專利名稱：玉米活性肽的一種制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物技術領域，涉及一種玉米活性肽的制備方法。
背景技術：
玉米活性肽是玉米蛋白的水解產(chǎn)物，是由分子量很小但活性很高的短肽組成，一般分子量集中在1000以下的混合低聚肽。低聚肽雖然聚合氨基酸的數(shù)量少，卻能產(chǎn)生高級結(jié)構(gòu)發(fā)揮的作用。玉米肽優(yōu)于氨基酸或蛋白質(zhì)的吸收，并且在大范圍PH值下完全溶于水，無渾濁現(xiàn)象和沉淀物產(chǎn)生。同時，對熱極其穩(wěn)定，功能不喪失，具有降血壓、保肝護肝、抗高膽固醇、促進脂肪代謝、延緩衰老、增強免疫功能等作用，安全可靠，無毒副作用，在醫(yī)藥、保 健食品等領域有著廣泛的應用。在玉米肽的研究領域，日本處于世界領先地位，文獻報道較多，已經(jīng)將玉米肽開發(fā)成低熱量早餐飲料。近年來，我國學者對玉米肽方面的報道逐漸增多。目前，生產(chǎn)玉米活性肽的方法主要有三種酶解法、微生物發(fā)酵法、合成法。酶解法主要是蛋白酶系催化分解蛋白質(zhì)肽鍵的一類群酶的總稱。它作用于蛋白質(zhì)，將其分解成多肽及氨基酸。國內(nèi)外通過酶解法水解玉米蛋白粉取得了顯著的成效，但蛋白質(zhì)在酶解后經(jīng)常會產(chǎn)生苦味，這使酶解法在食品工業(yè)上的應用受到了嚴重的限制。微生物發(fā)酵法是通過微生物的生化反應將玉米蛋白轉(zhuǎn)化成玉米肽，此法不是將玉米蛋白轉(zhuǎn)切成簡單的小肽，而是將小肽之間的肽鍵轉(zhuǎn)接、重排的過程，通過微生物的作用可以對某些苦味基因進行修飾和轉(zhuǎn)移、重組。與傳統(tǒng)的酶解方法相比，微生物發(fā)酵法對多肽的制備大多是以大豆為原料，以玉米蛋白粉為原料的工藝尚處于研究起步階段，目前還不十分成熟。合成法則是國內(nèi)剛處于研究階段，采用液相或固相合成法制取活性肽，但成本高，副反應物及殘留化合物等因素制約其發(fā)展。玉米蛋白粉是玉米淀粉加工的副產(chǎn)品，以其為原料生產(chǎn)玉米活性肽，變廢為寶，可提高玉米蛋白粉的附加值和對玉米資源的綜合利用率。采用現(xiàn)代生物技術制備玉米活性肽，克服了通用技術不足，操作簡單，同時提高產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)率，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種玉米活性肽的制備方法，以克服現(xiàn)有技術的不足。本發(fā)明以玉米蛋白粉為原料，以碳酸鈉為脫脂劑對玉米蛋白粉進行脫脂處理，這種強堿弱酸鹽在水溶液中水解生成0H_離子而使溶液呈堿性，玉米蛋白粉中的脂肪在堿性溶液中發(fā)生皂化反應而被去除，本方法不需要嚴格的防爆安全設施，操作工藝簡單，所需恒溫設備價格低廉，在節(jié)約生產(chǎn)成本的同時降低了生產(chǎn)安全隱患，更增強了玉米肽產(chǎn)品的食用安全性；利用擠壓膨化技術預先處理玉米蛋白粉，在擠壓膨化過程中，高溫、高壓、高剪切作用下使蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生伸展、重組，分子表面的電荷重新分布，分子間氫鍵、二硫鍵部分斷裂，導致蛋白質(zhì)變性，蛋白質(zhì)的消化率明顯提高，從而更有利于之后酶對蛋白質(zhì)的作用；超聲波機械效應和空化效應會引起介質(zhì)一些特性變化，對高分子降解、酶解反應等都有較好促進作用，在酶解玉米蛋白工藝中添加超聲波工藝，