采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺的制作方法

本发明属于肽分子量选择
技术领域：
，特别涉及一种采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺。
背景技术：
：螺旋藻是一种营养丰富而均衡，有益于人体健康的藻类，富含蛋白质、多糖、矿物质、叶绿素及多种维生素等营养成分，被誉为“二十一世纪人类最理想的天然营养食品”，经动物试验证明螺旋藻具有免疫调节的保健功能。从事工厂化生产的螺旋藻主要是钝顶螺旋藻和极大螺旋藻两种。螺旋藻藻体从培养池中捞出、漂洗、过滤脱水、喷雾干燥制得螺旋藻干粉。螺旋藻具有生长速度快，培养简便，对许多金属离子具有较强的生物富集能力等优点。可将无机金属元素转化为利于人体吸收的有机金属元素，从而获得富含有机金属元素的螺旋藻，在预防缺乏微量金属元素方面具有重要的推广应用价值。螺旋藻的蛋白/蛋白肽易被人体直接吸收和利用(吸收率高达84％)，适合于不同人群使用，给人类提供了一个最丰富均衡的营养源。螺旋藻作为螺旋藻蛋白质含量高达60％-70％，是一种极好的蛋白源，必需氨基酸组成优于大豆、肉类、牛奶、鱼、鸡蛋等常见蛋白类食品，更符合人类的营养需求，新近的研究发现，螺旋藻中某些糖蛋白和多肽组分具有增强免疫、抗氧化、抑制肿瘤等活性。然而，现有的小分子肽的提取工艺中，存在螺旋藻细胞壁破壁效果不佳，对于细胞内部的小分子肽的提取不够充分，产出率低的问题；另外还存在为了让蛋白变性沉淀反复高温加热，造成多次的梅纳反应，使得产品颜色变深、功效变差的问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于提供一种采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺，以解决现有的小分子肽的提取工艺中，存在螺旋藻细胞壁破壁效果不佳，对于细胞内部的小分子肽的提取不够充分，产出率低的问题；以及为了让蛋白变性沉淀反复高温加热，造成多次的梅纳反应，使得产品颜色变深、功效变差的实际技术问题。为了实现上述技术目的，本发明的设计方案如下：一种采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺，包括以下步骤：(1)采用鲜活螺旋藻藻液或者螺旋藻干粉制备螺旋藻藻泥，而后将螺旋藻藻泥进行冰冻处理并制备成藻冰；(2)将经步骤(1)所获得的藻冰倒入萃取容器中，并往萃取容器内加入有机萃取溶剂，经破壁萃取后获得有机相层a以及水相层a；(3)向步骤(2)制得的水相层a中添加水，加热搅拌提取，经离心处理，获得藻渣浓浆；(4)向步骤(3)制得的藻渣浓浆加水重新悬浮并加入酶进行酶解，得到粗小分子肽液a；(5)向步骤(4)制得的粗小分子肽液a经由粗孔径的中空型掃流式滤膜，得到澄清的小分子肽液b；(6)将步骤(5)制得的小分子肽液b采用细孔径的中空型掃流式滤膜将水排出，进而得到浓缩澄清的小分子肽液c；(7)将步骤(6)制得的小分子肽液c经过灭菌后，得到液态的小分子肽液饮品；或将步骤(6)制得的小分子肽液c经喷雾干燥，制得小分子肽粉。进一步地，步骤(1)中冰冻处理是在-20℃以下进行的。进一步地，步骤(2)中加入的有机萃取溶剂为乙酸乙酯。进一步地，步骤(3)中添加水重量为水相层a重量的80％-90％。进一步地，步骤(3)中加热搅拌提取的条件：加热的温度为38-41℃，搅拌的转速为200-300r/min，提取的时间为100-130min。进一步地，步骤(3)中离心处理的离心转速为8000-10000r/min。进一步地，步骤(5)中所述酶包括木瓜蛋白酶、胰蛋白酶中的一种或多种。进一步地，步骤(5)中的中空型掃流式滤膜孔径为0.1-0.5μm。进一步地，步骤(6)中的中空型掃流式滤膜孔径为0.01μm。