专利名称:一种硒酸化食品蛋白的新制备方法
技术领域：
本发明涉及一种在不使用有机溶剂的条件下制备硒酸化食品蛋白的新方法。
背景技术：
硒已被联合国卫生组织确认为人体必需的一种重要微量元素。研究表明，多种疾 病，如克山病、糖尿病、心血管疾病、白内障、衰老等都与机体缺硒有关，多年来国内外对硒 的生物学功能进行了大量研究，尤其是硒与肿瘤的关系，使硒从营养功能到药物治疗的研 究已经成为当今硒化学中一个十分活跃的领域。此外，硒是有效的抗氧化剂，可以清除自由 基，使血清总胆固醇、甘油三脂和脂质过氧化物降低，同时，硒还起到调节机体免疫功能，有 利于提高人体免疫力。普遍人对硒的需求主要来自于食物，而常见食品中硒含量普遍偏低。 这样，在不改变人类膳食结构的基础上，应用安全有效的补硒制品，是改善人类健康，预防 硒缺乏所致疾病的有效途径。我国2/3的地区近7亿人口处于缺硒状态。根据中国营养学 会的调查，我国成人摄硒量不足27微克/天。因此，开发有效的硒强化剂已经成为我国富 硒保健食品开发的重要内容。
在食品中强化硒是补充硒的有效途径。目前硒的强化剂可分为无机硒和有机硒两 类。大部分无机硒具有毒性较大，安全范围窄的缺点。而与无机硒相比，有机硒具有毒性小 且生物活性高等优点。如常见的无机补硒剂亚硒酸钠的生物活性低，吸收差，最低致死量相 对较小，使其在各领域中的应用受到较大限制。发达国家已不用简单的无机盐形式作为硒 的营养强化剂。目前，日本、美国等发达国家已经禁止在食品中添加亚硒酸钠等无机硒。这 样，制备安全、高效的有机硒化合物是硒化学研究的一个重要内容。
自然界中蛋白的来源较丰富，且蛋白类有较多的羟基和氨基，容易发生硒化反 应。然而对于硒化蛋白的研究较少，应用在食品中的则更少。关于硒酸化蛋白的制备方 法，目前为止，主要是通过化学合成的方法来实现蛋白的硒酸化。例如中国专利(公开号 1011858642A)提出了一种氨基葡萄糖赖氨酸硒盐的合成方法。该方法用氨基葡萄糖盐酸 盐与束酸剂(甲醇与甲醇钠)反应制得氨基葡萄糖盐酸盐后再在甲醇溶液中与赖氨酸反应 得到氨基葡萄糖赖氨酸硒盐。毛建卫等人公开了一种有机蛋氨酸硒的制备方法(中国专 利，公开号CN1560034A)，该方法是将硒与大量氯气反应制得四氯化硒，然后将四氯化硒与 蛋氨酸在有机溶剂中反应。但是，上述反应中使用了氯气等有毒气体或甲醇等有毒的有机 溶剂，这样会影响有机蛋氨酸硒的食品安全性。中国专利(公开号CN 1680312A)提出了 另一种硒代蛋氨酸的合成方法。该方法以蛋氨酸为原料，先与碘甲烷反应并经过处理后得 a-氨基丁内酯盐酸盐，然后在氮气保护下与甲硒醇钠在乙醇溶液中加热回流反应。一方面 该反应使用了碘甲烷等有恶臭且毒性较大的有机试剂；另一方面，该反应是在氮气保护的 条件下发生的，反应条件苛刻，会增加工业化生产成本。中国专利CN1711914A公开了一种 糖基化谷类蛋白质-硒元素复合物及其制备方法。该方法的制备关键技术是采用高温高压 等条件控制糖基化反应，然后再进行硒酸化反应。为此，该反应中需要使用高压反应容器， 且需要对反应釜内壁进行防腐涂层，这样会增加生产成本，也不利于产业化。[0005] 总之，当前硒酸化蛋白制备过程中，存在使用有毒气体或有机溶剂的情况，而硒酸化蛋白主要是在食品、保健食品或药品中使用，这样残留的试剂可能会影响其应用。另外，这些制备方法反应条件苛刻，工艺较复杂，不利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于针对目前硒酸化食品蛋白制备技术中存在的问题和不足，提出一种在完全不使用有机溶剂的条件下制备硒酸化食品蛋白的新方法。该方法具有工艺流程简单、容易实现工业化生产、无环境污染，硒酸化食品蛋白的硒含量高且安全等特点。在此硒酸化食品蛋白制备技术中，一个最具吸引力的特点就是采用干燥加热的方式来实现硒酸化反应。
为了实现上述目标，本发明具体通过以下过程完成
(1)将1_2%的食品蛋白溶解于水中，接下来在食品蛋白溶液中加入0. 1-0. 2mo1/L的亚硒酸盐，调节pH;
(2)冷冻干燥上述食品蛋白_亚硒酸盐溶液后，在50-ll(TC的干燥加热的条件下进行硒酸化反应1-5天；
(3)为保证硒酸化食品蛋白的安全性，反应结束后，把食品蛋白-亚硒酸盐溶于水
并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化食品蛋白。
上述制备方法中所述的食品蛋白可为鸡蛋蛋白、牛乳蛋白等动物性食品蛋白，大
