专利名称：二步法酶水解玉米醇溶蛋白的方法
技术领域：
本发明涉及玉米醇溶蛋白水解的工艺技术领域，具体是指一种玉米醇溶蛋白在有机相和水相中二步酶法水解的生产工艺。
背景技术：
玉米醇溶蛋白是从玉米原料或玉米淀粉生产过程中的副产物玉米蛋白粉提取出来的一种高附加值的产品。由于玉米醇溶蛋白不溶于水，没有食用价值。如果能将其水解，就能增加其水溶性，并能改善其功能特性，就有可能在食品生产中得到广泛应用。
据近期的一些研究报告发现，玉米醇溶蛋白水解后可以得到一种小肽，该物质是目前在以生物蛋白材料制得的降压肽产品中，对ACE(血管紧张素转化酶)抑制活性最强的一种抑制剂。这一发现，使得玉米醇溶蛋白水解物的价值倍增。
但由于玉米醇溶蛋白只溶于60％～90％的醇溶液，玉米醇溶蛋白的酶水解就必须在有机相中进行，这就大大增加了水解的难度。因为绝大多数的酶在此条件下已失效，不能发生作用，因此要求选用一些耐醇的水解酶类，并采用特异的水解工艺才能真正实现玉米醇溶蛋白的水解。然而这种酶的筛选与发现工作是相当困难的。
目前国内生产玉米蛋白降压肽的主要方法是以玉米蛋白粉为原料，采用蛋白酶在水相中进行水解。该方法的主要缺陷是玉米蛋白中的醇溶蛋白组分不能溶解于水中，蛋白酶不能对醇溶蛋白进行水解，而玉米降压肽的主要组分均源自于玉米醇溶蛋白。因此该方法不是有效生产玉米降压肽的方法。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种能顺利将玉米醇溶蛋白进行水解，并使得水解过程具有可控性的玉米醇溶蛋白的水解方法。
本发明的二步法酶水解玉米醇溶蛋白的方法包括如下步骤(1)取玉米醇溶蛋白溶液150mL，按2000-10000U/底物用量添加蛋白酶，进行水解，水解温度为45℃-65℃，时间为20分钟；(2)蒸发掉其中1/5-1/2的有机溶剂，再用去离子水补充至150mL，成为水相，调pH至8.0，按2000-10000U/底物用量加入所述蛋白酶液进行二次水解，水解温度为45℃-65℃，水解时间为40-120分钟；(3)减压浓缩(2)得到的水解液，冷冻干燥。
所用玉米醇溶蛋白从玉米或玉米蛋白粉中提取得到。
玉米醇溶蛋白溶液浓度为1％-6％(g/mL)，pH值为8.0，溶解玉米醇溶蛋白的有机溶剂是浓度为60％-80％(v/v)的乙醇或异丙醇。
所述蛋白酶是碱性蛋白酶或Alcalase，其pH为8.0，是用磷酸盐缓冲液配制成1％(v/v)的蛋白酶。
本发明采用冷冻干燥方法回收干燥产品，可最大限度保持所得产品的生物活性。
本发明最佳方案如下(1)取玉米醇溶蛋白溶液150mL，按6000-7200U/克固态蛋白的用量添加蛋白酶，进行水解，水解温度为55℃-60℃，时间为20分钟；(2)蒸发掉其中11/30-13/30的有机溶剂，再用去离子水补充至150mL，成为水相，调pH至8.0，按6000-7200U/克固态蛋白的用量加入所述蛋白酶液进行二次水解，水解温度为50℃-55℃，水解时间为70-90分钟；(3)减压浓缩(2)得到的水解液，冷冻干燥；玉米醇溶蛋白溶液浓度为3％-5％(g/mL)，pH值为8.0，溶解玉米醇溶蛋白的有机溶剂是浓度为70％-75％(v/v)的乙醇或异丙醇；所述蛋白酶是碱性蛋白酶或Alcalase，其pH为8.0，是用磷酸氢二钠—磷酸二氢钠缓冲液配制成1％(v/v)的蛋白酶。
所得水解产物的水解度DH为2％-20％。