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率顯著提高，較好地解決了玉米蛋白粉制肽的蛋白轉(zhuǎn)化率較低問題；隨著玉米蛋白粉的水解，可溶性蛋白增加，酮、醛、醇等揮發(fā)性風味化合物同時釋放，玉米蛋白粉中的黃色素和堿性蛋白酶的顏色會隨著水解顏色逐漸加深，另一方面，蛋白質(zhì)酶解過程中會產(chǎn)生一些疏水性氨基酸，其暴露在外面的寡肽與人體的味蕾作用會產(chǎn)生苦味，采用活性炭法處理玉米肽，可有效去除水解過程中的芳香族氨基酸，吸附效果明顯，且成本較低。本發(fā)明采用現(xiàn)代生物技術制取玉米活性肽的工藝，包括以下步驟(I)預處理將一定量的玉米蛋白粉放入粉碎室內(nèi)徑為105mm，轉(zhuǎn)速為1000-2000r/min的微型植物試樣粉碎機內(nèi)粉碎，并用80目篩篩分，篩下物放置在溫度 40-50°C的振蕩反應器中，用質(zhì)量濃度為40-90g/L的無水碳酸鈉，添加10_20mL/g，處理10_20min,后 6000-8000rpm/min 離心 10_15min,用清水重復洗漆 3 次,6000-8000rpm/min離心10_15min后水解；(2)擠壓膨化采用剖分式雙螺桿擠壓機對玉米蛋白進行改性，模孔孔徑15mm，套筒溫度85°C，物料含水率10-15%，螺桿轉(zhuǎn)速120-150r/min ；(3)超聲波酶解取質(zhì)量分數(shù)為10-15%的膨化玉米蛋白粉，400-460W超聲波條件下破壁10-15min，50-55°C攪拌，調(diào)pH值9-10，加酶3-5%，在此條件下用Alcalase堿性內(nèi)切蛋白酶酶解玉米蛋白粉3-5h，酶解過程中加Imol/LNaOH使pH值保持恒定；(4)滅酶100°C水浴中加熱5-10min使酶滅活，冷卻到20°C，6000_8000r/min離心10-20min,收集上清液；(5)活性炭脫苦脫色向上述上清液加入一定量的活性炭吸附，固液比1:8-1: 12，pH 值 3，溫度 30-35°C，吸附 2h 后，6000-8000r/min 離心 10-20min，取上清液；(6)凝膠層析分離玉米活性肽粗品過S^hadex G_25凝膠層析柱，去離子水洗脫，流速O. 5-lmL/min,收集洗脫液；(7)冷凍干燥在-50°C條件下冷凍干燥，得淡黃色玉米活性肽粉末。本發(fā)明的有益效果為(I)采用堿性鹽碳酸鈉對玉米蛋白粉進行預處理，可有效去除脂肪，脫脂率達到82. 5% ；(2)采用擠壓膨化技術對玉米蛋白進行改性，采用超聲波酶解玉米蛋白制備玉米活性肽，蛋白轉(zhuǎn)化率達78. 2%，較好地解決了蛋白轉(zhuǎn)化率較低的問題；(3)采用活性炭去除玉米肽中的芳香族氨基酸，可有效脫苦脫色，成本低廉，獲得的玉米活性肽含量(以干基計)達到85%以上，產(chǎn)率達72%以上，為大規(guī)模生產(chǎn)提供新的工藝思路。


附圖I是以玉米蛋白粉為原料，經(jīng)預處理、擠壓膨化、超聲波酶解、滅酶、脫苦脫色、凝膠層析、冷凍干燥等工藝步驟，得到玉米活性肽的工藝流程圖。
具體實施方式
提出以下實例用于說明本發(fā)明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不局限于此。