一種從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法。該方法通過使用亞硫酸鈉調(diào)節(jié)玉米麩質(zhì)水pH至5.5～8.0，再經(jīng)超聲波處理，離心收集液體；再用氫氧化鈉調(diào)節(jié)液體的pH至8～11加入堿性蛋白酶酶解；對酶解液通過微濾膜除雜，再將微濾濾液通過納濾膜濃縮，將濃縮物干燥處理得到玉米多肽。本發(fā)明以玉米麩質(zhì)水為原料提取生產(chǎn)玉米多肽，生產(chǎn)成本較低；通過調(diào)整pH和超聲處理，在酶解前完成醇溶蛋白的改性，提高了蛋白質(zhì)的純和水解效果；經(jīng)兩級(jí)膜分離處理，得到蛋白質(zhì)含量90%的玉米多肽產(chǎn)品，工藝收率約85%；無有機(jī)溶劑淬取，玉米多肽產(chǎn)品中不含溶劑殘留，安全性高；剩余少量廢水COD≤800mg/L，稍作處理即可達(dá)標(biāo)排放。
【專利說明】一種從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及玉米多肽的制備，具體涉及一種從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]玉米(學(xué)名:Zea mays),亦稱玉蜀黍、包谷、荀米、棒子,夏、秋季采收成熟果實(shí),是一年生禾本科草本植物。玉米是世界上三大糧食作物之一，也是全世界總產(chǎn)量最高的糧食作物，中國各地均有栽培，是我國傳統(tǒng)的農(nóng)作物。玉米是許多地區(qū)的主要食物，此外，玉米也是用作飼料和生產(chǎn)淀粉及乙醇的主要原料。
[0004]在將玉米加工成淀粉的生產(chǎn)過程中，經(jīng)淀粉分離機(jī)會(huì)分離出一種被稱之為玉米麩質(zhì)水的副產(chǎn)物。在玉米淀粉加工行業(yè)，每加工IOt玉米，就會(huì)得到7~8t玉米麩質(zhì)水，玉米麩質(zhì)水含水量為85%左右，其中固形物含量為15%左右，固形物中約含有60%的蛋白質(zhì)，其余是20%的淀粉和10%左右的纖維素、維生素A等多種營養(yǎng)物質(zhì)，還含有多種無機(jī)鹽以及玉米獨(dú)有的黃色素。
[0005]玉米麩質(zhì)水中的蛋白質(zhì)主要為醇溶性蛋白，但由于其缺乏色氨酸和賴氨酸等必需氨基酸，又含有高比例的非極性氨基酸殘基，決定了其營養(yǎng)價(jià)值不高，水溶性不強(qiáng)，加工性不好，在人體食用蛋白市場上的需求較小。玉米加工企業(yè)通常都是將玉米麩質(zhì)水烘干制成玉米蛋白粉或稱為玉米黃粉，作為蛋白飼料。
[0006]但近年來的研究表明，將玉米醇溶蛋白制作成多肽，除極大地提升了醇溶蛋白的水溶性和吸收性之外，還具有一些獨(dú)特的功能:
(O保護(hù)肝臟:玉米多肽能促進(jìn)肝臟的解毒功能，減少有毒有害化學(xué)物質(zhì)對肝臟的損
傷；
(2)玉米多肽獨(dú)特的氨基酸構(gòu)成，有利于促進(jìn)酒精代謝，具有明顯的醒酒作用；
(3)抗氧化:玉米多肽具有類似SOD(超氧化歧化酶)的抗氧化作用，對超氧陰離子自由基和羥基自由基有強(qiáng)烈的清除作用，能幫助人體從內(nèi)而外地延緩身體的衰老；
(4)降血壓:玉米多肽可抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶的活性，作為一種血管緊張素的競爭性抑制劑，減輕血管緊張度，產(chǎn)生降壓作用，而對血壓正常的人無作用。
[0007](5)增強(qiáng)免疫及增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力。
[0008]因此，玉米多肽可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健品及功能食品，具有廣闊的市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于充分利用玉米醇溶蛋白，提供一種從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，本方法直接以玉米麩質(zhì)水為原料，采用生物酶解、超聲波及膜分離等技術(shù)提取制備玉米多肽。[0010]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，包含如下步驟:
(1)使用亞硫酸鈉將玉米麩質(zhì)水pH值調(diào)節(jié)至5.5~8.0 ;
(2)將(I)中物料進(jìn)行超聲波處理；
(3)將(2)中超聲波處理的物料離心，收集液體；
(4)對(3)中得到的離心液使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至8~11，加入堿性蛋白酶酶解；
