一种利用花生粕制备多肽的方法及其应用
技术领域
本发明涉及食品加工领域，尤其涉及一种利用花生粕制备多肽的方法及其应用。
背景技术
花生是一种常见的油料作物，其利用方式主要以榨油和花生食品为主。在榨油过程中会产生大量的副产物，这些副产物富含蛋白质、糖类、酚类等营养成分，但目前利用率较低。对这些副产物进行综合利用及精深加工，不仅可以延长产业链，提高花生的经济价值，还可以减少资源浪费，避免因副产物废弃而造成环境污染。
花生粕就是花生压榨提油后得到的主要副产物，其中含30％～50％的蛋白质，氨基酸种类齐全，具有潜在的综合利用价值。但经压榨方法得到的花生粕蛋白质变性严重，营养价值降低，影响其开发利用而大多作为饲料或肥料使用。花生多肽一般多指花生低肽，由花生蛋白质经酶水解后而获得短链肽混合物，其氨基酸组成接近人体氨基酸组成，必需氨基酸平衡良好且含量丰富。花生蛋白适度水解可提高其营养利用率，与蛋白质相比拥有更好的营养性能，低肽的吸收率比蛋白质高，更易、更快地通过小肠粘膜被机体吸收利用。据报道，花生多肽具有许多功能特性：极低的过敏性；促进脂肪代谢，降低胆固醇、降脂；降血压；抗氧化；抗菌；增强肌肉运动力，加速肌红细胞恢复，抗疲劳；提高免疫力；促进双岐杆菌等有益菌群的生长代谢；醒酒作用等。花生肽具有优秀的加工特性，食用安全，可应用于婴幼儿配方食品、营养强化食品和补充食品、发酵食品、蛋白饮料、医用食品、运动员食品等，是一种极具发展潜力的功能因子。
酶法水解是目前制备花生肽最常用的方法。酶解法是在一定条件下利用蛋白酶对蛋白质分子进行催化水解，使大分子蛋白质降解成不同链长的小分子。与酸碱催化的水解反应相比具有更高的安全性，其反应条件温和，不会引起变旋现象，副反应少，过程容易控制，对氨基酸和其它营养成分的破坏小，同时水解生成的肽类和氨基酸更容易被人体吸收、消化。经酶法水解处理的花生粕其蛋白质的利用率与将花生粕蛋白作饲料再转化为动物蛋白相比，效率更高。酶法水解花生粕工艺简单、操作方便、投资少、成本低，适合大型生产，有着广阔的应用前景。
发明内容
本发明提供一种利用花生粕制备多肽的方法及其应用，直接对花生粕进行酶解处理，简化生产工艺的同时仍具有较高的产量和纯度。
第一方面，本申请提供一种利用花生粕制备多肽的方法，包括：
将花生粕依次进行预处理、灭菌、酶解、固液分离以及浓缩干燥；
所述酶解包括如下步骤：在灭菌后的所述花生粕中加入中性蛋白酶，于40～50℃下酶解4～8小时，酶解过程中pH保持在6.5～7.5。
酶解条件优选为在45～50℃下酶解6～8小时，酶解过程中pH保持在7～7.5。
最优为在45℃下酶解6小时，酶解过程中pH保持在7～7.5。
进一步地，所述花生粕为花生榨油后得到的副产物。
花生榨油之后的副产物中含有大量的蛋白质、少量的糖与脂肪，也存在一些淀粉与膳食纤维，水分含量较低，一般对花生粕进行蛋白回收会先进行蛋白提取等步骤先去除部分杂质，但蛋白提取过程一方面较为繁琐，需要额外引入其他酸碱及其他化学试剂，增加生产成本，酸碱的过多加入还有可能会对日后产品的口感造成不良影响，更会降低造成一些营养物质的损失。另一方面，受提取率的影响，在提取蛋白的过程后，原料会不可避免地具有较大损失，进一步增加生产成本。
和现有技术相比，本发明省去了蛋白提取步骤，原料不经提纯处理，仅通过必要的前处理工作，将花生蛋白紧密的结构松散开来，通过暴露酶结合位点使后续的酶解过程更易进行，而且尽可能的使营养成分全部保留在原料中加以利用。本发明通过监测生产过程中蛋白回收率的变化，发现在生产4小时候后回收率就增长为生产前的4倍以上，说明原料中的蛋白质大多已被酶解为小分子的多肽并释放于反应体系中，可通过后续的生产过程可以进行提取利用。另外，本发明通过对生产前后原料与产品中蛋白质及多肽含量进行测定，发现该酶解生产过程相较于提取蛋白后再进行蛋白回收具有更好的水解度和蛋白利用率。