本技术与现有技术相比，具有如下优点和效果(1)直接以玉米醇溶蛋白为原料，而以往的工艺是以玉米蛋白粉为原料；(2)将原料先用有机溶解溶解，再在酶的作用下，分二步进行水解，具有水解效率高，水解度最高可达DH20％；(3)玉米醇溶蛋白水解物既可作为食品添加剂，具有起泡乳化和风味掩蔽等功能，同时所得的玉米肽也是一种高品质的血管紧张素酶抑制剂，具有降血压的功能。
(4)玉米醇溶蛋白是一种高价值的蛋白，其生产成本教高，如果能用来制作高价值的功能性食品原料，则可以有效扩展玉米醇溶蛋白的应用范围。由于玉米醇溶蛋白是从玉米加工中的副产物玉米蛋白粉提取而来，增加了玉米醇溶蛋白的应用，就等于提高了农副产品的附加值，具有很高的社会效益和经济效益。
具体实施例方式
实施例11 称取3克玉米醇溶蛋白用150mL 65％乙醇溶液充分溶解均匀，配制成2％的蛋白乙醇溶液，并用0.2mol/L的NaOH溶液调pH值到8.0；
2 将一种碱性蛋白酶用pH值为8.0的磷酸氢二钠—磷酸二氢钠缓冲液配制成1％的酶液(酶活力单位为1800U/mL)；3 第一次酶解量取蛋白溶液150mL，加1％蛋白酶液6mL，混和均匀，于48℃水浴锅中酶解，滴加0.1mol/L的NaOH溶液，使溶液pH值维持在8.0；4 酶解反应20分钟后，迅速将反应液于50℃下进行减压蒸馏，蒸出35mL乙醇溶液后停止；5 在上述浓缩液中再加入去离子水至150mL，用0.1mol/L的NaOH溶液调pH为8.0，再加入14mL 1％蛋白酶液水解，水解温度为48℃；6 第二次水解60分钟后，测得水解度DH为17.6％，终止反应，减压蒸发浓缩，经冷冻干燥回收玉米醇溶蛋白水解物产品2.6克。
实施例21 称取7.5克玉米醇溶蛋白用150mL 75％乙醇溶液充分溶解均匀，配制成5％的蛋白乙醇溶液，并用0.25mol/L的KOH溶液调pH值到8.0；2 将一种碱性蛋白酶用pH值为8.0的磷酸氢二钠—磷酸二氢钠缓冲液配制成1％的酶液(酶活力单位为1800U/mL)；3 第一次酶解量取蛋白溶液150mL，加1％蛋白酶液25mL，混和均匀，于55℃水浴锅中酶解，滴加0.1mol/L的NaOH溶液，使溶液pH值维持在8.0；4 酶解反应20分钟后，迅速将反应液于50℃下进行减压蒸馏，蒸出65mL乙醇溶液后停止；5 在上述浓缩液中再加入去离子水至150mL，用0.25mo1/L的KOH溶液调pH为8.0，再加入25mL 1％蛋白酶液水解，水解温度为55℃；6 第二次水解90分钟后，测得水解度DH为18.4％，终止反应，减压蒸发浓缩，经冷冻干燥回收玉米醇溶蛋白水解物产品6.8克。
实施例31 称取4.5克玉米醇溶蛋白用150mL 70％异乙醇溶液充分溶解均匀，配制成3％的蛋白乙醇溶液，并用0.5mol/L的NaOH溶液调pH值到8.0；2 将一种碱性蛋白酶用pH值为8.0的磷酸氢二钠—磷酸二氢钠缓冲液配制成1％的酶液(酶活力单位为1800U/mL)；3 第一次酶解量取蛋白溶液150mL，加1％蛋白酶液18mL，混和均匀，于60℃水浴锅中酶解，滴加0.1mol/L的NaOH或KOH溶液，使溶液pH值维持在8.0；4 酶解反应20分钟后，迅速将反应液于50℃下进行减压蒸馏，蒸出55mL乙醇溶液后停止；5 在上述浓缩液中再加入去离子水至150mL，用0.5mol/L的NaOH溶液调pH为8.0，再加入18mL 1％蛋白酶液水解，水解温度为60℃；
6 第二次水解70分钟后，测得水解度DH为20.3％，终止反应，减压蒸发浓缩，经冷冻干燥回收玉米醇溶蛋白水解物产品4.1克。