(5)對(4)中所得酶解液通過微濾膜除雜；
(6)將(5)中得到的濾液通過納濾膜濃縮；
(7)將(6)中得到的濃縮物通過干燥處理得到玉米多肽。
[0011]步驟(2)優(yōu)選為將物料升溫至70~90°C，再進(jìn)行超聲波處理；所述的超聲波處理的條件優(yōu)選為:功率500~1000W，時(shí)間2~3小時(shí)。
[0012] 步驟(4)中所述的堿性蛋白酶的量優(yōu)選為離心液重量的0.1~0.4% ;所述的酶解的條件優(yōu)選為60°C酶解2~4小時(shí)。
[0013]步驟(5)中所述的微濾膜的孔徑優(yōu)選為0.2~0.4微米，微濾膜除雜的工作條件優(yōu)選為:壓力0.1~0.3MPa，溫度為40~50°C。
[0014]步驟(6)中所述的納濾膜的截留分子量優(yōu)選為800~lOOODal，納濾膜濃縮的工作條件優(yōu)選為:壓力1.0~1.5MPa，溫度為40~50°C。
[0015]優(yōu)選的，一種從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，包含如下步驟:
(1)使用亞硫酸鈉將玉米麩質(zhì)水pH值調(diào)節(jié)至5.5~8.0 ;
(2)將(I)中物料升溫至70~90°C，超聲波處理2~3小時(shí)，超聲波功率為500~1000ff ；
(3)將(2)中超聲波處理的物料離心，收集液體；
(4)對(3)中得到的離心液使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至8~11，加入離心液重量0.1~
0.4%的堿性蛋白酶，60°C酶解2~4小時(shí)；
(5)對(4)中所得酶解液通過孔徑為的0.2~0.4微米的微濾膜除雜，微濾膜除雜的工作條件為:壓力0.1~0.3MPa，溫度為40~50°C ；
(6)將(5)中得到的濾液通過截留分子量為800~1000Dal的納濾膜濃縮，納濾膜濃縮的工作條件為:壓力1.0~1.5MPa，溫度為40~50°C ；
(7)將(6)中得到的濃縮物通過干燥處理得到玉米多肽。
[0016]本發(fā)明通過用亞硫酸鈉將玉米麩質(zhì)水pH值調(diào)節(jié)至5.5~8.0,再升溫至70~90°C超聲波處理，破壞了醇溶性蛋白的二硫鍵，極大提升其溶解性；再通過離心將醇溶蛋白與淀粉、纖維等不溶物質(zhì)分離；用堿性蛋白酶酶解醇溶蛋白使其從蛋白質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殡男螒B(tài)；通過微濾膜除雜去除了所有懸濁物和部分醇溶性色素，再通過納濾膜濃縮去除了蛋白肽液中灰分、氨基酸和糖分等小分子物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、蛋白肽純度的進(jìn)一步提高和分子量分布的集中。
[0017]本發(fā)明綜合采用超聲波、生物酶解及膜分離等多種高科技技術(shù)提取生產(chǎn)具有高附加值的玉米多肽產(chǎn)品，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全、所得產(chǎn)品的質(zhì)量好等方面，具體如下:
(I)技術(shù)方案設(shè)計(jì)科學(xué)，直接以玉米麩質(zhì)水為原料提取生產(chǎn)玉米多肽，生產(chǎn)成本較低，投資回報(bào)率較高；
(2)結(jié)合亞硫酸鈉和超聲處理，在酶解前完成醇溶蛋白的改性，該處理不僅通過促使醇溶蛋白水溶實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)純度的提高，也通過對醇溶蛋白二硫鍵的破壞，保證了后續(xù)蛋白質(zhì)的水解效果；
(3)經(jīng)兩級(jí)膜分離工藝除雜、純化、濃縮，最終目標(biāo)產(chǎn)物為蛋白質(zhì)含量90%的玉米多肽產(chǎn)品，工藝收率為85%左右；
(4)不使用有機(jī)溶劑淬取，玉米多肽產(chǎn)品中不含溶劑殘留，安全性高；
(5)本技術(shù)方案生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物極少，其中廢渣可生產(chǎn)玉米色素及飼料，納濾膜分離產(chǎn)生的上清液可作糖液再利用，剩余少量廢水COD ( 800mg/L，稍作處理即可達(dá)標(biāo)排放。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0019]實(shí)施例1
