專利名稱：一種快速激活1000～10000Da蛋清肽組分的抗氧化活性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)副產(chǎn)品精深加工及其副產(chǎn)物綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用高壓脈沖電場技術(shù)一種快速激活1000 IOOOODa蛋清肽組分的抗氧化活性的方法。
背景技術(shù)：
抗氧化肽產(chǎn)品研究與開發(fā)已被國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)定為熱點問題與焦點問題。來源于天然食品中的肽不僅比蛋白質(zhì)本身更容易被人體消化吸收，還可促進人體對其他營養(yǎng)素如鈣和鐵的吸收。更重要的是，這些肽類具有清除自由基的生理活性。近年來，國內(nèi)外學(xué)者從大豆、玉米、花生、牛乳、草魚等動植物蛋白中提取分離了具有抗氧化活性的肽類。但是對于抗氧化肽組分的分子量范圍與其抗氧化活性組分的量效關(guān)系研究甚少。提高蛋清肽抗氧化活性的關(guān)鍵技術(shù)亟待攻克。蛋清蛋白的資源非常豐富，利用蛋清蛋白在適宜蛋白酶的水解作用下，過敏原蛋白質(zhì)抗原性降低甚至消失，能夠廣泛開發(fā)蛋清蛋白抗氧化肽系列產(chǎn)品。但是，由于抗氧化活性會因其水解液中多肽或者短肽不同種類/ 含量的不同而表現(xiàn)出顯著性差異，且由于親水性基團和疏水性基團的作用而表現(xiàn)出極大地吸水性，造成抗氧化肽活性的穩(wěn)定性明顯不足。因此提高蛋清肽抗氧化活性的關(guān)鍵技術(shù)的研究水平將直接決定著高活性和高穩(wěn)定性的抗氧化肽產(chǎn)品的開發(fā)進程。而蛋清抗氧化肽活性的高低恰恰是影響其產(chǎn)品應(yīng)用的主要因素，也將直接影響到其生產(chǎn)成本以及蛋清產(chǎn)品的增值效益。高壓脈沖電場技術(shù)快速激活1000 IOOOODa蛋清肽組分的抗氧化活性技術(shù)的可行性、高效性、環(huán)保性。高壓脈沖電場(Pulsed Electric Field，簡稱PEF)技術(shù)是一項處于國際研究熱點的非熱加工高新技術(shù)。具有耗能少、處理時間短、效率高、傳遞快速、處理均勻、安全等特點。因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，擬利用流動式高壓脈沖電場裝置，安裝長度與半徑均適宜的電極，控制高壓脈沖電場裝置中的電場強度和頻率在其適宜范圍內(nèi)， 將適宜濃度的抗氧化肽水溶液以一定的恒流速度泵入高壓脈沖電場，在電極處理肽液時間為2500 μ s內(nèi)，使其DPPH自由基清除率達到70%以上。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩個方面第一，申請的專利技術(shù)是以高壓脈沖電場技術(shù)為核心技術(shù)。特別強調(diào)的是，將高壓脈沖電場技術(shù)應(yīng)用于蛋清抗氧化肽抗氧化活性的研究中，其技術(shù)優(yōu)勢突出體現(xiàn)在(I)PEF法快速激活1000 IOOOODa蛋清肽組分的抗氧化活性，由處理前30% DPPH自由基清除率提高到70%以上；(2) 2500 μ s內(nèi)的PEF法處理時間短，并可以進行連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)；(3)高壓脈沖電場能耗較低，更適合蛋清高附加值產(chǎn)品開發(fā)的綠色低碳主題。第二，申請的專利技術(shù)是以1000 10000Da、DPPH清除率為30%的蛋清抗氧化肽組分為原料，可以由蛋清粉經(jīng)酶解、分離制備抗氧化肽，具有來源廣泛，原料成本低廉，適于蛋清的副產(chǎn)物增值增效技術(shù)應(yīng)用。
本專利發(fā)明人公開發(fā)表論文《蛋清蛋白水解物體內(nèi)抗氧化作用的實驗研究》[J]. 食品工業(yè)，2009，2 :5 8 ;《蛋清蛋白酶解物清除DPPH自由基活性研究》[J].食品工業(yè)， 2009,3:1 3 ;《蛋清抗氧化肽增效劑的優(yōu)化》[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)， 2010,38(8) :100 104 ;《響應(yīng)面法優(yōu)化高還原性能蛋清肽的可控酶解技術(shù)》[J].食品科技，2010，35 (7) 24 28 ;《基于蛋清抗氧化肽的穩(wěn)態(tài)化保護因子》[J]·吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)，2010，40(增刊I) :395 399;上述5篇論文均可提供本發(fā)明專利所運用的基本手段。⑴提供了本專利作為評價蛋清肽組分抗氧化活性的指標(biāo)——DPPH自由基清除率檢測方法；(2)提供了 1000 lOOOODa、DPPH清除率為30%的蛋清抗氧化肽組分的制備方法 蛋清蛋白粉(蛋白含量80.96% )—配置質(zhì)量濃度為5%的蛋清溶液一溶液置于90°C，水浴IOmin —調(diào)節(jié)溶液pH至10. 66，50°C水浴一加入堿性蛋白酶，使E/S為2. 37%，水解3h， 維持PH為10. 66 —酶解結(jié)束后，放置于90°C水浴IOmin滅酶一調(diào)節(jié)pH為7. O —過濾得到 1000 lOOOODa、DPPH清除率為30%的蛋清抗氧化肽組分。但是，所發(fā)表5篇論文并不影響本發(fā)明專利的創(chuàng)造性與創(chuàng)新性的體現(xiàn)，而恰恰是這些前期研究中發(fā)現(xiàn)了蛋清肽產(chǎn)品的不穩(wěn)定性和活性不夠理想等技術(shù)問題，因此本發(fā)明專利是有關(guān)于借助高壓脈沖電場技術(shù)激活蛋清抗氧化肽組分研究是亟待解決的核心問題。綜上所述，縱觀國內(nèi)外相關(guān)研究與技術(shù)報道，未見利用高壓脈沖電場技術(shù)，在 2500 μ s內(nèi)，激活1000 IOOOODa蛋清肽組分的抗氧化活性由處理前30% DPPH自由基清除率提高到70%以上的技術(shù)突破研究。

