CN105368905A - 一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法。一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，包括以下步骤：加稀碱液、微波处理、粗过滤、酶解1、微波处理1、酶解2、微波处理2、灭酶活、加壳聚糖、粗滤、微滤、超滤、纳滤、浓缩和低温真空干燥。本发明提取的豌豆蛋白多肽的方法具有收率高、纯度高、溶剂消耗少、成本低和易于工业化生产的优点；本发明整个工艺流程短、时间短，能耗低、污染少、不使用有毒溶剂、无污染物排放，达到清洁生产目标。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法。
背景技术
豌豆一年生藤本作物(Pisumsativum)，羽状复豌豆，小豌豆卵形，开白色或淡紫色的花，高90-180cm，全体无毛。小豌豆长圆形至卵圆形，长3-5cm，宽1-2cm，全缘；托豌豆豌豆状，卵形，基部耳状包围豌豆柄。荚果长椭圆形，长5-10cm，内有坚纸质衬皮；种子圆形，2-10颗，青绿色，干后变为黄色。花果期4-5月。偶数羽状复豌豆，顶端卷须为豌豆卷须，托豌豆呈卵形。花白色或紫红色、单生或1-3朵排列成总状腋生，花柱内侧有须毛，闭花授粉，花瓣蝴蝶形。荚果长椭圆形或扁形，根据内部有无内层革质膜及其厚度分为软荚及硬荚。嫩荚和种子供食用。
豌豆现在已经是世界第四豌豆类作物。全世界干豌豆种植面积621.43万公顷，总产955.82万吨；全世界青豌豆种植面积224.13万公顷，总产1697.50万吨。同年，我国干豌豆种植面积94.00万公顷，总产119.00万吨；青豌豆种植面积129.59万公顷，总产1027.43万吨。我国豌豆栽培面积和总产分别占全世界的15.13％和12.45％，青豌豆栽培面积和总产分别占全世界的57.82％和60.53％。我国是仅次于加拿大世界第二大豌豆生产国，在世界豌豆生产中占有举足轻重的地位。
鲜豌豆的营养丰富，每100克含蛋白质7.2克，热量80千卡，相当于同量豆腐的营养价值。特别是B族维生素的含量很高，如维生素B1(0.54毫克/100克)是豆腐的18倍，维生素B2和维生素PP分别是豆腐的2.5倍和14倍，还有较多的胡萝卜素、维生素C及无机盐等营养成分。正由于豌豆中富含人体所需的各种营养物质，尤其是含有优质蛋白质，可以提高机体的抗病能力和康复能力，病人和老人以及小孩要多吃点。此外还可作为绿肥和饲料。
豌豆肽是通过酶解豌豆蛋白制得，口味温和、价廉，可用于婴儿配方乳粉。
豌豆味甘、性平，归脾、胃经；具有益中气、止泻痢、调营卫、利小便、消痈肿、解乳石毒之功效；主治脚气、痈肿、乳汁不通、脾胃不适、呃逆呕吐、心腹胀痛、口渴泄痢等病症。其还具有治疗糖尿病、美容作用、杀菌抗毒、防癌治癌、降血压、保护心血管、护眼、补钙、调节体质、治气血虚弱、抗过敏等用途。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，包括如下步骤：
(1)以豌豆分离蛋白为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，用稀碱液调pH值至9.0，微波提取15min，温度控制在55-60℃，之后保温50-60min，得到改性豌豆分离蛋白溶液；
(2)将改性豌豆分离蛋白溶液降温至33-38℃，调pH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，微波提取15min，温度控制在55-60℃，pH值保持在8.0以上，得到胰蛋白酶水解溶液；
(3)将胰蛋白酶水解溶液降温至33-38℃，调pH值至7.6，加入底物质量2％的复合蛋白酶，微波提取10min，温度控制在55-60℃，当pH值降至7.2时，酶解中止，得到复合蛋白酶水解溶液；
(4)将复合蛋白酶水解溶液继续升温至85-90℃，时间达到5min时，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(5)将灭酶水解溶液降温至33-38℃，调pH值至4.8-5.0，加入0.01％的売聚糖，经适当沉淀后用200目三足离心机过滤，用栏截2000-10000分子量超滤纤维膜过滤，再用栏截200-1000分子量纳滤和RO膜过滤与浓缩；
(6)将过滤浓缩后的豌豆蛋白酶水解溶液调pH值至7.0，进行浓缩低温真空干燥，即得豌豆蛋白多肽产品。
作为优选，步骤(1)中所述的稀碱液为以NaOH溶液将料液PH值调至8.5-9.0弱碱性溶液。
作为优选，步骤(2)中所述的碱性酶解pH值条件为8.0-8.5。
作为优选，步骤(3)中所述的复合酶解pH值为7.0-7.5。
作为优选，步骤(4)中所述的复合蛋白酶是由碱性酶、中性酶和风味酶组成，3种酶的质量比为3:1:1。
作为优选，步骤(1)、(2)和(3)中所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的方法改进豌豆蛋白质的酶解工艺与技术，解决豌豆蛋白质不易被动物消化吸收问题，通过釆用微波辅助酶解技术制备具有生物活性的寡肽，不仅提高豌豆蛋白的消化吸收率，而且扩大豌豆蛋白应用领域。尽管豌豆蛋白已经由传统食品粉丝生产过程中的副产品，演变成为豌豆深加工行业，但仍然属单纯食品添加剂产业，产业链短，竞争力远落后于法国罗盖特、比利时科索克拉国际上豌豆蛋白的行业巨头，因此，必须通过技术创新、产品创新，不断延长豌豆产业链，全面提高豌豆产业综合效益，才能实现农业增效、农民增收、农村繁荣，才能在－带一路建设中发挥出强大生命力。
2.本发明提取的豌豆蛋白多肽的方法具有收率高(比传统提高5-8％)、纯度高(寡肽比例达70％以上)、溶剂消耗少、成本低和易于工业化生产的优点。
