一种具有增加肌肉含量和力量作用的酪蛋白水解物的制备方法与流程

本发明涉及一种酪蛋白水解物的制备方法。

背景技术：

根据相关研究表明，全国人口日趋于老龄化，尤其是德国、美国这样的发达国家，中国、印度这样的发展中国家，预计2050年全球60岁以上的人口将超过20亿人，而其中5亿人口则在中国。又根据国内外相关研究显示50岁患肌肉衰减症人群为1％～2％；60～70岁患肌肉衰减症人群为5％～13％；80岁以上患肌肉衰减症人群则超过50％。其实在20～30岁时肌肉质量衰减现象就已经缓慢开始了，且会持续伴随人的一生。具统计在美国肌肉衰减症引起的并发症的医疗费为十分昂贵，因此对肌肉衰减的调节和改善研究是十分必要的。

目前对具有增加肌肉含量和力量的蛋白研究较为单一，国内外均以乳清蛋白为主要研究对象，这种优质蛋白的利用已成为一种趋势。但国外有个别研究显示，乳清蛋白未被证明是最佳的促进肌肉合成的蛋白，老年人摄入乳清蛋白与其他蛋白的效果无显著差异，甚至低于其他蛋白，同时乳清蛋白相对其它蛋白价格较贵。

针对目前肌肉衰减症患病人群比例大，不仅给个人和家庭造成严重影响，更会给社会、医疗卫生服务系统带来沉重的经济负担，但国内相关研究较少。

技术实现要素：

本发明是要解决目前市场上对于“肌肉衰减症”的食用肽缺乏，没有有效地增加肌肉含量和力量的蛋白的问题，提供一种具有增加肌肉含量和力量作用的酪蛋白水解物的制备方法。

本发明具有增加肌肉含量和力量作用的酪蛋白水解物的制备方法，按以下步骤进行：

一、将酪蛋白粉末置于蒸馏水中，搅拌均匀，制备酪蛋白悬浊液，用浓度为4mol/L的NaOH调节溶液pH值至7～8，于50～60℃水浴锅中溶解，当悬浊液无明显颗粒且pH值无明显变化时，向酪蛋白悬浊液中加入Alcalase碱性蛋白酶，于恒温水浴锅中用浓度为2mol/L的NaOH维持酪蛋白水解液pH值至7～8，并缓慢搅拌酶解4h，得到的水解液于100℃沸水浴中灭酶10min，取出至室温，加10％(w/v)氯化钙溶液至终体积浓度为1.0％，溶解后加95％(v/v)乙醇至终体积分数为50％，静止1h，然后于4000r/min离心10min，得到上清液；

二、上清液经采用旋转蒸发的方式进行浓缩，冷冻干燥机中干燥24h，得到酪蛋白水解物粉末。

步骤一中酪蛋白悬浊液的浓度为60-70mg/mL。

步骤一中加入的Alcalase碱性蛋白酶的体积是酪蛋白悬浊液体积的0.5％～1％。

步骤一中的Alcalase碱性蛋白酶购买自sigma公司。

本发明的有益效果：

本发明通过Alcalase碱性蛋白酶水解酪蛋白，得到生产酪蛋白磷酸肽过程中副产物——酪蛋白水解物(酪蛋白非磷肽)，并被充分合理的利用，不仅对于乳蛋白制品加工技术水平进而拓宽其应用范畴具有重要的理论及实践价值，还对增加肌肉含量和力量的功能性食品开发一种新的原料。

通过对本发明方法制备得到的酪蛋白肽增加肌肉含量和力量效果发现，50d后饲喂酪蛋白水解物组的大鼠肌群横截面积大于未饲喂酪蛋白水解物组(空白组)，躯干及下肢根部肌群截面积增长量最大，大于空白对照组1.71cm²，因此酪蛋白水解物组肌肉横截面积高于空白组。

通过饲喂大鼠10g/kg/d酪蛋白水解物，50d后，采用CT扫描技术，观察其肌肉群横截面积和每只大鼠50d的肌肉增长量可知，饲喂酪蛋白水解物组的躯干及下肢根部肌群截面积，背部肌群截面积，肩胛内测肌群截面积增长量均显著高于空白组。

本发明用酪蛋白水解物增加肌肉含量，得到的酪蛋白水解物中亮氨酸含量较多，且易于被生物体消化吸收。与酪蛋白相比消化速度快，亮氨酸的利用性提高(亮氨酸是摄入蛋白促进肌肉合成的主要因素)。

附图说明

图1为空白组和酪蛋白水解物组的躯干及下肢根部肌群横截面积CT扫描图；

图2为空白组和酪蛋白水解物组的腰椎周围肌群横截面积CT扫描图；

图3为空白组和酪蛋白水解物组的肩胛内侧肌群横截面积CT扫描图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式具有增加肌肉含量和力量作用的酪蛋白水解物的制备方法，按以下步骤进行：