發(fā)明內(nèi)容
申請發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題是公開一種利用高壓脈沖電場技術(shù)快速激活 1000 IOOOODa蛋清肽組分的抗氧化活性的方法。申請發(fā)明的技術(shù)方案是I. 一種快速激活1000 IOOOODa蛋清肽組分的抗氧化活性的方法，包括肽液調(diào)配、高壓脈沖電場裝置激活參數(shù)調(diào)控、肽液恒流速度調(diào)控、高壓脈沖電場激活處理、真空冷凍干燥的過程，其特征在于利用高壓脈沖電場技術(shù)，電極激活肽液的時間為2500μ s內(nèi)，可以實現(xiàn)DPPH自由基清除率由處理前的30%提高到70%以上；I)所述的肽液調(diào)配過程，是以DPPH清除率為30%的1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉為原料，在充氮量為5L/min 7L/min條件下，按照1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉與水的比例為0. 6 100g/mL I : 100g/mL范圍內(nèi)進行混合均勻，備用；2)所述的高壓脈沖電場激活參數(shù)調(diào)控過程，是選用電極長度為0. 5 3. 5mm、電極半徑為0. 5 0. 8mm安裝于高壓脈沖電場裝置中后,依次選用50% 95%的乙醇、去離子水依次清洗高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路2 3次后，調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度為5 30kV/cm和頻率為2000 3000Hz的工作狀態(tài)后，待機；3)所述的肽液恒流速度的調(diào)控過程，是通過調(diào)節(jié)恒流泵工作狀態(tài)，控制肽液在高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路中的恒流速度范圍為I. O 2. OmL/min ；4)所述的高壓脈沖電場激活處理過程，是首先計算高壓脈沖電場電極處理前的管路溶液體積，而后核算未經(jīng)電場處理樣液體積所需歷經(jīng)時間，再定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液于成品罐中；
5)所述的真空冷凍干燥過程，是將DPPH自由基清除率70%以上1000 IOOOODa 高活性的蛋清肽溶液，分裝于2 6mm的冷凍盤中，置于預(yù)凍溫度為_35°C _30°C冷凍庫中，預(yù)凍時間為I 2h后,移至真空冷凍干燥機中,溫度設(shè)定為_60°C _50°C,壓力設(shè)定為 20 60Pa，凍干時間為10 14h，凍干粉含水量為1% 3%。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的肽液的調(diào)配過程，其特征在于，所使用氮氣的純度為 98%以上。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的肽液的調(diào)配過程，其特征在于，所選用的水為pH為7. O 的中性去離子水。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓脈沖電場激活參數(shù)調(diào)控過程，其特征在于，電場強度為5 30kV/cm，電場頻率為2000 3000Hz。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓脈沖電場激活處理過程，其特征在于，電極激活肽液的時間為2500 μ s，定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液。申請發(fā)明技術(shù)效果(I)申請發(fā)明是以1000 lOOOODa、DPPH清除率為30%蛋清抗氧化肽組分為原料，采用高壓脈沖電場技術(shù)，在2500 μ s電極處理時間內(nèi)，可使其DPPH自由基清除率達到 70%以上；(2)本發(fā)明設(shè)計的工藝路線簡捷，設(shè)備投入少，工業(yè)化推廣可行，是一種蛋清綜合利用和減少污染的有效方法。
具體實施例方式實施例I :以DPPH清除率為30%的1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉為原料，充入純度為98%以上的氮氣，充氮量為5L/min，按照1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉與水的比例為O. 6 : 100g/mL混合均勻；選用電極長度為O. 5mm、電極半徑為O. 5mm的電極,而后依次選用50%乙醇、去離子水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2次后，調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度5kV/cm和頻率為3000Hz后，控制肽液在高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路中的恒流速度為2. OmL/min，計算高壓脈沖電場電極處理前的管路溶液體積，并核算未經(jīng)電場處理樣液體積所經(jīng)歷時間，再定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液于成品罐中。