一種富含多酚蕎麥濃縮蛋白的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蛋白濃縮方法,特別是涉及一種富含多酚蕎麥濃縮蛋白的制備方法,屬于蕎麥谷物深加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]蕎麥(buckwheat)在分類上屬于Polygonaceae屬禾谷類谷物,在全世界廣泛種植,尤其是北半球(如中國、俄羅斯)。由于蕎麥,尤其是苦蕎麥,富含高生物營養(yǎng)價(jià)值的蛋白質(zhì)(8.51-18.87%)、可食纖維(3-15%)、豐富的多酚(1.97-3.03%)以及優(yōu)質(zhì)的多聚不飽和脂肪酸等,近年作為獨(dú)特的食藥兩用糧食在美國、加拿大,日本和歐洲備受歡迎。蕎麥蛋白生理價(jià)值高,具有良好的氨基酸組成,尤其是富含其他植物蛋白缺乏的賴氨酸,生理作用甚至優(yōu)于大豆蛋白。長期食用蕎麥蛋白可增加體蛋白、抑制體脂肪蓄積、降血壓、改善便秘、抗衰老、抑制結(jié)石形成,降低乳腺癌和結(jié)腸癌的發(fā)病率,并能降低慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn),這歸因于它高含量的多酚化合物(如蘆丁、槲皮素、阿魏酸等)與之結(jié)合存在。且由于其本身對蛋白酶降解作用的敏感性,蕎麥蛋白還是天然的抗消化蛋白,類似于膳食纖維??蓱?yīng)用于功能性食品配料,可降低膽固醇,抑制脂肪蓄積,改善便秘,預(yù)防腫瘤發(fā)生以及改善腸道內(nèi)短鏈脂肪酸的發(fā)酵過程等。由于蕎麥中富含多酚,而多酚多與蛋白以結(jié)合態(tài)形式存在,因此通過提取富含多酚的蕎麥濃縮蛋白,能夠很大程度上增加蕎麥蛋白的利用價(jià)值,帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]近年來,對蕎麥的研究一直是一個(gè)熱點(diǎn)問題,主要集中在蛋白或多酚成分的提取和理化性質(zhì)研究等方面。其中,國外對蕎麥蛋白的利用主要針對產(chǎn)品配料方面,改善食品的組織結(jié)構(gòu),增加營養(yǎng)保健價(jià)值。而蕎麥蛋白的制備方法有多種,常用的有堿溶酸沉法、鹽提法、蛋白酶酶解法等,其中堿溶酸沉法因其操作簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最多。然而,傳統(tǒng)的制備方法存在蕎麥蛋白色澤深、純度低、回收率低以及多酚含量低等缺點(diǎn),未能使蕎麥的功能性成分得以充分保留,這大大阻礙了蕎麥蛋白產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種蕎麥蛋白色澤淺,純度高,回收率高,富含多酚的蕎麥濃縮蛋白的制備方法;該方法工藝簡單,易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明利用淀粉酶及糖化酶水解蕎麥淀粉,并結(jié)合超濾膜分離法,有效保留蕎麥全蛋白組分,實(shí)現(xiàn)蕎麥蛋白的充分利用;實(shí)現(xiàn)小分子功能性物質(zhì)與大分子蛋白的結(jié)合提取,并提供富含多酚蕎麥濃縮蛋白。
[0006]利用雙酶酶解技術(shù)使蕎麥中的淀粉與蛋白分離,該方法是通過從天然物質(zhì)中除去雜質(zhì)而有效保留目標(biāo)組分的一種技術(shù)。相比其它分離方法,如堿溶酸沉法,鹽提法,具有無毒、無害,環(huán)保、無污染,非熱加工、不會氧化破壞提取物的活性,并且產(chǎn)能大,可工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。淀粉酶和糖化酶共同酶解后采用膜分離技術(shù)截留蛋白,脫除分離單糖、離子等小分子物質(zhì)。因此,將酶解技術(shù)和膜分離技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于富含活性物質(zhì)的蛋白提取和精制具有很好的應(yīng)用前景。