專利名稱：海洋活性肽食品添加劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種海洋活性肽食品添加劑的制備方法，屬于應用海洋生物技術領域。
海洋是功能食品和保健藥品的寶庫。海洋中的生物種類繁多，資源極其豐富，而且生物鏈基本健全，再生能力強。海洋生物含有豐富的有益于人類健康的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、?；撬?，微量元素譜系也大大優(yōu)于陸地生物，是人類健康食品極好的來源。因此，采用生物技術對這些資源進行開發(fā)利用，將是當今科學研究最具發(fā)展前景的領域之一。海洋生物資源的優(yōu)化利用和高值化是未來15年我國海洋高技術發(fā)展的重要研究內(nèi)容之一。對海洋漁獲物非食用部分的利用更能體現(xiàn)出科學技術如何提高產(chǎn)品的附加值。非食用部分包括低值魚類及水產(chǎn)品加工的下腳料，一般占漁獲物的28％，如何開發(fā)這些量大質(zhì)低的漁獲物，一直困擾著水產(chǎn)加工業(yè)。我國現(xiàn)在主要利用低值漁獲物生產(chǎn)魚粉，用于水產(chǎn)養(yǎng)殖和陸地畜禽養(yǎng)殖，但由于加工技術落后，不但產(chǎn)品的得率和附加值低，而且嚴重污染近海水域。對于水產(chǎn)品加工的廢棄物許多被直接丟棄，對環(huán)境造成了嚴重的污染。例如，我國沿海，特別是山東膠東沿海，扇貝的養(yǎng)殖面積較大，養(yǎng)成的扇貝，加工成扇貝柱用于出口后，剩余的貝柱下腳料數(shù)量相當多，并且氨基酸組成和蛋白含量都很好，是一種具有很好的開發(fā)潛力的海洋蛋白資源。到目前為止，在我國并沒有被充分的利用。蛋白酶解物中的生物活性肽是目前世界上藥物及保健品研究的熱點，許多寡肽具有獨特的生物學功能，如易消化吸收、免疫活性、抗高血壓、類鴉片活性、促生長活性等。海洋環(huán)境與陸地環(huán)境有很大的不同，如高壓、低溫、高溫(海底火山口)和高鹽等，為了適應海洋環(huán)境，海洋生物蛋白質(zhì)無論氨基酸的組成還是氨基酸的序列都與陸地生物蛋白有很大的不同。同時，海洋生物蛋白資源無論在種類還是數(shù)量上都遠遠大于陸地蛋白資源。種類繁多的海洋蛋白氨基酸序列，用特異的蛋白酶水解，就釋放出有活性的短肽。目前通過蛋白酶解生產(chǎn)的活性肽主要來源于陸地的蛋白源，如牛乳酪蛋白、大豆蛋白、玉米醇溶蛋白等，而來自海洋蛋白源酶解的活性肽非常少，但決不是由于海洋蛋白源的蛋白質(zhì)氨基酸鏈中沒有潛在的活性肽序列，而主要是由于沒有進行很好的開發(fā)。
本發(fā)明的目的在于，彌補已有技術的不足，提供一種來自海洋蛋白源酶解的海洋活性肽食品添加劑的制備方法，提高海洋低值魚類及水產(chǎn)品下腳料的附加值。
本發(fā)明的目的是通過如下技術措施實現(xiàn)的。
本發(fā)明的方法包括如下步驟1．液體種子的制備。
培養(yǎng)基餅粉2～3份、玉米粉2～3份、麩皮1～1.5份、Na2HPO40.4～0.5份、KH2PO40.03～0.04份、水100份，均為重量份，下同。滅菌，冷卻，接種枯草芽孢桿菌(Bacillus.Subtilis)的茄子瓶菌種的菌懸液5～10份，通風攪拌，培養(yǎng)15～18小時，作為液體種子待用。
2．液體深層發(fā)酵制備蛋白酶制劑。
培養(yǎng)基豆餅粉3～3.5份、玉米粉3.5～5.0份、麩皮2.0～2.5份、Na2HPO40.4～0.5份、KH2PO40.03～0.04份、水100份，均為重量份，下同。滅菌，接種上述步驟的液體種子，接種量為培養(yǎng)基重量的5～7％，通風攪拌，控溫，發(fā)酵37～40小時，得蛋白酶制劑。
3．活性肽的制備。
基本原料低值的海洋水產(chǎn)魚類(如鳀魚、沙丁魚)和/或海產(chǎn)品的下腳料(如貝柱下腳料)，稱取45～50(鮮重)份原料，打漿，然后加入45～50份的蛋白酶制劑，調(diào)pH值到6.8～7.3，溫度45～50℃，攪拌酶解3.5～4.5小時。酶解完畢，去殘渣，濾液濃縮，干燥成粉，即得本發(fā)明的產(chǎn)品。