實施例I(I)預處理將IOOg玉米蛋白粉放入粉碎室內(nèi)徑為105mm,轉(zhuǎn)速為1000r/min的微型植物試樣粉碎機內(nèi)粉碎，并用80目篩篩分，篩下物放置在溫度43°C的振蕩反應器中，用質(zhì)量濃度為50g/L的無水碳酸鈉,添加20mL/g,處理15min,后6000rpm/min離心15min,用清水重復洗漆3次，6000rpm/min離心15min后水解；(2)擠壓膨化采用剖分式雙螺桿擠壓機對玉米蛋白進行改性，模孔孔徑15mm，套筒溫度85°C，物料含水率10%，螺桿轉(zhuǎn)速120r/min ；(3)超聲波酶解取質(zhì)量分數(shù)為10%的膨化玉米蛋白粉，420W超聲波條件下破壁15min, 50-55°C攪拌，調(diào)pH值9_10，加酶3%，在此條件下用Alcalase堿性內(nèi)切蛋白酶酶解玉米蛋白粉3. 5h，酶解過程中加lmol/L NaOH使pH值保持恒定；(4)滅酶100°C水浴中加熱5min使酶滅活，冷卻到20°C，6000r/min離心20min，
收集上清液；(5)活性炭脫苦脫色向上述上清液加入一定量的活性炭吸附，固液比I : 8，pH值3，溫度30-350C，吸附2h后，6000r/min離心20min,取上清液；(6)凝膠層析分離玉米活性肽粗品過S^hadex G_25凝膠層析柱，去離子水洗脫，流速O. 5mL/min,收集洗脫液；(7)冷凍干燥在_50°C條件下冷凍干燥，得淡黃色玉米活性肽粉末52. 3g，產(chǎn)品肽含量(以干基計)86. 2%。實施例2(I)預處理將IOOg玉米蛋白粉放入粉碎室內(nèi)徑為105mm,轉(zhuǎn)速為1000r/min的微型植物試樣粉碎機內(nèi)粉碎，并用80目篩篩分，篩下物放置在溫度40°C的振蕩反應器中，用質(zhì)量濃度為60g/L的無水碳酸鈉,添加10mL/g,處理15min,后6000rpm/min離心15min,用清水重復洗漆3次，6000rpm/min離心15min后水解；(2)擠壓膨化采用剖分式雙螺桿擠壓機對玉米蛋白進行改性，?？卓讖?5mm，套筒溫度85°C，物料含水率12%，螺桿轉(zhuǎn)速120r/min ；(3)超聲波酶解取質(zhì)量分數(shù)為12%的膨化玉米蛋白粉，430W超聲波條件下破壁12min, 50-55°C攪拌，調(diào)pH值9_10，加酶4%，在此條件下用Alcalase堿性內(nèi)切蛋白酶酶解玉米蛋白粉3h，酶解過程中加lmol/L NaOH使pH值保持恒定； (4)滅酶100°C水浴中加熱8min使酶滅活，冷卻到20°C，6000r/min離心20min，
收集上清液；(5)活性炭脫苦脫色向上述上清液加入一定量的活性炭吸附，固液比I : 9，pH值3，溫度300C，吸附2h后，6000r/min離心20min,取上清液；(6)凝膠層析分離玉米活性肽粗品過S^hadex G_25凝膠層析柱，去離子水洗脫，流速0. 5mL/min,收集洗脫液；(7)冷凍干燥在_50°C條件下冷凍干燥，得淡黃色玉米活性肽粉末52. 5g，產(chǎn)品肽含量(以干基計)85.9%。實施例3(I)預處理將IOOg玉米蛋白粉放入粉碎室內(nèi)徑為105mm,轉(zhuǎn)速為1500r/min的微型植物試樣粉碎機內(nèi)粉碎，并用80目篩篩分，篩下物放置在溫度45°C的振蕩反應器中，用質(zhì)量濃度為60g/L的無水碳酸鈉,添加15mL/g,處理15min,后7000rpm/min離心13min,用清水重復洗滌3次，7000rpm/min離心13min后水解；(2)擠壓膨化采用剖分式雙螺桿擠壓機對玉米蛋白進行改性，?？卓讖?5mm，套筒溫度85°C，物料含水率15%，螺桿轉(zhuǎn)速130r/min ；(3)超聲波酶解取質(zhì)量分數(shù)為13%的膨化玉米蛋白粉，440W超聲波條件下破壁13min, 50-55°C攪拌，調(diào)pH值9_10，加酶4%，在此條件下用Alcalase堿性內(nèi)切蛋白酶酶解玉米蛋白粉4h，酶解過程中加lmol/L NaOH使pH值保持恒定；(4)滅酶100°C水浴中加熱IOmin使酶滅活，冷卻到20°C，7000r/min離心15min，