进一步地，步骤(7)中喷雾干燥的温度为180-190℃。通过本技术方案，可以实现以下效果：(1)本发明所采用的试剂均为无毒无害、价格低廉且主要溶剂可回收重复采用；另外，本发明对所需的设备要求低，提取时间短，效率高，能耗低。(2)本发明的小分子肽的提取工艺中，可有效解决螺旋藻细胞壁破壁效果不佳，细胞内部的小分子肽的提取不够充分，产出率低的问题。(3)本发明可得到规格不同的小分子肽，得到不同的产品功效，进而得到澄清、透明浓缩的产品，减少梅纳氏反应的发生，改善产品品质，降低30％左右的生产成本。(4)现有技术采用的中空滤膜为平行式的，造成滤膜阻塞，过滤效果效果不佳，大大降低了小分子肽粉得率；而本发明滤膜孔径选择及滤器流动方向均为掃流式方向，即小分子肽液滤液流动方向与孔隙方向呈垂直方向，减少滤膜堵塞及延长滤器工作时间。【附图说明】图1是本发明采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺流程示意图；图2是液体流动示意图。【具体实施方式】为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。在本发明的实施例中，所述采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺，包括以下步骤：(1)采用鲜活螺旋藻藻液或者螺旋藻干粉制备螺旋藻藻泥，而后将螺旋藻藻泥进行冰冻处理并制备成藻冰，所述冰冻处理是在-20℃以下进行的；(2)将经步骤(1)所获得的藻冰倒入萃取容器中，并往萃取容器内加入乙酸乙酯，经破壁萃取后获得有机相层a以及水相层a；(3)向步骤(2)制得的水相层a中添加水，所述添加水重量为水相层a重量的80％-90％，在加热的温度为38-41℃，搅拌的转速为200-300r/min下，提取100-130min，经在离心转速为8000-10000r/min下离心处理，获得藻渣浓浆；(4)向步骤(3)制得的藻渣浓浆加水重新悬浮并加入酶进行酶解，得到粗小分子肽液a，所述酶包括木瓜蛋白酶、胰蛋白酶中的一种或多种；(5)向步骤(4)制得的粗小分子肽液a经由孔径为0.1-0.5μm的中空型掃流式滤膜，将粗蛋白过滤出，得到澄清的小分子肽液b；(6)将步骤(5)制得的小分子肽液b采用孔径为0.01μm的中空型掃流式滤膜将水排出，进而得到浓缩澄清的小分子肽液c；(7)将步骤(6)制得的小分子肽液c经过灭菌后，得到液态的小分子肽饮品；或将步骤(5)制得的小分子肽液c经喷雾干燥，所述喷雾干燥的温度为180-190℃，制得含水量＜7％的小分子肽粉。下面通过更具体的实施例加以说明。实施例1如图1的工艺流程示意图，一种采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺，包括以下步骤：(1)取螺旋藻干粉(含水量为4.6％)100kg，置于3m3的配料罐中，加入400kg水，在室温下，以50r/min的转速搅拌并浸润20小时，至螺旋藻细胞完全吸水膨胀后用板框压滤机脱除胞外水，板框压滤采用的滤布为300目，压滤完成后，获得湿藻泥，经测定，含水量为61％；将藻泥称重并分装，按每10kg藻泥为一个包装，装入不锈钢材质的容器，在-20℃下的冷库中冰冻成块，制得藻冰；(2)采用步骤(1)所获得的藻冰为原料，含水的螺旋藻细胞经冰冻后，胞内水形成冰晶后，细胞膨胀，甚至胀破胞壁，以便于破壁萃取；采用3m3的超声萃取罐(带有超声波装置的萃取罐)为破壁萃取的反应容器，加入200kg藻冰(约300l)，800l乙酸乙酯和200l水，此时罐中乙酸乙酯：水：藻冰(v/v/v)＝8：2：3，然后进行超声处理，超声功率为3w/cm2，超声时间为20分钟，萃取罐搅拌速率为50r/min，并控制反应温度在20℃；超声至15分钟时，藻冰完全融解，此时取样稀释，镜