实施例41 称取6克玉米醇溶蛋白用150mL 60％异乙醇溶液充分溶解均匀，配制成3％的蛋白乙醇溶液，并用1mol/L的KOH溶液调pH值到8.0；2 将一种碱性蛋白酶用pH值为8.0的磷酸氢二钠—磷酸二氢钠缓冲液配制成1％的酶液(酶活力单位为1800U/mL)；3 第一次酶解量取蛋白溶液150mL，加1％蛋白酶液17mL，混和均匀，于65℃水浴锅中酶解，滴加0.1mol/L的NaOH溶液，使溶液pH值维持在8.0；4 酶解反应20分钟后，迅速将反应液于50℃下进行减压蒸馏，蒸出45mL乙醇溶液后停止；5 在上述浓缩液中再加入去离子水至150mL，用1mol/L的KOH溶液调pH为8.0，再加入17mL 1％蛋白酶液水解，水解温度为65℃；6 第二次水解80分钟后，测得水解度DH为15.4％，终止反应，减压蒸发浓缩，经冷冻干燥回收玉米醇溶蛋白水解物产品5.2克。
权利要求
1.一种二步法酶水解玉米醇溶蛋白的方法，其特征在于包括如下步骤(1)取玉米醇溶蛋白溶液150mL，按2000-10000U/克固态蛋白的用量添加蛋白酶，进行水解，水解温度为45℃-65℃，时间为20分钟；(2)蒸发掉其中1/5-1/2的有机溶剂，再用去离子水补充至150mL，成为水相，调pH至8.0，按2000-10000U/克固态蛋白的用量加入所述蛋白酶液进行二次水解，水解温度为45℃-65℃，水解时间为40-120分钟；(3)减压浓缩(2)得到的水解液，冷冻干燥；玉米醇溶蛋白溶液浓度为1％-6％(g/mL)，pH值为8.0，溶解玉米醇溶蛋白的有机溶剂是浓度为60％-80％(v/v)的乙醇或异丙醇；所述蛋白酶是碱性蛋白酶或Alcalase，其pH为8.0，是用磷酸盐缓冲液配制成1％(v/v)的蛋白酶。
2.根据权利要求1所述的二步法酶水解玉米醇溶蛋白的方法，其特征在于包括如下步骤(1)取玉米醇溶蛋白溶液150mL，按6000-7200U/克固态蛋白的用量添加蛋白酶，进行水解，水解温度为55℃-60℃，时间为20分钟；(2)蒸发掉其中11/30-13/30的有机溶剂，再用去离子水补充至150mL，成为水相，调pH至8.0，按6000-7200U/克固态蛋白的用量加入所述蛋白酶液进行二次水解，水解温度为50℃-55℃，水解时间为70-90分钟；(3)减压浓缩(2)得到的水解液，冷冻干燥；玉米醇溶蛋白溶液浓度为3％-5％(g/mL)，pH值为8.0，溶解玉米醇溶蛋白的有机溶剂是浓度为70％-75％(v/v)的乙醇或异丙醇；所述蛋白酶是碱性蛋白酶或Alcalase，其pH为8.0，是用磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液配制成1％(v/v)的蛋白酶。
全文摘要
本发明涉及一种二步法酶水解玉米醇溶蛋白的方法，包括取玉米醇溶蛋白溶液150mL，按2000－10000U/底物用量添加蛋白酶，进行水解；蒸发掉其中1/5－1/2的有机溶剂，再用去离子水补充至150mL，成为水相，调pH至8.0，按2000－10000U/底物用量加入蛋白酶液进行二次水解；减压浓缩得到的水解液，冷冻干燥得水解物；所述溶解玉米醇溶蛋白的有机溶剂是浓度为60％－80％(v/v)的乙醇或异丙醇。所得玉米醇溶蛋白水解物水解度达20％。本发明能有效将玉米醇溶蛋白进行水解，具有水解度高的优点。所得水解物能完全溶解于水，并含有高活性降压肽组分，可应用于功能保健性食品中。
文档编号A23L1/305GK1661031SQ200410077518
公开日2005年8月31日 申请日期2004年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者黄国平, 温其标, 杨晓泉 申请人:华南理工大学