3.本发明整个工艺流程短、时间短(约相当传统1/3)，能耗低、污染少、不使用有毒溶剂、无污染物排放，达到清洁生产目标。
附图说明
图1为本发明微波辅助制备豌豆蛋白多肽的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。此外，在阅读本发明的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作各种修改，这些等价变化同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：
一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，包括如下步骤：
(1)以豌豆分离蛋白为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，用稀碱液调pH值至9.0，微波提取15min，温度控制在55℃，之后保温50min，得到改性豌豆分离蛋白溶液；所述的稀碱液为以NaOH溶液将料液pH值调至8.5弱碱性溶液；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(2)将改性豌豆分离蛋白溶液降温至33-38℃，调pH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，微波提取15min，温度控制在55℃，pH值保持在8.0以上，得到胰蛋白酶水解溶液；碱性酶解pH值条件为8.0；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(3)将胰蛋白酶水解溶液降温至33-38℃，调pH值至7.6，加入底物质量2％的复合蛋白酶，微波提取10min，温度控制在55℃，当pH值降至7.2时，酶解中止，得到复合蛋白酶水解溶液；复合酶解pH值为7.0；所述的复合蛋白酶是由碱性酶、中性酶和风味酶组成，3种酶的质量比为3:1:1；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(4)将复合蛋白酶水解溶液继续升温至85℃，时间达到5min时，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(5)将灭酶水解溶液降温至33℃，调pH值至4.8，加入0.01％的売聚糖，经适当沉淀后用200目三足离心机过滤，用栏截2000-10000分子量超滤纤维膜过滤，再用栏截200-1000分子量纳滤和RO膜过滤与浓缩；
(6)将过滤浓缩后的豌豆蛋白酶水解溶液调pH值至7.0，进行浓缩低温真空干燥，即得豌豆蛋白多肽产品。
实施例2：
一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，包括如下步骤：
(1)以豌豆分离蛋白为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，用稀碱液调pH值至9.0，微波提取15min，温度控制在60℃，之后保温60min，得到改性豌豆分离蛋白溶液；所述的稀碱液为以NaOH溶液将料液PH值调至9.0弱碱性溶液；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(2)将改性豌豆分离蛋白溶液降温至38℃，调PH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，微波提取15min，温度控制在60℃，PH值保持在8.0以上，得到胰蛋白酶水解溶液；碱性酶解pH值条件为8.5；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(3)将胰蛋白酶水解溶液降温至38℃，调pH值至7.6，加入底物质量2％的复合蛋白酶，微波提取10min，温度控制在60℃，当pH值降至7.2时，酶解中止，得到复合蛋白酶水解溶液；复合酶解pH值为7.5；所述的复合蛋白酶是由碱性酶、中性酶和风味酶组成，3种酶的质量比为3:1:1；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(4)将复合蛋白酶水解溶液继续升温至90℃，时间达到5min时，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(5)将灭酶水解溶液降温至38℃，调pH值至5.0，加入0.01％的売聚糖，经适当沉淀后用200目三足离心机过滤，用栏截2000-10000分子量超滤纤维膜过滤，再用栏截200-1000分子量纳滤和RO膜过滤与浓缩；
(6)将过滤浓缩后的豌豆蛋白酶水解溶液调pH值至7.0，进行浓缩低温真空干燥，即得豌豆蛋白多肽产品。
实施例3：
一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，包括如下步骤：