豆蛋白、花生蛋白、叶蛋白、荞蛋白、芝麻蛋白、棉籽蛋白等植物性蛋白或者可食性藻类、菌
类蛋白；
上述制备方法中所述的硒酸盐为亚硒酸、亚硒酸或其盐类，也可以是二氧化硒或三氧化硒溶于水后的产物；
上述制备方法中所述的干燥技术除冷冻干燥之外，如果制备量大时还可用设备是
常规的、技术上是众所周之的喷雾干燥等干燥技术。
本发明与现有技术相比，优点如下
1、无污染。本发明中不使用任何有机溶剂，不会对环境造成污染。
2、安全。本发明中硒酸化蛋白的制备方法与目前为止的方法不同，即食品蛋白的
硒酸化是在干燥状态下实现的，即无需任何有毒或有害有机溶剂，避免了残留有机试剂可
能会导致的食品安全问题。
3、效果显著。本发明利用硒酸盐存在时，干燥加热的方法对食品蛋白进行硒酸化，通过改变反应温度、反应时间等条件得到了不同含硒量的硒酸化食品蛋白，其中最高硒含量可达2. 88%。
4、原料来源丰富，制备方法简便。食品蛋白类来源丰富，常见的有鸡蛋蛋白、牛乳蛋白等动物性食品蛋白，大豆蛋白、花生蛋白、叶蛋白、荞蛋白、芝麻蛋白、棉籽蛋白等植物性蛋白或可食性藻类、菌类蛋白。此外，硒酸化食品蛋白的制备所用的试剂均为常见试剂，价格低廉，且硒酸化食品蛋白的制备条件容易操作，生产设备要求不高，生产成本低，容易实现工业化生产。
5、反应条件(反应温度、pH、加热时间)可控及硒酸化食品蛋白的硒含量高且安全。
4[0020] 6、意义深远。本发明中的硒酸化食品蛋白可作为高效、低毒的有机补硒剂应用到食品、保健品或饲料中，提供人体或动物必需的硒元素。另外，硒酸化食品蛋白具有免疫调节作用和良好的抗氧化、抗癌活性，对开发抗癌药物或化妆品等具有深远的意义。
图1是酪蛋白和硒酸化酪蛋白的红外光谱比较图。a，酪蛋白；b，硒酸化酪蛋白。[0022]
图2是鸡蛋蛋清蛋白和硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的电泳比较图。样品1-5为硒酸盐存在时不同干燥加热条件下制得的硒酸化鸡蛋蛋清蛋白；样品6-10为无硒酸盐且干燥加热的鸡蛋蛋清蛋白。图中0VA为卵白蛋白，0tf为卵转铁蛋白。
具体实施方式
[0023]
实施例1 :
将0. 5g鸡蛋蛋清蛋白溶解于50mL的蒸馏水，搅拌30_60min，在蛋白溶液中加入
0. 65g亚硒酸钠；调节pH后冷冻干燥上述蛋白_亚硒酸盐溶液后，然后在8(TC的干燥加热的条件下进行硒酸化反应l天；反应结束后，把鸡蛋蛋清蛋白-亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化鸡蛋蛋清蛋白。所得硒酸化蛋白经红外光谱(IR)分析，在890cm—1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；另外，聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native PAGE)的分析结果显示，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的移动速度比对照的鸡蛋蛋清蛋白要快，这表明硒酸化增加了蛋白的负电荷。通过测定，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的硒含量为1. 56%。
实施例2 :
将lg鸡蛋蛋清蛋白溶解于80mL的蒸馏水，搅拌30-60min，在蛋白溶液中加入
1. 5g亚硒酸钠；调节pH后冷冻干燥上述蛋白-亚硒酸盐溶液后，然后在8(TC的干燥加热的条件下进行硒酸化反应2天；反应结束后，把鸡蛋蛋清蛋白-亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化鸡蛋蛋清蛋白。所得硒酸化蛋白经IR分析，在890cm—1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；另外，聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native PAGE)的分析结果显示，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的移动速度比对照的鸡蛋蛋清蛋白要快，这表明硒酸化增加了蛋白的负电荷。通过测定，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的硒含量为