上述步驟1的培養(yǎng)基在120℃滅菌30分鐘，接種后置發(fā)酵罐中，于30～32℃下，通風1∶0.5～0.6，攪拌320～330轉/分，培養(yǎng)15～18小時，此時pH6.2～6.3。
上述步驟2的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內(nèi)接種后，攪拌220～230轉/分，控制通風量(V風/V液·時間)0～12小時1∶0.5～0.6,12～20小時1∶0.6～0.7,20～28小時1∶0.8～0.9；控制培養(yǎng)溫度0～4小時30～32℃,5～8小時間每小時升溫2℃,9～12小時，每小時降溫2℃,12小時以后，保持30～32℃。每毫升酶活可達6000～7000單位。
在上述步驟1的培養(yǎng)基中加豆油0.3～0.35份作消泡劑。
在上述步驟2的培養(yǎng)基中加豆油1～1.2份作消泡劑。
上述步驟3的去殘渣是經(jīng)板框過濾或離心機分離除去殘渣，殘渣用以制作蛋白飼料。
上述步驟3的濾液濃縮至原來體積的(1～2)/10，濃縮液經(jīng)噴霧干燥制成活性肽粉。
最后，經(jīng)粉碎、質(zhì)檢、包裝。本發(fā)明的產(chǎn)品可作為食品添加劑廣泛用于功能食品。
上述步驟1中枯草芽孢桿菌的茄子瓶菌種的菌懸液制作可按已有技術。本發(fā)明提供如下具體操作步驟以0.2～0.4份牛肉膏、0.8～1.2份蛋白胨、1.5～2份瓊脂、0.4～0.6份NaCl為培養(yǎng)基，水95～100份，pH為7.0～7.2，滅菌，在試管斜面上，劃線接枯草芽孢桿菌種，30～32℃培養(yǎng)24～26小時，貯藏5℃。將上述菌種移入茄子斜面(培養(yǎng)基與包藏斜面相同)，30～32℃培養(yǎng)24～26小時，待作菌懸液用。
本發(fā)明的優(yōu)良效果在于將陸地微生物酶工程技術應用于海洋蛋白資源的綜合利用。具體體現(xiàn)在(1)運用液體深層發(fā)酵工程技術和酶工程技術，發(fā)酵生產(chǎn)蛋白酶制劑；(2)以發(fā)酵生產(chǎn)的蛋白酶制劑酶解海洋低值魚類及水產(chǎn)品下腳料，然后經(jīng)過濾、濃縮、噴霧干燥，生產(chǎn)許多陸地和化學合成所無法生產(chǎn)的天然、高效、新穎的活性肽類功能食品添加劑；(3)產(chǎn)品集營養(yǎng)性和保健性于一體，具有很高的生物學活性。
下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
實施例1．1．液體種子的制備以重量份牛肉膏0.3份、蛋白胨1份、瓊脂2份、NaCl 0.5份為培養(yǎng)基，水98份，pH為7.1，滅菌，劃線接枯草芽孢桿菌種，30℃培養(yǎng)，培養(yǎng)25小時，貯藏5℃。將上述菌種移入茄子斜面(培養(yǎng)基與保藏斜面相同)，30℃培養(yǎng)25小時，待作菌懸液用。
液體種子培養(yǎng)。培養(yǎng)基豆餅粉3份、玉米粉2份、麩皮1份、Na2HPO40.4份、KH2PO40.04份、水100份，加豆油0.3份作消泡劑。120℃滅菌30分鐘，冷卻后，接上述茄子瓶菌種的菌懸液，150升發(fā)酵罐中，裝樣量70升，于30℃下，通風1∶0.6，攪拌330轉/分，培養(yǎng)18小時。此時pH6.3。
2．液體深層發(fā)酵制備蛋白酶制劑培養(yǎng)基的組成，均為重量份豆餅粉3份、玉米粉4份、麩皮2.5份、Na2HPO40.5份、KH2PO40.03份、水100份，加豆油1.2份作消泡劑。
1000升發(fā)酵罐，裝450升培養(yǎng)基，滅菌后pH6.3，接種5％重量百分比的步驟1制備的液體種子，攪拌220轉/分，在控制通風量如下0～12小時1∶0.5,12-20小時1∶0.7,20～28小時1∶0.9，控制培養(yǎng)溫度如下0～4小時30℃,5～8小時間每小時升溫2℃,9～12小時，每小時降溫2℃,12小時以后，保持31℃，發(fā)酵38小時，每毫升酶活達6500單位。