进一步地，在所述酶解过程中，通过3～4mol/L的食品级碳酸钠进行pH值的调节。
本发明中使用的碱液是4mol/L的食品级碳酸钠，高浓度碱液可尽量减少反应体系中水的加入量，为后续干燥减少成本；反应过程中实时监控pH变化，当pH低于6时及时调整体系pH，既可以确保酶解效果，让蛋白酶持续发挥活力，又可以尽量减少碱液的加入，避免外来引入的高浓度碱液影响成品口感。
进一步地，所述预处理为将所述花生粕加水浸泡后磨浆，所述花生粕的浓度为12～14％。
进一步地，所述灭菌为将磨浆后的所述花生粕于95～105℃煮沸15～25分钟。
进一步地，所述固液分离为所述固液分离为将所述花生粕酶解后得到的浆液用400目滤布过滤。
进一步地，所述浓缩干燥为将固液分离得到的液体部分先通过真空浓缩法制得多肽浓缩液，再进行喷雾干燥。
本发明将花生粕经过上述步骤后，将花生粕制备成花生多肽粉分子量较小，在3000Da下，极易被人体吸收利用，而酶解后固液分离得到的滤渣经过简单的处理，如水冲洗后即可去除酶解所带来的的苦味及其他异味，可再次进一步加工成为肥料或饲料，与直接作为饲料或肥料相比，有效提高了花生粕的利用率和附加值。
本发明提供一种利用花生粕制备多肽的方法及其应用，具备如下有益效果：
本发明提供的中性蛋白酶酶解花生粕制备低脂花生多肽粉的方法中，在较短的6h酶解时间内，达到较高的产品得率，约31％～43％；多肽占比大，达到41％～43％；酶解效果好，水解度达到67％～69％；花生肽的分子量集中分布于3000Da以下，约占86％～90％，使得的花生多肽分子量较小，极易被人体吸收利用，而且所得的多肽粉中脂肪含量较低，约为0.77％～0.85％；同时完全酶解了花生中的主要过敏原Ara h1。
本发明同时省略了提取蛋白、脱盐等其他繁琐的工艺步骤，经简单处理后直接对原料进行酶解，仅通过一次蛋白酶酶解即得到了较高的产品得率与较好的酶解效果，使得生产工艺大幅度简化，缩短了生产时间，减少了成本，也减少了其他化学试剂的使用。
本发明生产工艺简单、条件温和、生产时间短、成本低，但酶解效果好、产量高、短肽含量高、分子量低、脂肪含量低，适合大规模工业化生产，而酶解后固液分离部分得到滤渣经过简单处理即可加工成肥料或饲料，最大化了花生粕的回收利用。
附图说明
图1为本发明实施例1中测得的酶解时间与水解关系曲线图；
图2为本发明实施例1中测得的不同酶解时间所得滤液中固形物含量的曲线图；
图3为本发明实施例1中测得的短肽分子量分布的HPLC图谱；
图4为本发明实施例1制备得到的低脂花生多肽的SDS-PAGE电泳图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下述实施例中所采用的中性蛋白酶购自无锡优普克生物科技有限公司；碳酸钠为食品级。
下述实施例中所采用的花生粕,其蛋白含量为51％，脂肪含量为9.67％。蛋白质含量的测定参见国标GB/T5009.5-2016第一法中的凯氏定氮法；脂肪含量的测定参见国标GB/T5009.6-2016第一法中的索式抽提法。
下述实施例中短肽得率的测定采用三氯乙酸可溶性氮法；水解度通过蛋白回收率来表示；脂肪含量的测定参见国标GB/T5009.6-2016第一法中的索式抽提法；花生肽分子量分布的测定采用高效液相色谱进行分析。
实施例1
本实施例提供一种利用花生粕制备多肽的方法，具体包括如下步骤：
步骤一、原料的精选：挑选颜色正常、无异味、无霉变的脱脂花生粕为原料。