2. 20%。
实施例3 :
将0. 5g鸡蛋蛋清蛋白溶解于50mL的蒸馏水，搅拌30_60min，在蛋白溶液中加入0. 65g亚硒酸钠；调节pH后冷冻干燥上述蛋白-亚硒酸盐溶液后，然后在701:的干燥加热的条件下进行硒酸化反应2天；反应结束后，把鸡蛋蛋清蛋白-亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化酪蛋白。所得硒酸化蛋白经IR分析，在890cm—1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；另外，聚丙烯酰胺凝胶电泳(NativePAGE)的分析结果显示，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的移动速度比对照的鸡蛋蛋清蛋白要快，这表明硒酸化增加了蛋白的负电荷。通过测定，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的硒含量为1.87%。[0029]
实施例4 :
将0. 5g鸡蛋蛋清蛋白溶解于50mL的蒸馏水，搅拌30-60min，在蛋白溶液中加入0. 65g亚硒酸钠；调节pH后冷冻干燥上述蛋白-亚硒酸盐溶液后，然后在701:的干燥加热的条件下进行硒酸化反应l天；反应结束后，把鸡蛋蛋清蛋白-亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化酪蛋白。所得硒酸化蛋白经IR分析，在890cm—1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；另外，聚丙烯酰胺凝胶电泳(NativePAGE)的分析结果显示，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的移动速度比对照的鸡蛋蛋清蛋白要快，这表明硒酸化增加了蛋白的负电荷。通过测定，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的硒含量为1.38%。[0031] 实施例5:
将0. 5g鸡蛋蛋清蛋白溶解于50mL的蒸馏水，搅拌30_60min，在蛋白溶液中加入0. 8g亚硒酸钾；调节pH后冷冻干燥上述蛋白-亚硒酸盐溶液后，然后在IO(TC的干燥加热的条件下进行硒酸化反应2天；反应结束后，把鸡蛋蛋清蛋白-亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化酪蛋白。所得硒酸化蛋白经IR分析，在890cm—1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；另外，聚丙烯酰胺凝胶电泳(NativePAGE)的分析结果显示，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的移动速度比对照的鸡蛋蛋清蛋白要快，这表明硒酸化增加了蛋白的负电荷。通过测定，硒酸化鸡蛋蛋清蛋白的硒含量为2. 15%。[0033]
实施例6 :
将lg酪蛋白溶解于80mL的蒸馏水，搅拌30_60min，在蛋白溶液中加入1. 5g亚硒酸钠；调节PH后冷冻干燥上述蛋白_亚硒酸盐溶液后，然后在901:的干燥加热的条件下进行硒酸化反应1天；反应结束后，把酪蛋白_亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化酪蛋白。所得硒酸化酪蛋白经IR分析，在890cm—1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；通过测定，硒酸化酪蛋白的硒含量为2. 07%。[0035]
实施例7 :
将0. 5g酪蛋白溶解于50mL的蒸馏水，搅拌30_60min，在蛋白溶液中加入1. 5g亚
硒酸钠；调节PH后冷冻干燥上述酪蛋白-亚硒酸盐溶液后，然后在e(rc的干燥加热的条件
下进行硒酸化反应1天；反应结束后，把酪蛋白_亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化酪蛋白。所得硒酸化蛋白经IR分析，在890cm一1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；通过测定，硒酸化酪蛋白的硒含量为1. 62%。[0037]