检观察，并计算螺旋藻细胞破壁率，超声至18分钟时，镜检观察螺旋藻细胞破壁已达到>95％，继续超声至20分钟，停止超声和搅拌，静置2小时；移去上层有机相层a后，再次加入300l乙酸乙酯，按上述条件超声3分钟后，静置1.2小时，移去有机相层a，反复此项步骤3次，此时有机相层a中绿色不再明显，而后将有机相层a(乙酸乙酯层，其中含有叶绿素和藻油等脂溶性物质)合并，并收集水相层a(破壁藻浆)；(3)向步骤(2)制得的水相层a中添加水，所述添加水重量为水相层a重量的90％，在加热的温度为41℃，搅拌的转速为200r/min下，提取130min，经在离心转速为8000r/min下离心处理，获得藻渣浓浆；(4)向步骤(3)制得的藻渣浓浆加水重新悬浮，调节至含固率为20％的反应液，在反应液中添加木瓜蛋白酶，添加量为1.8g/升悬浮液，调节搅拌速度为200r/min，ph值为6.2，温度为58℃，酶解50小时，得到粗小分子肽液a；(5)向步骤(4)制得的粗小分子肽液a经由孔径为0.3μm的中空型掃流式滤膜，将粗蛋白过滤出，得到澄清的小分子肽液b；(6)将步骤(5)制得的小分子肽液b采用孔径为0.01μm的中空型掃流式滤膜将水排出，如图2的液体流动示意图，进而得到浓缩澄清的小分子肽液c；(7)将步骤(6)制得的小分子肽液c经喷雾干燥，所述喷雾干燥的温度为180℃，制得含水量为6.8％的小分子肽粉。实施例2如图1的工艺流程示意图，一种采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺，包括以下步骤：(1)取螺旋藻干粉(含水量为4.6％)100kg，置于3m3的配料罐中，加入400kg水，在室温下，以80r/min的转速搅拌并浸润18小时，至螺旋藻细胞完全吸水膨胀后用板框压滤机脱除胞外水，板框压滤采用的滤布为300目，压滤完成后，获得湿藻泥，经测定，含水量为60％；将藻泥称重并分装，按每10kg藻泥为一个包装，装入不锈钢材质的容器，在-22℃下的冷库中冰冻成块，制得藻冰；(2)采用步骤(1)所获得的藻冰为原料，含水的螺旋藻细胞经冰冻后，胞内水形成冰晶后，细胞膨胀，甚至胀破胞壁，以便于破壁萃取；采用3m3的超声萃取罐(带有超声波装置的萃取罐)为破壁萃取的反应容器，加入200kg藻冰(约300l)，800l乙酸乙酯和200l水，此时罐中乙酸乙酯：水：藻冰(v/v/v)＝8：2：3，然后进行超声处理，超声功率为5w/cm2，超声时间为15分钟，萃取罐搅拌速率为80r/min，并控制反应温度在20℃下；超声至10分钟时，藻冰完全融解，此时取样稀释，镜检观察，并计算螺旋藻细胞破壁率，超声至13分钟时，镜检观察螺旋藻细胞破壁已达到>96.3％，继续超声至15分钟，停止超声和搅拌，静置1.5小时；移去上层有机相层a后，再次加入300l乙酸乙酯，按上述条件超声3分钟后，静置1.2小时，移去有机相层a，反复此项步骤3次，此时有机相层a中绿色不再明显，而后将有机相层a(乙酸乙酯层，其中含有叶绿素和藻油等脂溶性物质)合并，并收集水相层a(破壁藻浆)；(3)向步骤(2)制得的水相层a中添加水，所述添加水重量为水相层a重量的88％，在加热的温度为40℃，搅拌的转速为300r/min下，提取100min，经在离心转速为10000r/min下离心处理，获得藻渣浓浆；(4)向步骤(3)制得的藻渣浓浆加水重新悬浮，调节至含固率为22％的反应液，在反应液中添加胰蛋白酶，添加量为2.6g/升悬浮液，调节搅拌速度为300r/min，ph值为7.6，温度为36℃，酶解46小时，得到粗小分子肽液a；(5)向步骤(4)制得的粗小分子肽液a经由孔径为0.1μm的中空型掃流式滤膜，将粗蛋白过滤出，得到澄清的小分子肽液b；(6)将步骤(5)制得的小分子肽液b采用孔径为0.01μm的中空型掃流式滤膜将水排出，如图2的液体流动示意图，进而得到浓缩澄清的小分子肽液c；(7)将步骤(6)制得的小分子肽液c经喷雾干燥，所述喷雾干燥的温度为186℃，制得含水量为6.5％的小分子肽粉。