收集上清液；
(5)活性炭脫苦脫色向上述上清液加入一定量的活性炭吸附，固液比I : 10，pH值3，溫度35°C，吸附2h后，7000r/min離心15min，取上清液；(6)凝膠層析分離玉米活性肽粗品過S^hadex G_25凝膠層析柱，去離子水洗脫，流速O. 8mL/min,收集洗脫液；(7)冷凍干燥在_50°C條件下冷凍干燥，得淡黃色玉米活性肽粉末52. Sg，產(chǎn)品肽含量(以干基計)87. 2%。實施例4(I)預處理將IOOg玉米蛋白粉放入粉碎室內(nèi)徑為105mm,轉(zhuǎn)速為1500r/min的微型植物試樣粉碎機內(nèi)粉碎，并用80目篩篩分，篩下物放置在溫度50°C的振蕩反應器中，用質(zhì)量濃度為70g/L的無水碳酸鈉,添加15mL/g,處理15min,后8000rpm/min離心IOmin,用清水重復洗滌3次，8000rpm/min離心IOmin后水解；(2)擠壓膨化采用剖分式雙螺桿擠壓機對玉米蛋白進行改性，?？卓讖?5mm，套筒溫度85°C，物料含水率15%，螺桿轉(zhuǎn)速140r/min ；(3)超聲波酶解取質(zhì)量分數(shù)為15%的膨化玉米蛋白粉，450W超聲波條件下破壁15min，50-55°C攪拌，調(diào)pH值9_10，加酶4 %，在此條件下用中性蛋白酶酶解玉米蛋白粉4h，酶解過程中加lmol/L NaOH使pH值保持恒定；(4)滅酶100°C水浴中加熱IOmin使酶滅活，冷卻到20°C，8000r/min離心lOmin，
收集上清液；(5)活性炭脫苦脫色向上述上清液加入一定量的活性炭吸附，固液比I : 11，pH值3，溫度30°C，吸附2h后，8000r/min離心lOmin，取上清液；(6)凝膠層析分離玉米活性肽粗品過S印hadex G_25凝膠層析柱，去離子水洗脫，流速lmL/min,收集洗脫液；(7)冷凍干燥在_50°C條件下冷凍干燥，得淡黃色玉米活性肽粉末53. 9g，產(chǎn)品肽含量(以干基計)85.8%。實施例5(I)預處理將IOOg玉米蛋白粉放入粉碎室內(nèi)徑為105mm,轉(zhuǎn)速為2000r/min的微型植物試樣粉碎機內(nèi)粉碎，并用80目篩篩分，篩下物放置在溫度50°C的振蕩反應器中，用質(zhì)量濃度為90g/L的無水碳酸鈉,添加15mL/g,處理20min,后8000rpm/min離心IOmin,用清水重復洗滌3次，8000rpm/min離心IOmin后水解；
(2)擠壓膨化采用剖分式雙螺桿擠壓機對玉米蛋白進行改性，模孔孔徑15mm，套筒溫度85°C，物料含水率15%，螺桿轉(zhuǎn)速150r/min ；(3)超聲波酶解取質(zhì)量分數(shù)為15%的膨化玉米蛋白粉，460W超聲波條件下破壁15min, 50-55°C攪拌，調(diào)pH值9_10，加酶5%，在此條件下用Alcalase堿性內(nèi)切蛋白酶酶解玉米蛋白粉5h，酶解過程中加Imol/LNaOH使pH值保持恒定；(4)滅酶100°C水浴中加熱IOmin使酶滅活，冷卻到20°C，8000r/min離心lOmin，
收集上清液；(5)活性炭脫苦脫色向上述上清液加入一定量的活性炭吸附，固液比I : 12，pH值3，溫度350C，吸附2h后，8000r/min離心20min,取上清液；
(6)凝膠層析分離玉米活性肽粗品過S印hadex G_25凝膠層析柱，去離子水洗脫，流速lmL/min,收集洗脫液；(7)冷凍干燥在_50°C條件下冷凍干燥，得淡黃色玉米活性肽粉末52. 7g，產(chǎn)品肽含量(以干基計)86. 5%。