实施例8 :
将0. 5g乳清蛋白溶解于50mL蒸馏水，搅拌30_60min，在乳清蛋白溶液中加入0. 65亚硒酸钠；调节pH定容冷冻干燥上述乳清蛋白-亚硒酸盐溶液后，然后在901:的干燥加热的条件下进行硒酸化反应l天；反应结束后，把乳清蛋白-亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化乳清蛋白。硒酸化乳清蛋白经IR分析，在890cm—1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；通过测定，硒酸化乳清蛋白的硒含量为2. 88%[0039]
实施例9 :
将lg乳清蛋白于80mL的蒸馏水，搅拌30_60min，在蛋白溶液中加入1. 5g亚硒酸钠；调节PH后冷冻干燥上述蛋白_亚硒酸盐溶液后，然后在901:的干燥加热的条件下进行硒酸化反应2天；反应结束后，把乳清蛋白-亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化乳清蛋白。所得硒酸化蛋白经IR分析，在890cm—1处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；通过测定，硒酸化乳清蛋白的硒含量为2. 47%。[0041]
实施例10 :
将0. 5g乳清蛋白于60mL的蒸馏水，搅拌30_60min，在蛋白溶液中加入1. 0g亚硒 酸钾；调节PH后冷冻干燥上述蛋白_亚硒酸盐溶液后，然后在901:的干燥加热的条件下进 行硒酸化反应2天；反应结束后，把乳清蛋白_亚硒酸盐溶于水并在水中透析2天以除去未 反应亚硒酸盐，最后冷冻干燥得到硒酸化乳清蛋白。所得硒酸化蛋白经IR分析，在890cm一1 处可观察到Se = 0的伸縮振动吸收峰；通过测定，硒酸化乳清蛋白的硒含量为2. 15%。 最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不 限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直 接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
一种硒酸化食品蛋白的新制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将1-2％的食品蛋白溶解于水，搅拌30-60min，并在食品蛋白溶液中加入0.1-0.2mol/L的硒酸盐，调节pH后定容；(2)冷冻干燥上述食品蛋白-硒酸盐溶液后，在50-110℃的干燥加热条件下进行硒酸化反应1-5天；(3)反应结束后，将食品蛋白-硒酸盐混合粉末溶于水，并在水中透析2天以除去未反应的硒酸盐；最后冷冻干燥得到硒酸化食品蛋白粉末。
2. 如权利要求
l所述的方法，其特征在于步骤(l)中，食品蛋白的硒酸化反应是在硒酸 或亚硒酸或其盐类存在时发生。
3. 如权利要求
l所述的方法，其特征在于步骤(2)中，食品蛋白的硒酸化是在 50-ll(TC条件下发生。
4. 如权利要求
1所述的方法，其特征在于步骤(3)中，食品蛋白的硒酸化反应是在干燥 加热的条件下发生。
5. 如权利要求
l所述的方法，其特征在于步骤(3)中，食品蛋白的硒酸化反应时间是 1-5天。
专利摘要
本发明公开了一种硒酸化食品的新制备方法。具体就是包括将食品蛋白溶于含有硒酸盐的溶液；调节pH后冷冻干燥；把冷冻干燥后的硒酸盐-食品蛋白混合物在干燥条件下加热1-5天进行硒酸化反应；透析、冷冻干燥后得到硒酸化食品等步骤。本发明的优点为制备过程中完全不使用有机溶剂，硒酸化产物安全且可避免环境污染；工艺流程简单，条件可控，生产成本低，易于实现工业化生产；本发明中的硒酸化食品蛋白可作为高效、低毒的有机补硒剂应用到食品、保健品或饲料中，提供人体或动物必需的硒元素。另外，硒酸化食品蛋白具有免疫调节作用和良好的抗氧化、抗癌活性，对开发抗癌药物或化妆品等具有深远的意义。
文档编号A23J3/00GKCN101715869SQ200910218245
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月25日
发明者成伟华, 朱光辉, 李灿鹏, 沙勐, 赵卉 申请人:云南大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan