專利名稱：一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物及其制備方法。
背景技術：
精氨酸在醫(yī)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。一般病人在手術前后要補充一定含量的高純度醫(yī)藥級的精氨酸，這樣有利于病人術后傷口及身體機能的快速恢復。目前市場上的精氨酸產(chǎn)品主要是醫(yī)藥級精氨酸，其制備方法多是通過對微生物進行基因修飾，并經(jīng)過發(fā)酵工藝制備而獲得。中國專利申請01121882. 7、02126904.1等很多現(xiàn)有技術公開的方法多是采用這種微生物發(fā)酵法。雖然制備醫(yī)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(yī)藥不能長時間及大量的服用，而且這種醫(yī)藥級高純度的單體精氨酸容易使部分病人產(chǎn)生過敏反應。中國專利申請200910019665. 6公開了一種精氨酸及其制備工藝，其中采用的主要原料是毛發(fā)，這種原料不易獲得，且精氨酸產(chǎn)量很低。中國專利申請201110325755. 5提供了一種復合酶技術水解乳清蛋白制備蛋白胨的工藝，但是該工藝所選擇的兩種酶作用于乳清蛋白時由于酶切位點的關系不能有效的制備富含精氨酸的水解產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是針對上述現(xiàn)有技術中精氨酸產(chǎn)品及其制備方法中存在的問題，提供一種采用復合酶技術水解乳清蛋白制備的富含精氨酸的營養(yǎng)產(chǎn)品及其制備方法，產(chǎn)品中的精氨酸主要是以短肽的形式存在，能為病人提供術后營養(yǎng)的補充，同時降低過敏反應。因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物的制備方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種按照所述方法制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(fā)明提供了一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物制備方法，該制備方法包括如下步驟(I)配制乳清蛋白水溶液，并進行熱處理使蛋白變性；(2)向蛋白變性后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)終止水解后的溶液經(jīng)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(fā)明中所用乳清蛋白可以是通過本領域已知的方法生產(chǎn)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(fā)明采用復合酶水解工藝水解乳清蛋白，發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，作為內(nèi)切酶的木瓜蛋白酶優(yōu)先作用于底物，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于乳清蛋白以及部分不溶性多肽，由于酶解位點的不同，所制得的水解產(chǎn)物中精氨酸的短肽存在形式絕大部分為可溶狀態(tài)，再利率超濾膜過濾技術分離出可溶性的水解產(chǎn)物，這樣可以獲得純度較高的可溶性精氨酸水解產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的方法中，優(yōu)選控制步驟(I)配制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，除特別標注和說明外，本發(fā)明中所述含量與比例均為重量含量與比例)，更優(yōu)選為5% 8%。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的方法中，優(yōu)選控制步驟(I)配制的乳清蛋白水溶液中脂肪含量小于O. 1%，更優(yōu)選在O. 09%以下。所配制的乳清蛋白水溶液可視需要進行適當?shù)碾x心脫脂以使其中脂肪含量滿足該濃度限定。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明的方法中，乳清蛋白水溶液的蛋白變性處理 可以采用所屬領域任何已經(jīng)的熱處理方法，本發(fā)明中優(yōu)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(jù)本發(fā)明的具體實施方案，本發(fā)明中，所述木瓜蛋白酶與氨肽酶均可商購獲得，各酶制劑符合相關行業(yè)標準要求即可。通常在確定所用酶制劑后，適合酶水解的PH值范圍及溫度即可獲知。本發(fā)明的方法優(yōu)選根據(jù)需要還包括在向蛋白變性后的乳清蛋白水溶液中加入蛋白酶進行水解前，將蛋白變性后的乳清蛋白水溶液的PH值調(diào)節(jié)至6. O 9. O的過程。調(diào)節(jié)pH值的調(diào)節(jié)劑可以采用所屬領域中常用的調(diào)節(jié)劑，如NaOH溶液、HCl溶液等。具體的酶制劑的用量及水解溫度、水解時間可以根據(jù)本發(fā)明中對水解度的要求進行適當確定及調(diào)整。在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，為提高產(chǎn)品中精氨酸的含量和產(chǎn)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(yōu)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(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案，本發(fā)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(fā)明中，所述水解度的測定按照所屬領域的常規(guī)操作進行。滅活終止水解的方式也可采用所屬領域的常規(guī)操作，本發(fā)明中優(yōu)選是在水解度達到要求后將水解溶液在85°C 95°C維持5 20min以滅活酶而終止水解。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案，本發(fā)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。超濾后的水解液可根據(jù)需求進一步濃縮以得到不同規(guī)格的乳清蛋白水解物制品。所述的濃縮可以參考現(xiàn)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%范圍之間，即可作為乳清蛋白水解物制品出售。根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，還可以將濃縮后的水解物進一步干燥以得到干粉形式的乳清蛋白水解物制品。在一更具體實施方案中，本發(fā)明的方法包括將超濾濃縮后的水解液進一步冷凍干燥以制備凍干粉的過程。所述的冷凍干燥過程可以按照所屬領域的常規(guī)操作進行。通過采取本發(fā)明的水解方法，所獲得的水解產(chǎn)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。并且，本發(fā)明中富含精氨酸的產(chǎn)品得率高，可達45%以上。本發(fā)明中得率計算方法為得率=反應后凍干粉的質(zhì)量(W)/反應前原料的質(zhì)量(w) X 100%。另一方面，本發(fā)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(fā)明所述方法制備得到的。根據(jù)的具體實施方案，本發(fā)明的乳清蛋白水解物可以是濃縮液的形式，也可以是進一步干燥后的干粉形式。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)，分子量小于180Da的游離氨基酸含量為2% 4%，脂肪含量1%以下；精氨酸含量(包括包含在寡肽內(nèi)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(fā)明中，各數(shù)據(jù)的測量均是按照所屬領域的常規(guī)方法，例如，蛋白肽分子量分布采用高效凝膠過濾色譜法測定，氨基酸含量測定方法使用市售氨基酸自動分析儀。關于過敏原含量，由于乳清蛋白中主要的過敏原為β_乳球蛋白，本發(fā)明中是通過測定β_乳球蛋白來測定過敏原含量，測定方法為基于抗原-抗體結合顯色的試劑盒法。綜上所述，本發(fā)明采用復合酶技術水解乳清蛋白制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，由于水解產(chǎn)物中的精氨酸大部分以寡肽形式存在，易于消化吸收，且過敏原含量低，產(chǎn)品極易溶于水，營養(yǎng)價值高。該產(chǎn)品作為營養(yǎng)補充產(chǎn)品可以在病人術后一段時間內(nèi)長期服用，有助于術后病人的快速恢復，為病人提供術后營養(yǎng)的補充，同時大大降低了病人的過敏反應。


圖1為本發(fā)明一具體實施例中制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(fā)明的實施過程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本發(fā)明的實質(zhì)和特點，不作為對本案可實施范圍的限定。實施例1 :參見圖1，將乳清蛋白用水配制成8%重量的溶液，并將該溶液離心脫脂(5000r/min，55°C )至脂肪含量小于O. 09%，將脫脂后的溶液在90°C熱水浴中保溫10分鐘以使蛋白變性，之后將溶液冷卻至室溫后用lmol/L的NaOH水溶液將該脫脂后的溶液的pH值調(diào)至
7.O ;然后將乳清蛋白溶液置于55°C水浴保溫，向乳清蛋白溶液中加入約占原料乳清蛋白用量2. 6%的木瓜蛋白酶制劑，水解1. 5h至水解度約40%，然后加入約占原料乳清蛋白用量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，之后凍干濃縮液，制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采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范圍肽的相對百分比；并用GPC軟件處理數(shù)據(jù)得到不同分子量范圍肽的數(shù)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制備方法，該制備方法包括如下步驟(1)配制乳清蛋白水溶液，并進行熱處理使蛋白變性；(2)向蛋白變性后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)終止水解后的溶液經(jīng)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(jù)權利要求1所述的方法，其中，控制步驟(I)配制的乳清蛋白水溶液中乳清蛋白重量濃度為2% 10%，并控制該乳清蛋白水溶液中脂肪含量小于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(jù)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(yōu)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(jù)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(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(2)中水解度達到要求后將水解溶液在 85°C 95°C維持5 20min以滅活酶而終止水解。
6.根據(jù)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(jù)權利要求1所述的方法，該方法還包括在向蛋白變性后的乳清蛋白水溶液中加入蛋白酶進行水解前，將蛋白變性后的乳清蛋白水溶液的PH值調(diào)節(jié)至6. O 9. O的過程。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，該方法還包括將超濾濃縮后的水解液進一步冷凍干燥以制備凍干粉的過程。
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任意一項所述方法制備得到的。
10.根據(jù)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,分子量小于180Da的游尚氨基酸含量為 2% 4%，脂肪含量1%以下；精氨酸含量30%以上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種富含精氨酸的乳清蛋白水解物及其制備方法。所述制備方法包括如下步驟配制乳清蛋白水溶液，并進行熱處理使蛋白變性；向蛋白變性后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；終止水解后的溶液經(jīng)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(chǎn)物，由于水解產(chǎn)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于水產(chǎn)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(yōu)先權日2012年12月13日
發(fā)明者石丹 申請人:內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團股份有限公司