將所得的高活性的蛋清肽液分裝于2_的冷凍盤中，置于預(yù)凍溫度為-30°C冷凍庫中，預(yù)凍時間為lh，移至真空冷凍干燥機中，溫度設(shè)定為_50°C，壓力設(shè)定為60Pa，凍干時間為10h，凍干粉含水量為3%。實施例2 以DPPH清除率為30%的1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉為原料，充入純度為98%以上的氮氣，充氮量為6L/min，按照1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉與水的比例為0.7 : 100g/mL混合均勻；選用電極長度為I. 5mm、電極半徑為0. 8mm的電極,而后依次選用60%乙醇、去離子水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2次后，調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度lOkV/cm和頻率為2700Hz后，控制肽液在高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路中的恒流速度為I. 8mL/min，計算高壓脈沖電場電極處理前的管路溶液體積，并核算未經(jīng)電場處理樣液體積所經(jīng)歷時間，再定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液于成品罐中。將所得的高活性的蛋清肽液分裝于3_的冷凍盤中，置于預(yù)凍溫度為-31°C冷凍庫中，預(yù)凍時間為lh，移至真空冷凍干燥機中，溫度設(shè)定為_52°C，壓力設(shè)定為30Pa，凍干時間為llh，凍干粉含水量為2%。實施例3 以DPPH清除率為30%的1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉為原料，充入純度為98%以上的氮氣，充氮量為7L/min，按照1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉與水的比例為O. 8 : 100g/mL混合均勻；選用電極長度為3. 5mm、電極半徑為O. 8mm的電極,而后依次選用70%乙醇、去離子水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2次后，調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度15kV/cm和頻率為2400Hz后，控制肽液在高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路中的恒流速度為I. 6mL/min，計算高壓脈沖電場電極處理前的管路溶液體積，并核算未經(jīng)電場處理樣液體積所經(jīng)歷時間，再定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液于成品罐中。將所得的高活性的蛋清肽液分裝于4_的冷凍盤中，置于預(yù)凍溫度為-32°C冷凍庫中，預(yù)凍時間為2h，移至真空冷凍干燥機中，溫度設(shè)定為_54°C，壓力設(shè)定為50Pa，凍干時間為12h，凍干粉含水量為2%。實施例4 以DPPH清除率為30%的1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉為原料，充入純度為98%以上的氮氣，充氮量為5L/min，按照1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉與水的比例為O. 9 : 100g/mL混合均勻；選用電極長度為2. 5mm、電極半徑為O. 6mm的電極,而后依次選用80%乙醇、去離子水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路3次后，調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度30kV/cm和頻率為2000Hz后，控制肽液在高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路中的恒流速度為I. 6mL/min，計算高壓脈沖電場電極處理前的管路溶液體積，并核算未經(jīng)電場處理樣液體積所經(jīng)歷時間，再定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液于成品罐中。將所得的高活性的蛋清肽液分裝于5_的冷凍盤中，置于預(yù)凍溫度為_34°C冷凍庫中，預(yù)凍時間為2h，移至真空冷凍干燥機中，溫度設(shè)定為_56°C，壓力設(shè)定為40Pa，凍干時間為13h，凍干粉含水量為I %。實施例5 以DPPH清除率為30%的1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉為原料，充入純度為98%以上的氮氣，充氮量為7L/min，按照1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉與水的比例為I. O : 100g/mL混合均勻；選用電極長度為3. 0mm、電極半徑為O. 