[发明专利]一种利用高温花生粕制备高水解度功能性短肽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及短肽，尤其是涉及一种利用高温花生粕制备高水解度功能性短肽的方法。

背景技术

功能性短肽在人体内活性的高低与短肽的吸收率、生物利用度密切相关。二肽和三肽能在体内以完整形式迅速被吸收，因此在体内功能活性高。要制备以二肽、三肽为主要组分的短肽产品，要求蛋白质原料有很高的水解度，即应接近或超过30%。

功能性短肽是一类由二个到十几个氨基酸组成的短肽的统称。短肽几乎都具有特定的生物活性，它们在人体内的吸收机制与单个氨基酸的吸收机制不同。已有生物学、营养学及临床医学等领域的研究证实，人体内小肠上皮细胞中存在二肽、三肽转运载体，二肽和三肽可以完整的形式被迅速吸收并在体内发挥生理功效。三肽以上的多肽，则主要是以旁路扩散或胞饮途径被完整吸收，但这类作用会随分子质量的增加而迅速降低。由于吸收速度慢、经历过程长，这些三肽以上的短肽分子在消化道中大多被逐步降解，其特定生物活性大大降低，因此功能性短肽要顺利发挥作用，首先要能被人体大量地迅速、完整吸收。二肽、三肽的人体吸收利用度大，可以在人体内很好地发挥其原有的功能活性。而要得到大量二肽、三肽组分，其短肽生产工艺应首先能确保蛋白水解得到高水解度（二肽、三肽对应的蛋白水解度应高达30-50%），即水解度应接近或超过30%，同时氨基酸的产生应尽可能少即肽的得率高。然而多数蛋白质在常规蛋白酶的水解作用下其水解度一般都不太高，为百分之几至百分之十左右。因此，提高蛋白质的水解度可以作为衡量功能性短肽制备工艺的重要指标，得到高水解度是生产功能性短肽的工艺应达到的主要目的。

酶解蛋白制备功能性短肽，关键是要选择合适的蛋白酶，同时在酶解过程中使蛋白酶与蛋白质底物充分接触，使蛋白酶能专一、高效地发挥作用。

功能性短肽的制备方法多样，其中，酶法水解蛋白制备功能性短肽相较于酸碱水解法，具有过程温和、安全、简便可控、高效的优点，同时酶解法也比基因工程法、化学合成法简便、原料易得，因此在保健食品原料的生产研究领域得到了广泛应用。然而酶是一种专一性强的生物催化剂，不同种类、不同来源的蛋白酶其专一性水解部位即酶切位点不同，如来源于胰脏的胰蛋白酶(Trypsin)其主要酶切位点为赖氨酸残基、精氨酸残基部位，而胃蛋白酶(Pepsin)其主要酶切位点则为亮氨酸残基、苯丙氨酸残基部位。由于不同原料来源的蛋白质其氨基酸组成及比例大有差异，因此选择合适的酶及其水解工艺对得到高水度十分关键。花生蛋白中疏水性氨基酸的含量达到了35%，其中芳香族氨基酸含量为12%左右。

蛋白酶要顺利酶解还有一个关键因素是酶与底物应充分结合，这样酶才能够发挥作用。高温花生粕由于在生产过程中受到高热作用，蛋白质变性严重，蛋白质肽链间或蛋白质与其他组分间易形成非常紧密的结合而成为难溶聚合物，这对于蛋白肽链的解离、蛋白酶的进入及结合十分不利，而低度变性或中度变性的低温花生粕在这方面则显著优于高温花生粕。采用特定的理化辅助处理技术来处理从高温粕中提取的花生蛋白，使花生蛋白的肽链解离开，是使蛋白酶充分酶解的关键技术之一。

利用超滤膜的选择性分离作用，可将花生蛋白酶解生成的目的短肽与蛋白及大分子肽分离。另外，盐的存在会影响功能性短肽活性的发挥，采用纳滤技术可快速有效地进行功能性短肽脱盐、浓缩处理，该技术也适用于工业化生产。

蛋白酶解制备短肽的结果是生成含有大量短肽及少量大分子肽或蛋白的混合物，需要将短肽与其他组分分离。选择适宜截留分子量的超滤膜，可以利用膜的选择性分离作用将目的短肽与其他大分子组分分开，此外，应用超滤膜技术处理量大、可以适用于连续化生产。

在蛋白质酶解制备功能性短肽的过程中，由于要维持酶的活性，反应过程中会不断加入一定量的酸、碱、盐类物质以维持体系的pH值及离子强度。这样在功能性短肽的制备终点，必然会存在一定量的盐类物质，这些组分极可能影响功能性短肽作为保健品原料或药品原料应用的活性及适用范围。因此，需要对功能性短肽进行脱盐处理。传统的脱盐方式多为阴离子、阳离子交换结合脱盐，或是大孔树脂吸附、解析脱盐，这些往往过程繁琐，且样品处理量不多、肽回收率低，不利于工业化大生产。纳滤技术是采用孔径为纳米级的膜的膜分离技术，对相对分子质量大于200的有机物及大离子团具有高的截留效果，因此纳滤技术可以用于脱盐、同时浓缩样品，此外纳滤设备处理速度快，可以适用于工业化连续生产的情况。