專利名稱：一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物酶工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法。
背景技術(shù)：
隨著生物技術(shù)進(jìn)步和生命科學(xué)的發(fā)展，生物體內(nèi)的活性多肽受到越來越多的關(guān)注，尤其是隨著許多活性肽生理功能和結(jié)構(gòu)的明朗化，更推動(dòng)了科學(xué)界對(duì)活性多肽其功能性延伸性的研究，其中第三代營(yíng)養(yǎng)添加劑多肽螯合物為目前研究的熱點(diǎn)之一。肽是具有活性的小分子蛋白物質(zhì)，大體可以分為三類，即內(nèi)源肽、合成肽和酶解肽，肽的功能性及生理活性與其分子量大小及氨基酸鏈長(zhǎng)短密切相關(guān)。根據(jù)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外發(fā)表的文獻(xiàn)資料，玉米蛋白的分子量非常大，80%的蛋白質(zhì)分子量在十萬道爾頓以上，而通過酶解制備的玉米低聚肽，其分子量在1000道爾頓以下。玉米低聚肽由于其分子量小，因此在營(yíng)養(yǎng)及其生理活性 方面功能性突出，利用其在人體內(nèi)容易被吸收利用的特點(diǎn)，將玉米低聚肽和微量元素相螯合，其金屬離子與多肽分子通過配位鍵結(jié)合后，生成穩(wěn)定的螯合物，不僅穩(wěn)定性好，緩解了礦物質(zhì)之間的頡抗作用，而且在消化過程中減少了 PH值、脂類、纖維、胃酸等物質(zhì)的影響，有利于人體對(duì)金屬離子的充分吸收和利用。此外由于玉米蛋白的顏色呈黃色或者淡黃色，需要對(duì)其進(jìn)行脫色處理，現(xiàn)有技術(shù)一般采用活性肽脫色或者離子交換樹脂脫色，前者氮損耗率在30%左右，產(chǎn)率不高；后者需要對(duì)離子交換樹脂經(jīng)行洗脫和再生，工藝復(fù)雜，成本較高。本發(fā)明旨在以食品級(jí)玉米蛋白粉為原料，先后通過多種酶酶解玉米蛋白及新型脫色工藝，制備出高純度的玉米低聚肽原料，其90%以上的蛋白分子量在1000道爾頓以下。再通過螯合反應(yīng)將該玉米低聚肽與微量元素進(jìn)行螯合，制成玉米低聚肽螯合物，作為一種新的食品和保健品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法，按重量百分比，包括以下步驟(I)將重量為100份的玉米蛋白配置成重量濃度為7 15%的水溶液作為底物，調(diào)節(jié)PH值至8. 5 9. 5，溫度至55 70°C，加入堿性蛋白酶酶解，酶解過程中不斷加入NaOH溶液來維持PH值，酶解結(jié)束后用HCl溶液調(diào)節(jié)PH值至5 7，加入中性蛋白酶酶解，制得玉米低聚肽水解液；(2)將所述玉米低聚肽水解液用復(fù)合風(fēng)味蛋白酶酶解，控制條件為所述復(fù)合風(fēng)味蛋白酶的含量為所述玉米蛋白重量的O. 2% O. 8%，酶解反應(yīng)溫度為50°C 70°C，酶解反應(yīng)時(shí)間為3 5小時(shí)；(3)用食品級(jí)雙氧水進(jìn)行脫色處理，控制條件為所述雙氧水含量為所述玉米蛋白重量的10% 30%，溫度60°C 80°C，pH7 9，脫色時(shí)間I 3小時(shí)；(4)用食品級(jí)過氧化氫酶進(jìn)行酶解，控制條件為所述食品級(jí)過氧化氫酶含量為所述玉米蛋白重量的O. 04% O. 06%，酶解溫度為40°C 60°C，酶解時(shí)間為I 2小時(shí)；酶解結(jié)束后，加熱至851 951，滅酶15-20分鐘；(5)加入微量元素進(jìn)行螯合反應(yīng),控制所述螯合反應(yīng)條件為所述微量元素含量為所述玉米蛋白重量的O. 1% O. 3%，溫度60°C 70°C，pH為8 9，反應(yīng)時(shí)間為I 2小時(shí)；(6)離心，噴霧冷凍干燥。進(jìn)一步，所述堿性蛋白酶酶解條件為所述底物重量濃度為11% 15%，所述堿性蛋白酶酶用量為所述玉米蛋白重量的O. 3% O. 5%，溫度為62 68°C，PH8. 5 9. 5，酶解時(shí)間3 4小時(shí)；所述中性蛋白酶酶解條件為所述底物重量濃度為11% 15%，所述中性蛋白酶酶用量為所述玉米蛋白重量的O. 3% O. 5%，溫度為40 50°C，PH 5 7，酶解時(shí)間
