一種制備高谷氨酰胺結合肽含量的富肽產(chǎn)品的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備高谷氨酰胺結合肽含量的富肽產(chǎn)品的方法，尤其是一種以小麥蛋白制備高谷氨酰胺結合肽含量的富肽產(chǎn)品的方法，屬于醫(yī)藥、食品、農(nóng)產(chǎn)品加工技術領域。
【背景技術】
[0002]小麥水解蛋白是以小麥蛋白(谷朊粉)為原料，經(jīng)生物酶解的功能性富肽產(chǎn)品，是一種具有很高的營養(yǎng)價值、良好消化性能和保健功能的蛋白質原料。小麥水解蛋白已廣泛應用于保健品、肉制品、焙烤制品等食品領域，在飼料中代替昂貴且具有高致病風險的血漿蛋白做為牛犢代乳品、乳豬教槽料、三文魚等高檔水產(chǎn)飼料，小麥水解蛋白是不含抗營養(yǎng)因子和無轉基因風險的優(yōu)良蛋白質。其中富含的谷氨酰胺肽，具有顯著的增強機體免疫功能和腸道健康、修復腸道損傷、促進肌肉蛋白質合成等功效，在醫(yī)藥、腸道營養(yǎng)品、保健品、功能食品、功能飼料、化妝品中具有廣闊的用途。
[0003]由于小麥蛋白(谷阮粉)中含有大量的疏水性氨基酸且分子內(nèi)的疏水作用區(qū)域較大，導致其溶解性比較差，且形成非常粘稠的膠狀溶液。這也使得酶解時蛋白酶不易靠近酶切位點，導致其酶解速度緩慢，效率低，且小麥蛋白溶液黏度大，一般的膜分離很難用于小麥水解蛋白肽的分離。目前往往通過降低小麥蛋白濃度，增加蛋白酶用量來提高酶解效率，最后通過濃縮獲得小麥水解蛋白產(chǎn)品。目前的工藝不但能耗很高，且普遍存在生產(chǎn)過程分批操作、酶耗大、蛋白轉化率低、產(chǎn)物無法及時從反應體系中分離出去，造成底物浪費，工藝成本高等弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種制備高谷氨酰胺結合肽含量的富肽產(chǎn)品的方法，以小麥蛋白漿液為底物，在由振動膜設備與酶反應器耦聯(lián)而成的酶膜反應器中進行蛋白酶解反應，實現(xiàn)小分子量水解產(chǎn)物的連續(xù)分離，大分子底物及酶返回酶反應器繼續(xù)反應，減少底物抑制作用，減少游離氨基酸含量。
[0005]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述方法主要包括以下步驟:
[0006](I)將水與小麥蛋白(谷阮粉)在調漿罐進行調漿，小麥蛋白的質量濃度為30-50 %，溫度為40-60°C，pH為4_10，加入20_80U/g的蛋白酶，反應l_3h，實現(xiàn)小麥蛋白液化增溶，得到小麥蛋白漿液；
[0007](2)將(I)步驟得到的小麥蛋白漿液加入到酶反應器中，溫度設為10-80°C、pH為
4-10，加入20-80U/g的蛋白酶，實現(xiàn)酶促水解反應，得到小麥蛋白酶解液；
[0008](3)在酶促水解反應同時，將小麥蛋白酶解液連續(xù)引入振動膜設備中，振動膜設備中設有分子截流量為3kDa-10kDa的超濾膜，超濾膜操作壓力0.02?0.05Mpa，循環(huán)流量20?40L/h ;通過振動膜設備及時濾出小分子(〈lOkDa)目標肽，流入產(chǎn)品收集罐，將截留的大分子底物和酶返回酶反應器繼續(xù)酶解反應；有滲流液流入產(chǎn)品收集罐時，開啟補料泵，補充步驟(I)得到的小麥蛋白漿液，補料速度與滲流液流速相當，使酶反應罐液面維持不變，整個裝置進行連續(xù)酶解反應；
[0009](4)將(3)步驟產(chǎn)品收集罐中的酶解產(chǎn)品，滅酶后得到富肽水解小麥蛋白。
[0010]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(I)所述蛋白酶是堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶中的一種或幾種。
[0011]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(I)將水與小麥蛋白在調漿罐進行調漿，小麥蛋白的質量濃度為50%。
[0012]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(I)將水與小麥蛋白在調漿罐進行調漿，小麥蛋白的質量濃度為50%，溫度為60°C，pH為10，加入80U/g的堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶，反應l_3h，實現(xiàn)小麥蛋白液化增溶，得到小麥蛋白漿液。
[0013]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(2)所述蛋白酶是胰酶、胰蛋白酶、堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶、復合風味蛋白酶中的一種或幾種。