实施例3如图1的工艺流程示意图，一种采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺，包括以下步骤：(1)取螺旋藻干粉(含水量为4.6％)100kg，置于3m3的配料罐中，加入400kg水，在室温下，以60r/min的转速搅拌并浸润19小时，至螺旋藻细胞完全吸水膨胀后用板框压滤机脱除胞外水，板框压滤采用的滤布为300目，压滤完成后，获得湿藻泥，经测定，含水量为61％；将藻泥称重并分装，按每10kg藻泥为一个包装，装入不锈钢材质的容器，在-25℃下的冷库中冰冻成块，制得藻冰；(2)采用步骤(1)所获得的藻冰为原料，含水的螺旋藻细胞经冰冻后，胞内水形成冰晶后，细胞膨胀，甚至胀破胞壁，以便于破壁萃取；采用3m3的超声萃取罐(带有超声波装置的萃取罐)为破壁萃取的反应容器，加入200kg藻冰(约300l)，800l乙酸乙酯和200l水，此时罐中乙酸乙酯：水：藻冰(v/v/v)＝8：2：3，然后进行超声处理，超声功率为4w/cm2，超声时间为18分钟，萃取罐搅拌速率为60r/min，并控制反应温度在20℃以下；超声至12分钟时，藻冰完全融解，此时取样稀释，镜检观察，并计算螺旋藻细胞破壁率，超声至15分钟时，镜检观察螺旋藻细胞破壁已达到>96％，继续超声至18分钟，停止超声和搅拌，静置1.8小时；移去上层有机相层a后，再次加入300l乙酸乙酯，按上述条件超声3分钟后，静置1.2小时，移去有机相层a，反复此项步骤3次，此时有机相层a中绿色不再明显，而后将有机相层a(乙酸乙酯层，其中含有叶绿素和藻油等脂溶性物质)合并，并收集水相层a(破壁藻浆)；(3)向步骤(2)制得的水相层a中添加水，所述添加水重量为水相层a重量的90％，在加热的温度为41℃，搅拌的转速为200r/min下，提取130min，经在离心转速为9000r/min下离心处理，获得藻渣浓浆；(4)向步骤(3)制得的藻渣浓浆加水重新悬浮，调节至含固率为20％的反应液，在反应液中添加木瓜蛋白酶，添加量为1.8g/升悬浮液，调节搅拌速度为300r/min，ph值为6.5，温度为60℃，酶解48小时，得到粗小分子肽液a；(5)向步骤(4)制得的粗小分子肽液a经由孔径为0.5μm的中空型掃流式滤膜，将粗蛋白过滤出，得到澄清的小分子肽液b；(6)将步骤(5)制得的小分子肽液b采用孔径为0.01μm的中空型掃流式滤膜将水排出，如图2的液体流动示意图，进而得到浓缩澄清的小分子肽液c；(7)将步骤(6)制得的小分子肽液c经喷雾干燥，所述喷雾干燥的温度为190℃，制得含水量为6.2％的小分子肽粉。实施例4如图1的工艺流程示意图，一种采用肽分子量选择技术制备饮品或小分子肽粉的工艺，包括以下步骤：(1)取螺旋藻干粉(含水量为4.6％)100kg，置于3m3的配料罐中，加入400kg水，在室温下，以50r/min的转速搅拌并浸润20小时，至螺旋藻细胞完全吸水膨胀后用板框压滤机脱除胞外水，板框压滤采用的滤布为300目，压滤完成后，获得湿藻泥，经测定，含水量为61％；将藻泥称重并分装，按每10kg藻泥为一个包装，装入不锈钢材质的容器，在-20℃下的冷库中冰冻成块，制得藻冰；(2)采用步骤(1)所获得的藻冰为原料，含水的螺旋藻细胞经冰冻后，胞内水形成冰晶后，细胞膨胀，甚至胀破胞壁，以便于破壁萃取；采用3m3的超声萃取罐(带有超声波装置的萃取罐)为破壁萃取的反应容器，加入200kg藻冰(约300l)，800l乙酸乙酯和200l水，此时罐中乙酸乙酯：水：藻冰(v/v/v)＝8：2：3，然后进行超声处理，超声功率为3w/cm2，超声时间为20分钟，萃取罐搅拌速率为50r/min，并控制反应温度在20℃；超声至15分钟时，藻冰完全融