O.5 I小時(shí)。進(jìn)一步，所述堿性蛋白酶酶解條件為所述底物重量濃度7% 10%，所述堿性蛋白酶酶用量為所述玉米蛋白重量的O. 3% O. 5%，溫度為62 68°C，PH8. 5 9. 5，酶解時(shí)間3 4小時(shí)；所述中性蛋白酶酶解條件為所述底物重量濃度為7% 10%，所述中性蛋白酶酶用量為所述玉米蛋白重量的O. 3% O. 5%，溫度為40 50°C，PH 5 7，酶解時(shí)間O. 5 I小時(shí)。進(jìn)一步，所述堿性蛋白酶的酶活力200000U/g，所述中性蛋白酶的酶活力200000U/g，所述風(fēng)味蛋白酶的酶活力200000U/g，所述食品級(jí)過氧化氫酶酶活力800000U/g，所述NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %，所述HCl溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。本發(fā)明的復(fù)合風(fēng)味蛋白酶酶解，使風(fēng)味前體物水解，從而釋放出風(fēng)味物質(zhì)，增強(qiáng)和改善食品的風(fēng)味。此外風(fēng)味酶還可以控制妝的苦味，并且提聞大大提聞了水解度，最聞可達(dá)到80%。其原理為通過內(nèi)切蛋白酶切斷多肽內(nèi)部的肽鍵，形成短鏈肽，其中一些含有疏水氨基酸，因而成為苦肽，使用外切酶每一次從多肽鏈的末端切斷釋放一個(gè)氨基酸，從而把苦肽徹底降解為氨基酸。本發(fā)明的食品級(jí)雙氧水，穩(wěn)定性好、雜質(zhì)少、純度高、氧化能力強(qiáng)，可以對(duì)玉米低聚肽水解液進(jìn)行脫色，且分解之后的產(chǎn)物為水和氧氣，不會(huì)產(chǎn)生有毒的殘留物。本發(fā)明的食品級(jí)過氧化氫酶，將雙氧水分解成水和氧氣，成本低、產(chǎn)率極高，且對(duì)氮沒有損耗，技術(shù)成熟并且產(chǎn)品質(zhì)量可靠。本發(fā)明將玉米蛋白粉通過控制堿性蛋白酶和中性蛋白酶的酶解條件，所獲得的玉米低聚肽水解液中玉米低聚肽分子量在1000道爾頓以下的達(dá)到90%以上，并且與其他技術(shù)相比，本技術(shù)的酶使用量更少，降低了企業(yè)的成本。本發(fā)明提供的玉米低聚肽螯合物的工藝，可以制備出更易被人體吸收的微量元素螯合物，利用人體對(duì)短肽的高吸收率，從而補(bǔ)充更多的微量元素和必須的氨基酸。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅局限于實(shí)施例。實(shí)施例I :
I、將各材料準(zhǔn)備好備用，取一干凈容器；2、投入玉米蛋白粉1kg，加入去離子水13kg，攪拌混合均勻；3、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH8. 5，溫度加熱至55°C，恒溫?cái)嚢?0min ；4、加入3g堿性蛋白酶酶解，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液保持調(diào)節(jié)料液pH8. 5，將料液加熱至62°C，酶解3小時(shí)；5、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的HCl溶液調(diào)節(jié)料液至pH5，將料液溫度降至40°C，加入3g中性蛋白酶，酶解O. 5小時(shí)，制得玉米低聚肽水解液；6、加熱水解液溫度至50°C，加入2g復(fù)合風(fēng)味蛋白酶，酶解3小時(shí)；