(1)以豌豆分离蛋白为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，用稀碱液调pH值至9.0，微波提取15min，温度控制在57℃，之后保温55min，得到改性豌豆分离蛋白溶液；所述的稀碱液为以NaOH溶液将料液pH值调至8.8弱碱性溶液；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(2)将改性豌豆分离蛋白溶液降温至35℃，调pH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，微波提取15min，温度控制在57℃，PH值保持在8.0以上，得到胰蛋白酶水解溶液；碱性酶解pH值条件为8.3；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(3)将胰蛋白酶水解溶液降温至35℃，调pH值至7.6，加入底物质量2％的复合蛋白酶，微波提取10min，温度控制在58℃，当pH值降至7.2时，酶解中止，得到复合蛋白酶水解溶液；复合酶解pH值为7.3；所述的复合蛋白酶是由碱性酶、中性酶和风味酶组成，3种酶的质量比为3:1:1；所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW；
(4)将复合蛋白酶水解溶液继续升温至88℃，时间达到5min时，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(5)将灭酶水解溶液降温至35℃，调pH值至4.9，加入0.01％的売聚糖，经适当沉淀后用200目三足离心机过滤，用栏截2000-10000分子量超滤纤维膜过滤，再用栏截200-1000分子量纳滤和RO膜过滤与浓缩；
(6)将过滤浓缩后的豌豆蛋白酶水解溶液调pH值至7.0，进行浓缩低温真空干燥，即得豌豆蛋白多肽产品。
实施例4：传统制备豌豆多肽的方法
一种豌豆分离蛋白酶解制备抗氧化肽的方法，步骤为：
(1)原料预处理：以豌豆分离蛋白为原料，配置质量浓度为7.5％的豌豆分离蛋白水溶液，90℃水浴15min进行预处理，冷却备用；
(2)胰蛋白酶酶解：随后放在恒温磁力搅拌器上，溶液边搅拌边调至温度40℃、pH10，按照酶底比E/S为6％加入胰蛋白酶，胰蛋白酶酶活为4×104U/g，开始水解反应，随时滴加2MNaOH溶液保持酶解液pH10不变，充分酶解反应4h后，煮沸15min灭酶；
(3)中性蛋白酶酶解：步骤(2)产物冷却后按50℃、pH7.5，E/S为6％加入中性蛋白酶，中性蛋白酶酶活为1×105U/g，水解4h，煮沸灭酶，冷却后用2MHCl溶液调pH7；
(4)离心：步骤(3)产物按照8000r/min离心15min去沉淀，所得上清液为豌豆蛋白水解产物PPH，过滤浓缩后的料液喷雾干燥，得到抗氧化肽粗品。
表1本发明提取方法的有益效果
从表1可知，传统方法不可避免使用大量酸碱及溶剂，而且工序复杂，耗时长，转化率低，杂质多等弱点和不足；而本发明釆用微波辅助提取，不需溶剂，酸碱用量少，酶解时间短，转化率高，且为下一步制备多肽创造更好条件。
本发明釆用微波辅助促酶解技术，就酶解时间，微波辅助酶解仅用30min即完成，而传统方法8-16h才能完成酶水解工序，可大大缩短生产周期和降低生产成本，且酶解转化率比传铳高5-8％。
本发明釆用目前世界较为先进的膜过滤和膜过滤浓缩技术，－是可缩短时间，获得产品纯度高；二是能耗低，排污少。本发明用微波与膜过滤分离耦联，替代单－使用酶解方法制备豌豆抗氧化肽，工艺简单，时间短，效率高，生产和劳动安全可靠。
由于制备豌豆多肽酶解时间短，膜过滤分离能耗低，排污少，达国家清洁生产目标要求。由于工艺较简单，易操作，环保，适宜工厂规模化生产采用。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (6)
1.一种微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以豌豆分离蛋白为原料，按固液比1:15加入去离子水，充分混合后，用稀碱液调pH值至9.0，微波提取15min，温度控制在55-60℃，之后保温50-60min，得到改性豌豆分离蛋白溶液；
(2)将改性豌豆分离蛋白溶液降温至33-38℃，调pH值至9.0，加入底物质量4％的胰蛋白酶，微波提取15min，温度控制在55-60℃，PH值保持在8.0以上，得到胰蛋白酶水解溶液；
(3)将胰蛋白酶水解溶液降温至33-38℃，调pH值至7.6，加入底物质量2％的复合蛋白酶，微波提取10min，温度控制在55-60℃，当pH值降至7.2时，酶解中止，得到复合蛋白酶水解溶液；
(4)将复合蛋白酶水解溶液继续升温至85-90℃，时间达到5min时，灭酶活完成，得到灭酶水解溶液；
(5)将灭酶水解溶液降温至33-38℃，调pH值至4.8-5.0，加入0.01％的売聚糖，经适当沉淀后用200目三足离心机过滤，用栏截2000-10000分子量超滤纤维膜过滤，再用栏截200-1000分子量纳滤和RO膜过滤与浓缩；
(6)将过滤浓缩后的豌豆蛋白酶水解溶液调pH值至7.0，进行浓缩低温真空干燥，即得豌豆蛋白多肽产品。
2.根据权利要求1所述的微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的稀碱液为以NaOH溶液将料液PH值调至8.5-9.0弱碱性溶液。
3.根据权利要求1所述的微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的碱性酶解pH值条件为8.0-8.5。
4.根据权利要求1所述的微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的复合酶解pH值为7.0-7.5。
5.根据权利要求1所述的微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的复合蛋白酶是由碱性酶、中性酶和风味酶组成，3种酶的质量比为3:1:1。
6.根据权利要求1所述的微波辅助制备豌豆蛋白多肽的方法，其特征在于，步骤(1)、(2)和(3)中所述的微波提取装置的频率为2450MHz，功率为20KW。
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