解，此时取样稀释，镜检观察，并计算螺旋藻细胞破壁率，超声至18分钟时，镜检观察螺旋藻细胞破壁已达到>95％，继续超声至20分钟，停止超声和搅拌，静置2小时；移去上层有机相层a后，再次加入300l乙酸乙酯，按上述条件超声3分钟后，静置1.2小时，移去有机相层a，反复此项步骤3次，此时有机相层a中绿色不再明显，而后将有机相层a(乙酸乙酯层，其中含有叶绿素和藻油等脂溶性物质)合并，并收集水相层a(破壁藻浆)；(3)向步骤(2)制得的水相层a中添加水，所述添加水重量为水相层a重量的90％，在加热的温度为41℃，搅拌的转速为200r/min下，提取130min，经在离心转速为8000r/min下离心处理，获得藻渣浓浆；(4)向步骤(3)制得的藻渣浓浆加水重新悬浮，调节至含固率为20％的反应液，在反应液中添加木瓜蛋白酶，添加量为1.8g/升悬浮液，调节搅拌速度为200r/min，ph值为6.5，温度为60℃，酶解49小时，得到粗小分子肽液a；(5)向步骤(4)制得的粗小分子肽液a经由孔径为0.1μm的中空型掃流式滤膜，将粗蛋白过滤出，得到澄清的小分子肽液b；(6)将步骤(5)制得的小分子肽液b采用孔径为0.01μm的中空型掃流式滤膜将水排出，如图2的液体流动示意图，进而得到浓缩澄清的小分子肽液c；(7)将步骤(6)制得的小分子肽液c经过灭菌后，得到液态的小分子肽饮品。对比例1与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤(5)和(6)采用的中空滤膜为平行式的。对比例2与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤(1)是在-2℃下的冷库中冰冻成块的。对比例3与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤(2)不进行超声处理。对比例4与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤(2)控制超声反应的温度为35℃。检测实施例1-3和对比例1-4的小分子肽粉得率(占螺旋藻原料干重比，即每百公斤螺旋藻干物质获得小分子肽粉公斤数)，结果如下表所示。实验组别小分子肽粉得率(％)实施例137.21实施例240.37实施例339.02对比例128.19对比例235.68对比例334.97对比例432.01由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例1-4的数据可见，中空滤膜孔径、藻冰温度、是否超声处理以及超声反应的温度，均影响小分子肽粉得率，采用实施例1-3的工艺可显著提高小分子肽粉得率，同时由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例，获得小分子肽粉得率最高，达到了40.37％。(2)由对比例1的数据可见，采用的中空滤膜为平行式的，大大降低了小分子肽粉得率，这是因为流向是平行的，造成滤膜阻塞，过滤效果效果不佳，所得小分子肽粉得率降低。(3)由对比例2的数据可见，在-2℃下的冷库中冰冻成块，导致降低小分子肽粉得率，这是含水的螺旋藻细胞经冰冻后，胞内水形成冰晶后，细胞膨胀，甚至胀破胞壁，以便于破壁萃取，而温度仅为-2℃，不能完全胀破胞壁，不能完全破壁萃取，从而降低小分子肽粉得率。(4)由对比例3的数据可见，不进行超声处理，导致降低小分子肽粉得率，这是不进行超声处理使得螺旋藻细胞破壁率降低，从而降低小分子肽粉得率。(5)由对比例4的数据可见，控制超声反应的温度为35℃，导致降低小分子肽粉得率，这是控制超声反应的温度过高，导致梅纳反应，从而降低小分子肽粉得率。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。当前第1页12