7mm的電極,而后依次選用95%乙醇、去離子水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路3次后，調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度20kV/cm和頻率為3000Hz后，控制肽液在高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路中的恒流速度為I. 4mL/min，計算高壓脈沖電場電極處理前的管路溶液體積，并核算未經(jīng)電場處理樣液體積所經(jīng)歷時間，再定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液于成品罐中。將所得的高活性的蛋清肽液分裝于6_的冷凍盤中，置于預(yù)凍溫度為_35°C冷凍庫中，預(yù)凍時間為2h，移至真空冷凍干燥機中，溫度設(shè)定為_60°C，壓力設(shè)定為20Pa，凍干時間為14h，凍干粉含水量為I %。
權(quán)利要求
1.一種快速激活1000 IOOOODa蛋清肽組分的抗氧化活性的方法，包括肽液調(diào)配、高壓脈沖電場裝置激活參數(shù)調(diào)控、肽液恒流速度調(diào)控、高壓脈沖電場激活處理、真空冷凍干燥的過程，其特征在于利用高壓脈沖電場技術(shù)，電極激活肽液的時間為2500μ s內(nèi)，可以實現(xiàn) DPPH自由基清除率由處理前的30%提高到70%以上；1)所述的肽液調(diào)配過程，是以DPPH清除率為30%的1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉為原料，在充氮量為5L/min 7L/min條件下，按照1000 IOOOODa蛋清抗氧化肽組分干粉與水的比例為O. 6 100g/mL I : 100g/mL范圍內(nèi)進行混合均勻，備用；2)所述的高壓脈沖電場激活參數(shù)調(diào)控過程，是選用電極長度為O.5 3. 5mm、電極半徑為O. 5 O. 8mm安裝于高壓脈沖電場裝置中后，依次選用50% 95%的乙醇、去離子水依次清洗高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路2 3次后，調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度為 5 30kV/cm和頻率為2000 3000Hz的工作狀態(tài)后，待機；3)所述的肽液恒流速度的調(diào)控過程，是通過調(diào)節(jié)恒流泵工作狀態(tài)，控制肽液在高壓脈沖電場的物料循環(huán)管路中的恒流速度范圍為I. O 2. OmL/min ；4)所述的高壓脈沖電場激活處理過程，是首先計算高壓脈沖電場電極處理前的管路溶液體積，而后核算未經(jīng)電場處理樣液體積所需歷經(jīng)時間，再定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液于成品罐中；5)所述的真空冷凍干燥過程，是將DPPH自由基清除率70%以上1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液，分裝于2 6mm的冷凍盤中，置于預(yù)凍溫度為_35°C _30°C冷凍庫中，預(yù)凍時間為I 2h后,移至真空冷凍干燥機中,溫度設(shè)定為-60°C _50°C,壓力設(shè)定為20 60Pa，凍干時間為10 14h，凍干粉含水量為1% 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的肽液的調(diào)配過程，其特征在于，所使用氮氣的純度為98%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的肽液的調(diào)配過程，其特征在于，所選用的水為pH為7.O的中性去離子水。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓脈沖電場激活參數(shù)調(diào)控過程，其特征在于，電場強度為 5 30kV/cm，電場頻率為2000 3000Hz。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓脈沖電場激活處理過程，其特征在于，電極激活肽液的時間為2500 μ S，定時收集DPPH自由基清除率達到70%以上的1000 IOOOODa高活性的蛋清肽溶液。
全文摘要
本發(fā)明是公開一種快速激活1000～10000Da蛋清肽組分的抗氧化活性的方法，屬于農(nóng)副產(chǎn)品精深加工及其副產(chǎn)物綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用高壓脈沖電場技術(shù)快速激活1000～10000Da蛋清肽組分的抗氧化活性的方法，是以1000～10000Da、DPPH清除率為30％的蛋清抗氧化肽組分為原料，利用高壓脈沖電場技術(shù)，通過蛋清抗氧化肽液調(diào)配、高壓脈沖電場裝置激活參數(shù)調(diào)控、肽液恒流速度調(diào)控、高壓脈沖電場激活處理、真空冷凍干燥的過程，實現(xiàn)電極激活肽液的時間為2500μs以內(nèi)，DPPH自由基清除率迅速升高至70％以上的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)明，能夠為蛋清蛋白資源的綜合利用開辟一條新的途徑。
文檔編號C07K1/00GK102584935SQ20121001156
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者劉靜波, 宮新統(tǒng), 林松毅, 殷涌光, 王佳, 肇萍 申請人:吉林大學(xué)