7、加熱水解液溫度至60°C，加入IOOg食品級(jí)雙氧水，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至PH7，脫色I(xiàn)小時(shí)；8、降溫至40°C，加入O. 4g食品級(jí)過氧化氫酶，酶解I小時(shí)；9、迅速加熱至90°C,滅酶15min ;10、冷卻水解液溫度至60°C，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH8，加入Ig微量元素，維持?jǐn)嚢瑁磻?yīng)I小時(shí)；11、用蝶式離心機(jī)離心，噴霧干燥成粉。實(shí)施例2 I、將各材料準(zhǔn)備好備用，取一干凈容器；。2、投入玉米蛋白粉1kg，加入去離子水10kg，攪拌混合均勻；3、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH9. 0，溫度加熱至60°C，恒溫?cái)嚢?0min ；4、加入4g堿性蛋白酶酶解，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH9. 0，將料液加熱至65°C，酶解3小時(shí)；5、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的HCl溶液調(diào)節(jié)料液至pH6，將料液溫度降至45°C，加入4g中性蛋白酶，酶解I小時(shí)，制得玉米低聚肽水解液；6、加熱水解液溫度至60°C，加入4g復(fù)合風(fēng)味蛋白酶，酶解4小時(shí)； 7、加入200g食品級(jí)雙氧水，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH8，脫色2小時(shí)；8、降溫至50°C，加入O. 5g食品級(jí)過氧化氫酶，酶解I小時(shí)；9、迅速加熱至90 °C,滅酶20min ；10、冷卻水解液溫度至60°C，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH8. 5，加入2g微量元素,維持?jǐn)嚢?，反?yīng)I小時(shí)；11、用蝶式離心機(jī)離心，噴霧干燥成粉。實(shí)施例3 I、將各材料準(zhǔn)備好備用，取一干凈容器；2、投入玉米蛋白粉1kg，加入去離子水6kg，攪拌混合均勻；3、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH9. 5，溫度加熱至65°C，恒溫?cái)嚢?0min ；4、加入5g堿性蛋白酶酶解，將料液加熱至68°C，酶解4小時(shí)；
5、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的HCl溶液調(diào)節(jié)料液至pH7，將料液溫度降至50°C，加入5g中性蛋白酶，酶解I小時(shí)，制得玉米低聚肽水解液；6、加熱水解液溫度至65°C，加入6g復(fù)合風(fēng)味蛋白酶，酶解5小時(shí)；7、加入300g食品級(jí)雙氧水，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH9，脫色3小時(shí)；8、降溫至55°C，加入O. 6g食品級(jí)過氧化氫酶，酶解I. 5小時(shí)；9、迅速加熱至95°C,滅酶15min ；10、冷卻水解液溫度至65°C，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH9，加入3g微量元素，維持?jǐn)嚢?，反?yīng)2小時(shí)；11、用蝶式離心機(jī)離心，噴霧干燥成粉?！?shí)施例4 I、將各材料準(zhǔn)備好備用，取一干凈容器；2、投入玉米蛋白粉1kg，加入去離子水8kg，攪拌混合均勻；3、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH9. 5，溫度加熱至70°C，恒溫?cái)嚢?0min ；4、加入5g堿性蛋白酶酶解，將料液降溫至65°C，酶解3. 5小時(shí)；5、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的HCl溶液調(diào)節(jié)料液至pH6. 