步骤二、原料预处理：将15kg的脱脂花生粕粉碎，花生粕碎料加水浸泡过夜，第二日过胶体磨进行3次磨浆，浸泡与过磨总用水量为107L，最终制得12％的花生粕浆。
步骤三、高温灭菌：将制备好的花生粕浆混合均匀，于100℃煮沸20分钟，即可起到杀菌效果，也可暴露蛋白分子内部的酶作用位点,有利于蛋白酶的结合，该过程需不断进行搅拌以防止糊底，煮沸结束后冷却至45℃。
步骤四、酶解：用4mol/L的碳酸钠将花生粕浆的pH调至7.5，然后以6000U/g花生粕的加酶量加入107mL中性蛋白酶，于45℃的条件下进行搅拌水浴酶解8h，通过搅拌可使花生粕浆与蛋白酶充分混合均匀，充分接触，有利于酶解反应的进行。之后每2h检测一次pH值的变化，在第4小时测得的pH为5.43，则用4mol/L的碳酸钠再次将体系的pH调回至7。高浓度碱液可尽量减少反应体系中水的加入量，为后续干燥减少成本；实时监控pH变化，当pH低于6时及时调整体系pH，既可以确保酶解效果，让蛋白酶持续发挥活力，又可以尽量减少碱液的加入，避免外来引入的高浓度碱液影响成品口感。
步骤五、灭酶：8h酶解反应结束，酶解液煮沸10分钟以灭酶。
步骤六、固液分离：将经过高温灭酶的酶解液用400目滤布过滤，剩余滤渣再用400目滤布包裹放入离心机中离心过滤，以除去不溶性固形物，合并两次收集到的滤液，制得花生多肽液。
步骤七、浓缩：将花生多肽液进行真空浓缩，通过旋转蒸发仪制得花生多肽浓缩液。
步骤八、干燥：将花生多肽浓缩液喷雾干燥得到花生多肽粉，进口温度为198℃，出口温度为89℃。
采用上述方法制备低脂花生多肽，产品得率为31％，最终水解度达到68.6％，多肽得率达到43％，脂肪含量为0.78％,分子量小于3000Da占89.64％。
图1为本实施例测得的酶解时间与水解关系曲线图；
图2为本实施例测得的不同酶解时间所得滤液中固形物含量的曲线图；
图3为本实施例测得最终产物的短肽分子量分布的HPLC图谱；
进一步地，本实施例对制得的低脂花生多肽进行蛋白质的变性凝胶电泳。结果如图4所示，酶解产物中没有看到花生过敏原Ara h1对应的条带。Ara h1是花生中最主要的过敏原，经过本实施例的处理后，过敏原Ara h1被完全酶解，由此可见，本实施例的技术方案不仅可以制备得到低脂花生多肽，还完全酶解了其中的花生过敏原Ara h1，适宜作为食品成分。
实施例2
本实施例和实施例1步骤相同，区别仅在于更换酶解条件为：
用4mol/L的碳酸钠将12％花生粕浆的pH调至7.5，然后以6000U/g花生粕的加酶量加入中性蛋白酶，于45℃的条件下进行搅拌水浴酶解6h，pH调节步骤不变。
采用上述方法制备低脂花生多肽，产品得率为39.4％，最终水解度达到68.7％，多肽得率达到41％，脂肪含量为0.52％，分子量小于3000Da占91％。
对比例1
本实施例和实施例1步骤相同，区别仅在于更换酶解条件为：
用4mol/L的碳酸钠将13％花生粕浆的pH调至7.5，然后以6000U/g花生粕的加酶量加入中性蛋白酶，于45℃的条件下进行搅拌水浴酶解8h，后续不进行pH值的调节。
采用上述方法制备的低脂花生多肽，最终水解度为52.83％。
对比例2
本实施例和实施例1步骤相同，区别仅在于更换酶解条件为：
用4mol/L的氢氧化钠将15％花生粕浆的pH调至7.5，然后以6000U/g花生粕的加酶量加入中性蛋白酶，于45℃的条件下进行搅拌水浴酶解8h，pH调节步骤不变。
采用上述方法制备低脂花生多肽，产品得率为40％，最终水解度达到58.2％，多肽得率达到40.1％，脂肪含量为0.85％，分子量小于3000Da占86.3％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