蕎麥,其淀粉含量與禾谷類糧食含量相當(dāng),而蛋白則附著于淀粉表面并與淀粉緊密結(jié)合,傳統(tǒng)的蕎麥蛋白提取方法常采用堿溶酸沉手法使蛋白溶解并與淀粉分離,目前,利用雙酶法酶解淀粉而提取蕎麥蛋白的技術(shù)尚未報(bào)道。而本發(fā)明則針對蕎麥高淀粉高蛋白含量的特點(diǎn),創(chuàng)新性地將淀粉酶解技術(shù)應(yīng)用于蕎麥蛋白的制備當(dāng)中,并采用淀粉酶與糖化酶結(jié)合使用的手段,大大增強(qiáng)了酶解效果,實(shí)現(xiàn)淀粉與蛋白的高效分離,蛋白回收率顯著高于堿溶酸沉法,且生產(chǎn)過程更環(huán)保、無污染,所獲得的蕎麥濃縮蛋白具有良好的功能特性。
[0007]本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種富含多酚的蕎麥濃縮蛋白的制備方法,包括如下步驟:以苦蕎皮層粉為原料,經(jīng)過均質(zhì)分散預(yù)處理;依次利用淀粉酶以及糖化酶對苦蕎皮層粉進(jìn)行酶解;利用膜分離方法有效除去料液中的小分子雜質(zhì),冷凍干燥后獲得富含多酚的蕎麥濃縮蛋白。
[0009]為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,所述均質(zhì)分散預(yù)處理是以千克和升分別為質(zhì)量與體積單位,將苦蕎皮層粉與蒸餾水以料液質(zhì)量體積比1:5-1: 30混合,均質(zhì)處理5-40mino
[0010]優(yōu)選地,所述依次利用α-淀粉酶以及糖化酶對苦蕎皮層粉進(jìn)行酶解是先調(diào)節(jié)均質(zhì)分散預(yù)處理后混合物的pH值至5.5-6.5,添加α-淀粉酶,并放置于65-75°C水浴攪拌酶解1-5h;隨后樣液冷卻至室溫并調(diào)節(jié)pH值至4.0-5.0,添加糖化酶,于55-65°C水浴并攪拌酶解
0.5 - 3h,并于90 -130°C保溫5 -15min滅酶處理。
[0011]優(yōu)選地,所述的α_淀粉酶為諾維信480La_淀粉酶,添加相對于原料中淀粉質(zhì)量含量的1-8%。
[0012]優(yōu)選地,所述的糖化酶為阿拉丁糖化酶,添加相對于原料中淀粉質(zhì)量含量的1-
8%0 ο
[0013]優(yōu)選地,所述利用膜分離方法有效除去料液中的小分子雜質(zhì)是將料液冷卻至室溫后,采用10-500KDa的聚砜膜進(jìn)行超濾滲濾,截留液經(jīng)冷凍干燥后,得富含多酚蕎麥濃縮蛋白。
[00?4]優(yōu)選地,所述的超濾滲濾的流速為500 - 2,OOOmL/min,滲濾體積為上樣體積的1 _ 6倍。
[0015]優(yōu)選地,所述的苦蕎皮層粉為苦蕎粒脫殼研磨得到的表層粉狀物,其蛋白質(zhì)量含量在8-20%,總多酚質(zhì)量含量在0.5-5%。
[0016]優(yōu)選地,所述的均質(zhì)處理為高速剪切機(jī)分散或膠體磨均質(zhì)。
[0017]本發(fā)明蛋白質(zhì)回收率達(dá)到55-75%,總酚質(zhì)量含量為10-15%,多酚回收率60-80%,該富含多酚的蕎麥濃縮蛋白產(chǎn)品呈淡黃色粉末狀,并且該蛋白保留了蕎麥的全蛋白組分。
[0018]上述富含多酚蕎麥濃縮蛋白,根據(jù)多酚與蛋白緊密結(jié)合的原理,通過除雜的方法,把多酚與蛋白結(jié)合提取,既保留了優(yōu)質(zhì)的全組分蛋白質(zhì),又最大程度地截留了結(jié)合態(tài)的多酚。為蛋白多酚類結(jié)合物在食品、保健品、化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了參考??稍谥苽浣档托哪X血管、糖尿病、抗氧化清除自由基、抗菌消炎等疾病的風(fēng)險(xiǎn)性的食品、保健品和化妝品中應(yīng)用。