3．活性肽的制備首先稱取50份(鮮重)的海產(chǎn)品下腳料，打漿。然后加入50份(液體)的蛋白酶制劑，調(diào)pH值到7.2,48℃，攪拌酶解4小時，酶解完畢，經(jīng)板框過濾除去殘渣以制作蛋白飼料，濾液收集后濃縮至原來體積的1/10，然后濃縮液經(jīng)噴霧干燥制成活性肽粉食品添加劑。
最后，經(jīng)粉碎、質(zhì)檢、包裝。
實施例2．1．種子制備茄子瓶菌種的菌懸液同實施例1。
培養(yǎng)基豆餅粉2.5份、玉米粉2.5份、麩皮1.5份、Na2HPO40.5份、KH2PO40.03份、水100份，加豆油0.35份作消泡劑。各成分的用量均為重量份。120℃滅菌30分鐘，冷卻后，接茄子瓶菌種的菌懸液，150升發(fā)酵罐中，裝樣量70升，于31口℃下，通風1∶0.5～0.6，攪拌320～330轉/分，培養(yǎng)17小時。此時pH6.3。
2．蛋白酶制劑的液體深層發(fā)酵1000升發(fā)酵罐，裝450升培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的組成，均為重量份豆餅粉3.5份、玉米粉4.5份、麩皮2.0份、Na2HPO40.4份、KH2PO40.04份、水100份，加豆油1份作消泡劑。滅菌后pH6.2，接種7％重量百分比的步驟1制備的液體種子，攪拌220轉/分，在控制通風量0-12小時1∶0.6,12-20小時1∶0.6,20-28小時1∶0.8，控制培養(yǎng)溫度0-4小時31℃,5-8小時間每小時升溫2℃,9-12小時，每小時降溫2℃,12小時以后，保持32℃，發(fā)酵39小時，每毫升酶活達6800單位。
3．營養(yǎng)活性肽的制備以低值的海洋水產(chǎn)魚類鳀魚、沙丁魚及貝柱下腳料為基本原料，稱取50(鮮重)份原料，打漿，然后加入50份的蛋白酶制劑，調(diào)pH值到7.2，溫度46℃，攪拌酶解4.5小時。酶解完畢，經(jīng)板框過濾除去殘渣以制作蛋白飼料，濾液收集后濃縮至原來體積的1/10，然后濃縮液經(jīng)噴霧干燥制成粉狀活性肽食品添加劑。
最后，經(jīng)粉碎、質(zhì)檢、包裝。
實施例3．同實施例1，所不同的是步驟3活性肽的制備首先稱取45份(鮮重)的海產(chǎn)品下腳料，打漿。然后加入48份(液體)的蛋白酶制劑，調(diào)pH值到7.0,48℃，攪拌酶解4小時，酶解完畢，經(jīng)離心機分離除去殘渣以制作蛋白飼料，濾液收集后濃縮至原來體積的1.5/10，然后濃縮液經(jīng)噴霧干燥制成粉狀活性肽食品添加劑。
本發(fā)明不限于上述實施例。
本發(fā)明實施例的營養(yǎng)活性肽添加劑的外觀為灰黃色，有發(fā)酵物特殊香味和海洋貝類特有的鮮味，粉狀；本產(chǎn)品富含游離氨基酸及功能短肽，功能短肽≥40％。本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于集酶工程技術和發(fā)酵工程技術于一體，發(fā)明產(chǎn)品具有營養(yǎng)保健的雙重功能。產(chǎn)品可作為腸道營養(yǎng)劑或流質(zhì)食物形式提供給處于特殊年齡或特殊身體狀況下的人。如消化能力不健全的新生兒，消化能力退化的老年人；經(jīng)過手術特別是消化道手術后的康復者或有待于治療的病人；由于過度疲勞、生活沒規(guī)律而胃腸功能下降者；還有對蛋白質(zhì)抗原性過敏性體質(zhì)者等。功能短肽不僅能提供豐富的必需氨基酸，還能促進雙歧桿菌、乳桿菌的增殖，有望在酸奶、嬰兒食品、面包、奶酪等食品中提高營養(yǎng)價值，改善風味和品質(zhì)。
權利要求