5，將料液溫度降至50°C，加入5g中性蛋白酶，酶解I小時(shí)，制得玉米低聚肽水解液；6、加熱水解液溫度至70°C，加入8g復(fù)合風(fēng)味蛋白酶，酶解5小時(shí)；7、加熱水解液溫度至80°C，加入300g食品級(jí)雙氧水，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至PH9，脫色3小時(shí)；8、降溫至60°C，加入O. 6g食品級(jí)過氧化氫酶，酶解2小時(shí)；9、迅速加熱至95°C,滅酶20min ;10、冷卻水解液溫度至70°C，加入2. 5g微量元素，維持?jǐn)嚢?，反?yīng)2小時(shí)；11、用蝶式離心機(jī)離心，噴霧干燥成粉。實(shí)施例5 I、將各材料準(zhǔn)備好備用，取一干凈容器；2、投入玉米蛋白粉1kg，加入去離子水7kg，攪拌混合均勻；3、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至pH9. 2，溫度加熱至67°C，恒溫?cái)嚢?0min ；4、加入4. 5g堿性蛋白酶酶解，將料液降溫至65°C，酶解3. 5小時(shí)；5、用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的HCl溶液調(diào)節(jié)料液至pH6. 5，將料液溫度降至50°C，加入
4.5g中性蛋白酶,酶解O. 7小時(shí)，制得玉米低聚肽水解液；6、加熱水解液溫度至65°C，加入7g復(fù)合風(fēng)味蛋白酶，酶解4. 5小時(shí)；7、加熱水解液溫度至75°C，加入250g食品級(jí)雙氧水，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的NaOH溶液調(diào)節(jié)料液至PH9，脫色2. 3小時(shí)；8、降溫至55°C，加入5. 5g食品級(jí)過氧化氫酶，酶解2小時(shí)；9、迅速加熱至92°C,滅酶20min ;10、冷卻水解液溫度至70°C，加入2. 5微量元素，維持?jǐn)嚢?，反?yīng)2小時(shí)；
11、用蝶式離心機(jī)離心，噴霧干燥成粉。以上各實(shí)施例的玉米低聚肽水解液中玉米低聚肽的分子量分布測(cè)試結(jié)果如下表I所示，測(cè)試方法參照J(rèn)Y/T024-1996，QB/T2879-2007。由表I可知，通過將玉米蛋白進(jìn)行堿性蛋白酶和中性蛋白酶酶解，用于后續(xù)步驟的玉米低聚肽，分子量在1000道爾頓以下的都達(dá)到了 90%以上。表I玉米低聚肽的分子量分布
分子量范圍峰面積百分比(％，λ 220nm)
(道爾頓) 實(shí)施例I 實(shí)施例2 實(shí)施例3 實(shí)施例4 實(shí)施例5 >2000__0Λ6__0.150.15__015__0.15
2000 ~ 1000 4.12__3.333.12__2J8__3.09
000 ~ 500 17.32__18.3517.68__FL65__17.76
500- 180 65.87__66.1165.73__65.72__65.45
< 18012.5312.0613.3213.5013.55
< 1000 總量 95.7296.52 | 96.7396.8796.76最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，因此，盡管本說明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法，其特征在于，按重量百分比，包括以下步驟 (1)將重量為100份的玉米蛋白配制成重量濃度為7 15%的水溶液作為底物，調(diào)節(jié)所述底物PH值至8. 5 9. 5，溫度至55 70°C，加入堿性蛋白酶酶解，酶解過程中不斷加入NaOH溶液來維持PH值，酶解結(jié)束后用HCl溶液調(diào)節(jié)PH值至5 7，加入中性蛋白酶酶解，制得玉米低聚肽水解液； (2)將所述玉米低聚肽水解液用復(fù)合風(fēng)味蛋白酶酶解，控制條件為所述復(fù)合風(fēng)味蛋白酶的含量為所述玉米蛋白重量的O. 