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]1、本發(fā)明在利用酶法提取蕎麥濃縮蛋白的機(jī)理主要是利用淀粉酶與糖化酶的雙重作用使得大分子淀粉顆粒充分水解為小分子糖類。淀粉酶只能作用于α-1,4-糖苷鍵,能水解直鏈和支鏈淀粉,但是不能水解直鏈淀粉分支處的α -1,6-糖苷鍵,而糖化酶能進(jìn)一步徹底的將淀粉酶酶解的寡糖水解成葡糖糖單糖,因此二者的協(xié)同作用使反應(yīng)加速進(jìn)行并大大增進(jìn)了淀粉酶解的效率,從而使得原本與淀粉顆粒緊密結(jié)合的蛋白質(zhì)分子得到更徹底的暴露,并通過超濾滲濾技術(shù),使得大分子蛋白與結(jié)合態(tài)多酚截留下來。不同于單純的提取方法,該法獲得的蕎麥濃縮蛋白保留了全蛋白組分,且多酚含量顯著高于傳統(tǒng)的堿溶酸沉法、鹽提法。
[0021]2、本發(fā)明涉及一種雙酶結(jié)合膜分離的方法制備蕎麥濃縮蛋白,其操作過程和設(shè)備簡單,安全無毒,制備過程對環(huán)境友好,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn),能夠有效提蕎麥蛋白的附加值,以此推進(jìn)蕎麥生產(chǎn)和深加工,開發(fā)新型功能性食品配料,形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
[0022]3、本發(fā)明制備的蕎麥濃縮蛋白,抗消化性好,富含多酚,生理活性強(qiáng),營養(yǎng)價(jià)值豐富。作為植物蛋白,與動物蛋白相比,不存在受病毒污染等安全問題,可用于研制具有特殊功能(如降膽固醇、改善腸道菌群等)的專用蛋白及相關(guān)制品。
【附圖說明】
[0023 ]圖1為實(shí)施例1以及對比例蕎麥濃縮蛋白SDS - PAGE電泳圖譜;
[0024]圖2為實(shí)施例1以及對比例蕎麥濃縮蛋白的多酚質(zhì)量含量測定;
[0025]圖3為實(shí)施例2C18反相高效液相色譜分析得出的富含多酚蕎麥濃縮蛋白的多酚色譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明,但實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明,并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]以下各實(shí)施例中,蛋白質(zhì)回收率、蛋白質(zhì)純度、多酚質(zhì)量含量及多酚回收率的測定方法如下:
[0028]采用杜馬斯定氮法測定樣品中蛋白含量(X5.83)。根據(jù)所得蛋白提取物的質(zhì)量及蛋白質(zhì)純度、原料的質(zhì)量及蛋白質(zhì)純度,可得蛋白提取物的蛋白質(zhì)回收率,即:蛋白回收率(%) =(蛋白提取物質(zhì)量X蛋白提取物蛋白質(zhì)含量)/(原料質(zhì)量X原料蛋白質(zhì)含量)χ100%。
[0029]多酚質(zhì)量含量測定方法:適量樣品溶于0.1M NaOH堿液中,10,000r/min離心15min,取兩份上清液:一份上清液于紫外波長328nm處檢測,測定總酸吸光度Αι ;另一份加入等體積10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的三氯乙酸(TCA),沉淀蛋白質(zhì),10,000r/min離心15min,上清液于328nm處測定游離多酚吸光度A2;并以蘆丁標(biāo)品為參照品做標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)合酚質(zhì)量含量=總酚質(zhì)量含量-游離酚質(zhì)量含量。
[0030]多酚回收率(%)=(蛋白提取物質(zhì)量X蛋白提取物多酚含量)/(原料質(zhì)量X原料多酚含量)x 100%。
[0031]實(shí)施例1
[0032]取40g苦蕎皮層粉與蒸餾水以料液比1