1．活性肽食品添加劑的制備方法，包括如下步驟(1)液體種子的制備培養(yǎng)基餅粉2～3份、玉米粉2～3份、麩皮1～1.5份、Na2HPO40.4～0.5份、KH2PO41.03～0.04份、水100份，均為重量份，滅菌，冷卻，接種枯草芽孢桿菌的茄子瓶菌種的菌懸液5～10份，通風攪拌，培養(yǎng)15～18小時，作為液體種子待用；(2)液體深層發(fā)酵制備蛋白酶制劑培養(yǎng)基豆餅粉3～3.5份、玉米粉3.5～5.0份、麩皮2.0～2.5份、Na2HPO40.4～0.5份、KH2PO40.03～0.04份、水100份，均為重量份，滅菌，接種上述步驟的液體種子，接種量為培養(yǎng)基重量的5～7％，通風攪拌，控溫，發(fā)酵37～40小時，得蛋白酶制劑；(3)活性肽的制備基本原料低值的海洋水產(chǎn)魚類和/或海產(chǎn)品的下腳料，稱取45～50份原料，打漿，然后加入45～50份的蛋白酶制劑，調(diào)pH值到6.8～7.3，溫度45～50℃，攪拌酶解3.5～4.5小時；酶解完畢，去殘渣，濾液濃縮，干燥成粉。
2．如權利要求1所述的活性肽食品添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)的培養(yǎng)基在120℃滅菌30分鐘，接種后置發(fā)酵罐中，于30～32℃下，通風1∶0.5～0.6，攪拌320～330轉/分，培養(yǎng)15～18小時。
3．如權利要求1所述的活性肽食品添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐中接種后，攪拌220～230轉/分，控制通風量0～12小時1∶0.5～0.6,12～20小時1∶0.6～0.7,20～28小時1∶0.8～0.9；控制培養(yǎng)溫度0～4小時30～32℃,5～8小時間每小時升溫2℃,9～12小時，每小時降溫2℃,12小時以后，保持30～32℃。
4．如權利要求1所述的活性肽食品添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)的培養(yǎng)基中加豆油0.3～0.35份作消泡劑。
5．如權利要求1所述的活性肽食品添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)的培養(yǎng)基中加豆油1～1.2份作消泡劑。
6．如權利要求1所述的活性肽食品添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的去殘渣是經(jīng)板框過濾或離心機分離除去殘渣，殘渣用以制作蛋白飼料。
7．如權利要求1所述的活性肽食品添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的濾液濃縮至原來體積的(1～2)/10，濃縮液經(jīng)噴霧干燥制成活性肽粉。
8．如權利要求1所述的活性肽食品添加劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中枯草芽孢桿菌的茄子瓶菌種的菌懸液制作具體操作步驟如下以0.2～0.4份牛肉膏、0.8～1.2份蛋白胨、1.5～2份瓊脂、0.4～0.6份NaCl為培養(yǎng)基，水95～100份，pH為7.0～7.2，滅菌，在試管斜面上，劃線接枯草芽孢桿菌種，30～32℃培養(yǎng)24～26小時，貯藏5℃；將上述菌種移入茄子斜面，30～32℃培養(yǎng)24～26小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海洋活性肽食品添加劑的制備方法，屬于應用海洋生物技術領域。以蛋白酶產(chǎn)率高的芽孢桿菌為菌株，通過液體深層發(fā)酵生產(chǎn)蛋白酶制劑，酶解海產(chǎn)低值魚類及貝柱下腳料，然后除渣、低溫真空濃縮、噴霧干燥而成粉狀產(chǎn)品。本產(chǎn)品富含游離氨基酸及功能短肽，活性肽≥40%，本發(fā)明產(chǎn)品具有營養(yǎng)、保健的雙重功能。本發(fā)明方法無廢水排除，提供了一條海洋低值蛋白資源高值化、生態(tài)化利用的有效途徑。
文檔編號A23L1/305GK1317268SQ0111497
公開日2001年10月17日 申請日期2001年5月15日 優(yōu)先權日2001年5月15日
發(fā)明者張玉忠, 陳秀蘭, 劉玉慶, 師曉棟, 高培基 申請人:山東大學