2% O. 8%，酶解反應(yīng)溫度為50°C 70°C，酶解反應(yīng)時(shí)間為3 5小時(shí)； (3)用食品級(jí)雙氧水進(jìn)行脫色處理，控制條件為所述食品級(jí)雙氧水含量為所述玉米蛋白重量的10% 30%，溫度60°C 80°C，pH7 9，脫色時(shí)間I 3小時(shí)； (4)用食品級(jí)過氧化氫酶進(jìn)行酶解，控制條件為所述食品級(jí)過氧化氫酶含量為所述玉米蛋白重量的O. 04% O. 06%，酶解溫度為40°C 60°C，酶解時(shí)間為I 2小時(shí)，酶解結(jié)束后，加熱至85 °C 95 °C，滅酶15-20分鐘； (5)加入微量元素進(jìn)行螯合反應(yīng)，控制條件為所述微量元素含量為所述玉米蛋白重量的O. 1% O. 3%，溫度60°C 70°C，pH為8 9，反應(yīng)時(shí)間為I 2小時(shí)； (6)離心，噴霧冷凍干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法，其特征在于，所述堿性蛋白酶酶解條件為所述底物重量濃度為11% 15%，所述堿性蛋白酶酶用量為所述玉米蛋白重量的O. 3% O. 5%，溫度為62 68°C，PH8. 5 9. 5，酶解時(shí)間3 4小時(shí)；所述中性蛋白酶酶解條件為所述底物重量濃度為11% 15%，所述中性蛋白酶酶用量為所述玉米蛋白重量的O. 3% O. 5%，溫度為40 50°C，PH 5 7，酶解時(shí)間O. 5 I小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法，其特征在于，所述堿性蛋白酶酶解條件為所述底物重量濃度7% 10%，所述堿性蛋白酶酶用量為所述玉米蛋白重量的O. 3% O. 5%，溫度為62 68°C，PH8. 5 9. 5，酶解時(shí)間3 4小時(shí)；所述中性蛋白酶酶解條件為所述底物重量濃度為7% 10%，所述中性蛋白酶酶用量為所述玉米蛋白重量的O. 3% O. 5%，溫度為40 50°C，PH 5 7，酶解時(shí)間O. 5 I小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法，其特征在于，所述堿性蛋白酶的酶活力200000U/g，所述中性蛋白酶的酶活力200000U/g，所述風(fēng)味蛋白酶的酶活力200000U/g，所述食品級(jí)過氧化氫酶酶活力800000U/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法，其特征在于，所述NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %，所述HCl溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種酶解玉米蛋白制備玉米低聚肽螯合物的方法，包括以下步驟將玉米蛋白粉配成重量濃度為7%～15%的溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH和溫度到最佳，用堿性蛋白酶和中性蛋白酶進(jìn)行酶解獲得玉米低聚肽水解液，接著再進(jìn)行復(fù)合風(fēng)味蛋白酶酶解、雙氧水脫色、過氧化氫酶酶解和高溫滅酶，最后調(diào)節(jié)至最佳pH和溫度，按照一定的質(zhì)量比加入微量元素進(jìn)行螯合反應(yīng)，從而獲得玉米低聚肽螯合物。本發(fā)明的玉米低聚肽螯合物可以作為食品添加劑既能補(bǔ)充人體所必須的功能性小分子多肽，并且以有機(jī)螯合物的形式補(bǔ)充人體所需的各種微量元素；并且該方法技術(shù)成熟，獲得的產(chǎn)品質(zhì)量好、穩(wěn)定性高。
文檔編號(hào)C12P21/06GK102911992SQ20121039406
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者袁柏強(qiáng), 季衛(wèi)星 申請(qǐng)人:常州康和生物技術(shù)有限公司