一、将酪蛋白粉末置于蒸馏水中，搅拌均匀，制备酪蛋白悬浊液，用浓度为4mol/L的NaOH调节溶液pH值至7～8，于50～60℃水浴锅中溶解，当悬浊液无明显颗粒且pH值无明显变化时，向酪蛋白悬浊液中加入Alcalase碱性蛋白酶，于恒温水浴锅中用浓度为2mol/L的NaOH维持酪蛋白水解液pH值至7～8，并缓慢搅拌酶解4h，得到的水解液于100℃沸水浴中灭酶10min，取出至室温，加10％(w/v)氯化钙溶液至终体积浓度为1.0％，溶解后加95％(v/v)乙醇至终体积分数为50％，静止1h，然后于4000r/min离心10min，得到上清液；

二、上清液经采用旋转蒸发的方式进行浓缩，冷冻干燥机中干燥24h，得到酪蛋白水解物粉末。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中酪蛋白悬浊液的浓度为60-70mg/mL。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中酪蛋白悬浊液的浓度为65mg/mL。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中用浓度为4mol/L的NaOH调节溶液pH值至7.6。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中于55℃水浴锅中溶解。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中加入的Alcalase碱性蛋白酶的体积是酪蛋白悬浊液体积的0.5％～1％。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中加入的Alcalase碱性蛋白酶的体积是酪蛋白悬浊液体积的0.7％～0.8％。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中用浓度为2mol/L的NaOH维持酪蛋白水解液pH值至7.6。其它与具体实施方式一至七之一相同。

为验证本发明的有益效果，进行以下试验：

实施例1：

本实施例增加肌肉含量和力量的酪蛋白水解物的制备方法，按以下步骤进行：

一、将6.5g酪蛋白粉末置于100mL蒸馏水中，搅拌均匀，制备酪蛋白悬浊液，用浓度为4mol/L的NaOH调节溶液pH值至7.6，于55℃水浴锅中溶解，当溶液无明显颗粒且pH值无明显变化时，向酪蛋白悬浊液中加入Alcalase碱性蛋白酶，于恒温水浴锅中用浓度为2mol/L的NaOH维持酪蛋白水解液pH值至7.6并缓慢搅拌酶解4h，水解液于100℃沸水浴中灭酶10min，取出至室温，加10％(w/v)氯化钙溶液，至终体积浓度为1.0％，溶解后加95％(v/v)乙醇至终体积分数为50％，静止1h。水解液4000r离心10min，得到上清液。

二、上清液经采用旋转蒸发的方式进行浓缩，冷冻干燥机中干燥24h，得到酪蛋白水解物粉末。

步骤一中加入的Alcalase碱性蛋白酶的体积是酪蛋白悬浊液体积的0.5％。

步骤一中的Alcalase碱性蛋白酶购买自sigma公司。

对本实施方式制备得到的酪蛋白水解物进行以下性能测定：

1.酪蛋白水解物得率的测定：

采用干重测定法对酪蛋白水解物的质量进行测定，按以下公式计算产率。

结果：酪蛋白水解物得率是83.63％。

2.增加肌肉含量和力量的测定，具体方法如下：

采用螺旋CT扫描技术检测饲喂大鼠酪蛋白水解物0，15，25，35，50天肌肉横截面积。检测方法为大鼠麻醉后，俯卧行体部横断螺旋CT扫描，扫描层厚0.8cm，重建层厚0.5cm。根据大鼠的骨骼标志，每只大鼠选择相同对比层面，每只大鼠选择6个层面(包括：坐骨支水平、髂嵴上缘水平、腰大肌上缘水平、锁骨全长水平、上肢根部层面(左右))，然后在所选体层CT图像内，用闭合曲线圈定特定肌肉群，测量其截面积。

0d-空白组和0d-酪蛋白水解物组指未开始做试验之前，随机分配的两组，标记为空白组和酪蛋白水解物组。50d-空白组：每天只饲喂国家标准啮齿类饲料；50d-酪蛋白水解物组：每天饲喂国家标准啮齿类饲料的同时还需给每只大鼠补充10g/kg/d的酪蛋白水解物，持续50d。

空白组和酪蛋白水解物组的躯干及下肢根部肌群横截面积CT扫描图如图1所示，图1中A为0d-空白组，B为0d-酪蛋白水解物组，C为50d-空白组，D为50d-酪蛋白水解物组。空白组和酪蛋白水解物组的腰椎周围肌群横截面积CT扫描图如图2所示，图2中A为0d-空白组，B为0d-酪蛋白水解物组，C为50d-空白组，D为50d-酪蛋白水解物组。空白组和酪蛋白水解物组的肩胛内侧肌群横截面积CT扫描图如图3所示，图3中A为0d-空白组，B为0d-酪蛋白水解物组，C为50d-空白组，D为50d-酪蛋白水解物组。

对于酪蛋白水解物增加肌肉含量和力量的情况进行评价，饲喂酪蛋白水解物大鼠的躯干及下肢根部肌群，腰椎周围肌群和背部肌群截面积增长量均高于空白组。其中躯干及下肢根部肌群截面积增长量最大，大于空白组1.71cm²。

表1 大鼠肌肉横截面积增长量