌、浸泡。
3.根據權利要求1所述的一種製備功能性蛋白肽的方法，其特徵在於上述蛋白酶是菠蘿蛋白酶與A.S1398中性蛋白酶兩種，原料的水解為聯合水解，先加菠蘿蛋白酶，添加量為1000～5000單位/克原料，酶解1小時後添加A.S1398中性蛋白酶，添加量為4000～5000單位/克原料。
3.根據權利要求1所述的製備功能性蛋白肽的方法，其特徵在於上述聯合水解的溫度為40℃～55℃，反應時間2～7h。
4.根據權利要求1所述的一種製備功能性蛋白肽的方法，其特徵在於上述聯合水解過程中對酶解反應罐內物料的酸鹼度進行動態調控監測，使酶解反應罐內物料的pH穩定在7.5～8.5。
5.根據權利要求1所述的一種製備功能性蛋白肽的方法，其特徵在於上述酶解反應罐與鹼液流加裝置和pH值自動快速檢測裝置連接，pH值自動快速檢測裝置的傳感器分布於酶解反應罐內，採集動態pH值，由數據線輸入pH值自動快速檢測裝置主機，經與設置的參數對比後，適時發出開啟或關閉鹼液流加裝置的指令。
7.根據權利要求1所述的一種製備功能性蛋白肽的方法，其特徵在於上述酶解反應罐內置有攪拌裝置，控制攪拌速率分階段下降，酶解反應初期採用200rpm的較高攪拌速率，然後使攪拌速率逐漸下降，酶解反應末期攪拌速率穩定在100rpm。
8.一種權利要求1-7任意一項所述一種製備功能性蛋白肽的方法所需的設備，其特徵在於主要由原料罐、原料輸送機、烘乾機、配料池、漿液泵、酶解反應罐、漿液泵、離心過濾機、物料池、漿液泵、離心噴霧乾燥塔順序連接成生產線，上述配料池上連接加水裝置。
全文摘要
一種製備功能性蛋白肽的方法，將原料放入酶解反應罐中，加入菠蘿蛋白酶與A.S1398中性蛋白酶進行聯合水解，控制攪拌速率分階段下降，對酶解反應罐內物料的酸鹼度進行動態調控監測，使酶解反應罐內物料的pH穩定在7.5～8.5，然後對酶解後的蛋白漿液在離心機中進行過濾，在噴霧乾燥塔中乾燥，包裝後成品，上述原料是一種熟化的脫酚棉籽蛋白，該原料由以下方法製得將預處理後的棉籽，用6#溶劑油浸出棉籽油，用甲醇脫除棉酚，然後對物料進行100℃～120℃高溫烘乾熟化10－30分鐘。本發明進一步提高了酶解效率和蛋白肽產品的質量。
文檔編號A23J3/00GK101063162SQ200710097709
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月28日 優先權日2007年4月28日
發明者焦洋, 李賢永, 孫猛, 白衛華 申請人:江蘇中棉紫光棉業科技有限公司