使用亞硫酸鈉將玉米麩質(zhì)水pH值調(diào)至5.5，升溫至90°C，超聲波功率1000W處理3小時(shí)后離心分離，收集液體，使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)離心液PH值至11，加入離心液重量0.4%的堿性蛋白酶，溫度60°C條件下，酶解4小時(shí)。酶解完成后，酶解液通過孔徑為的0.2微米的微濾膜除雜，微濾膜除雜工作條件為:壓力0.3MPa，溫度為50°C ;微濾膜的濾液通過截留分子量為800Dal的納濾膜濃縮，納濾膜濃縮工作條件為:壓力1.5MPa，溫度為50°C;將納濾膜的濃縮液通過干燥處理即得到玉米多肽。此時(shí)玉米肽的收率為87%，肽純度為91.7%，納濾膜的濾液的COD為610mg/L。
[0020]實(shí)施例2`
使用亞硫酸鈉將玉米麩質(zhì)水pH值調(diào)至8.0,升溫至70°C，超聲波功率500W處理2小時(shí)后離心分離，收集液體，使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)離心液pH值至8，加入離心液重量0.1%的堿性蛋白酶，溫度60°C條件下，酶解2小時(shí)。酶解完成后，酶解液通過孔徑為的0.4微米的微濾膜除雜，微濾膜除雜工作條件為:壓力0.1MPa，溫度為40°C ;微濾膜的濾液通過截留分子量為1000Dal的納濾膜濃縮，納濾膜濃縮工作條件為:壓力l.0MPa，溫度為40°C ;將納濾膜的濃縮液通過干燥處理即得到玉米多肽。此時(shí)玉米肽的收率為85%，肽純度為94.1%，納濾膜的濾液的COD為730mg/L。
[0021]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，其特征在于包含如下步驟: (1)使用亞硫酸鈉將玉米麩質(zhì)水pH值調(diào)節(jié)至5.5~8.0 ; (2)將(I)中物料進(jìn)行超聲波處理； (3)將(2)中超聲波處理的物料離心，收集液體； (4)對(3)中得到的離心液使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至8~11，加入堿性蛋白酶酶解； (5)對(4)中所得酶解液通過微濾膜除雜； (6)將(5)中得到的濾液通過納濾膜濃縮； (7)將(6)中得到的濃縮物通過干燥處理得到玉米多肽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，其特征在于:步驟(2)為將物料升溫至70~90°C，再進(jìn)行超聲波處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，其特征在于:所述的超聲波處理的條件為:功率500~1000W，時(shí)間2~3小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，其特征在于:步驟(4)中所述的堿性蛋白酶的量為離心液重量的0.1~0.4%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述·的從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，其特征在于:酶解的條件為60°C酶解2~4小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，其特征在于:步驟(5)中所述的微濾膜的孔徑為0.2~0.4微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，其特征在于:步驟(6)中所述的納濾膜的截留分子量為800~1000Dal。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的從玉米麩質(zhì)水中制備玉米多肽的方法，其特征在于包含如下步驟: (1)使用亞硫酸鈉將玉米麩質(zhì)水pH值調(diào)節(jié)至5.5~8.0 ; (2)將(I)中物料升溫至70~90°C，超聲波處理2~3小時(shí)，超聲波功率為500~1000ff ； (3)將(2)中超聲波處理的物料離心，收集液體； (4)對(3)中得到的離心液使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至8~11，加入離心液重量0.1~·0.4%的堿性蛋白酶，60°C酶解2~4小時(shí)； (5)對(4)中所得酶解液通過孔徑為的0.2~0.4微米的微濾膜除雜，微濾膜除雜的工作條件為:壓力0.1~0.3MPa，溫度為40~50°C ； (6)將(5)中得到的濾液通過截留分子量為800~1000Dal的納濾膜濃縮，納濾膜濃縮的工作條件為:壓力1.0~1.5MPa，溫度為40~50°C ； (7)將(6)中得到的濃縮物通過干燥處理得到玉米多肽。
【文檔編號(hào)】C12P21/06GK103710415SQ201310707120
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】萬端極, 李冬生, 吳正奇, 徐國念, 李祝, 黃磊, 李猷 申請人:湖北工業(yè)大學(xué)