[0014]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(2)將(I)步驟得到的小麥蛋白漿液加入到酶反應器中，溫度設為40-80°C、pH為8-10，加入20_80U/g的胰酶、胰蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶，實現(xiàn)酶促水解反應，得到小麥蛋白酶解液。
[0015]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(3)振動膜設備中設有分子截流量為6kDa_10kDa的超濾膜。
[0016]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(3)振動膜設備中設有分子截流量為1kDa的超濾膜。
[0017]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(3)將(2)步驟得到的小麥蛋白酶解液，由罐底連續(xù)引入振動膜設備中，設有膜分子截流量為S-1OkDa的超濾膜，超濾膜操作壓力0.05Mpa，循環(huán)流量30L/h ;通過振動膜設備及時濾出小分子目標肽，流入產(chǎn)品收集罐，將截留的大分子底物和酶返回酶反應器繼續(xù)酶解反應；有滲流液流入產(chǎn)品收集罐時，開啟補料泵，補料速度相當于滲流液流速。
[0018]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(4)將產(chǎn)品收集罐中的酶解產(chǎn)品于80_90°C滅酶20-40分鐘。
[0019]在本發(fā)明的一種實施方式中，步驟(4)還包括將滅酶后的富肽水解小麥蛋白進行噴霧干燥，得到高谷氨酰胺結合肽含量的富肽水解小麥蛋白產(chǎn)品。
[0020]本發(fā)明還提供一種配合所述制備高谷氨酰胺結合肽含量的富肽產(chǎn)品的方法的裝置，主要包括:調漿罐、酶反應器、振動膜設備、產(chǎn)品收集罐、攪拌器、壓力控制裝置、溫度控制裝置、PH控制裝置、連接管道以及動力裝置。
[0021]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述振動膜設備設有超濾膜。
[0022]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述連接管道包括水浴出水管、水浴進水管以及反應底物、產(chǎn)物輸送管道。
[0023]在本發(fā)明的一種實施方式中，所述動力裝置包括酶反應器進料泵、振動膜設備配套真空泵。
[0024]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明以小麥蛋白(谷阮粉)為原料，首先經(jīng)調漿增加小麥蛋白濃度，然后再由振動膜設備與酶反應器耦聯(lián)而成的酶膜反應器中進行復合蛋白酶解，實現(xiàn)小分子量水解產(chǎn)物的連續(xù)分離，并截留大分子底物及酶，減少底物抑制作用，減少游離氨基酸含量。振動膜分離裝置是通過超頻振動技術，使膜片以動態(tài)的方式進行物料分離，從而解決靜態(tài)膜分離高黏度蛋白溶液的膜污染和堵塞問題。本發(fā)明所制備的高谷氨酰胺結合肽含量的富肽產(chǎn)品，投料濃度可達到50%，水溶性>99%、多肽含量>60%、谷氨酰胺結合肽含量>30%、灰分〈1%。
【附圖說明】
[0025]圖1振動膜設備與酶反應器耦聯(lián)制備高谷氨酰胺結合肽含量的富肽產(chǎn)品的工藝路線；1:調漿罐，2:酶反應器進料泵，3:pH計，4:恒溫水浴，5:水浴出水管，6:水浴進水管，
7:酶反應器，8:攪拌器，9:膜分離設備配套真空泵，10:進口壓力計，11:振動膜，12:產(chǎn)品收集罐。
[0026]圖2實施例1產(chǎn)品肽分子量分布
[0027]圖3實施例2產(chǎn)品肽分子量分布
【具體實施方式】
[0028]水溶性采用氮溶解指數(shù)(NSI % )表示，將I %的樣品溶液，攪拌Ih使樣品溶解，然后8000r/min離心1min,用福林酚法測上清液蛋白質含量，利用牛血清白蛋白作標準曲線。凱氏定氮法測量樣品中蛋白質。NSI% =上清液中蛋白質含量/樣品中總蛋白質含量*100%
[0029]多肽含量檢測方法采用三氯乙酸氮溶指數(shù)(TCA_NSI)_法；谷氨酰胺結合肽含量的測定，采用BTI對非氮端谷氨酰胺進行保護，使之轉化為L-2，4- 二氨基丁酸，通過檢測L-2，4-二氨基丁酸的量間接得出有效谷氨酰胺的含量；灰分的含量采用按GB/T 6438的規(guī)定執(zhí)行。
[0030]實施例1
[0031]將水與小麥蛋白(谷阮粉)加入調漿罐進行調漿，溫度為60°C，pH為10，小麥蛋白的的質量濃度為50%，加入總活力80U/g小麥蛋白的堿性蛋白酶(40U/g小麥蛋白)和木瓜蛋白酶(40U/g小麥蛋白)；反應3小時后，將小麥蛋白漿液加入到酶反應器中，溫度設為80°C、pH為10，加入總活力80U/g小麥蛋白的胰酶、胰蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶和復合風味蛋白酶進行酶解，同時由酶反應器底部將酶解液連續(xù)引入振動膜(分子截流量為