權(quán)利要求
1.一種玉米活性肽的制備方法，其特征在于 (1)預處理將一定量的玉米蛋白粉放入粉碎室內(nèi)徑為105mm，轉(zhuǎn)速為1000_2000r/min的微型植物試樣粉碎機內(nèi)粉碎，并用80目篩篩分，篩下物放置在溫度40-50°C的振蕩反應器中，用無水碳酸鈉處理，后6000-8000rpm/min離心10_15min,用清水重復洗漆3次，6000-8000rpm/min 離心 10_15min 后水解； (2)擠壓膨化采用剖分式雙螺桿擠壓機對玉米蛋白進行改性，物料含水率10-15%，螺桿轉(zhuǎn)速 120-150r/min ； (3)超聲波酶解取質(zhì)量分數(shù)為10-15%的膨化玉米蛋白粉，400-460W超聲波條件下破壁10-15min，50-55°C攪拌，調(diào)pH值9_10，加酶3_5%，在此條件下酶解3_5h玉米蛋白粉，酶解過程中加Imo I/LNaOH使pH值保持恒定； (4)滅酶100°C水浴中加熱5-10min使酶滅活，冷卻到20°C，6000_8000r/min離心10-20min,收集上清液； (5)活性炭脫苦脫色向上述上清液加入一定量的活性炭吸附，pH值3，溫度30-35°C，吸附2h后，6000-8000r/min離心10_20min，取上清液； (6)凝膠層析分離玉米活性肽粗品過S^hadexG_25凝膠層析柱，去離子水洗脫，流速O. 5-lmL/min,收集洗脫液； (7)冷凍干燥在-50°C條件下冷凍干燥，得淡黃色玉米活性肽粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備玉米活性肽的方法，其特征在于步驟(I)所述的無水碳酸鈉質(zhì)量濃度為40-90g/L，添加量為10-20mL/g，處理時間為10_20min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備玉米活性肽的方法，其特征在于步驟(2)所述的剖分式雙螺桿擠壓機的?？卓讖?0-20mm、套筒溫度70_90°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備玉米活性肽的方法，其特征在于步驟(3)所述的酶制劑為Alcalase堿性內(nèi)切蛋白酶，也可選用木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、復合蛋白酶等。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備玉米活性肽的方法，其特征在于步驟(5)所述的活性炭吸附劑用量為固液比I : 8-1 12。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備玉米活性肽的方法，其特征在于所得玉米活性肽產(chǎn)品肽含量(以干基計)大于85%，產(chǎn)率大于72%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玉米活性肽的制備方法，以玉米蛋白粉為原料，經(jīng)預處理、擠壓膨化、超聲波酶解、滅酶、脫苦脫色、凝膠層析、冷凍干燥等工藝步驟，得到玉米活性肽。本發(fā)明工藝簡單，成本低廉，制備的玉米活性肽的肽含量(以干基計)達85％以上，產(chǎn)率達72％以上，為大規(guī)模生產(chǎn)提供了一種可行的工藝。
文檔編號C07K1/14GK102864201SQ201210378308
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者武昌厚 申請人:陜西同正科技有限公司