一种人参低聚肽及其制备方法和应用与流程

文档序号:15468229发布日期:2018-09-18 19:44阅读:341来源:国知局

本发明属于生物领域,涉及低聚肽的生产,具体涉及一种人参低聚肽及其制备方法。



背景技术:

人参(Panax ginseng C. A. Mey)是国内外公认的药用保健珍品,其属五加科(Araliaceae)人参属PanaxL.,为多年生宿根草本植物,被誉为“百草之王”。 人参作为一种名贵中药材,拥有悠久的药用历史,长期以来除对人参皂苷等少数几种物质进行广泛研究外,对人参蛋白也进行了一定研究,已从人参根中分离纯化出具有重要生物学活性的多肽及蛋白质。

近年来的科学认为,人体吸收蛋白质主要是以肽的形式吸收的,肽是由氨基酸组成的分子,分子量在5000-200Dalton之间,具有极强的活性和多样性,能用肽营养的生理功能和生物活性,调节人体内各系统和细胞的生理功能,激活体内有关酶素,因此,各种肽成为人体健康的重要物质。低聚肽是蛋白的降解产物,与蛋白、多肽相比,具有分子量更小、水溶性更强,活性更高,更易于人体消化吸收等优势。通常低聚肽具有抗氧化、降血压、抑制血小板聚集活性、抗肿瘤及免疫调节等生理活性,同时还具有补钙、减肥、美容护肤及延缓衰老等功能特性。目前,国内外对人参的成份、皂甙、皂苷等提取研究较多,但对于人参低聚肽肽的研究也逐渐变多,例如鲍雷等探讨了吉林人参低聚肽的抗疲劳作用(《科技导报》 2015年13期),表明适当剂量的吉林人参低聚肽干预可提高小鼠运动耐力,延长负重游泳时间,降低运动后血乳酸和血尿素氮的含量,提高乳酸脱氢酶活性和肝糖原的含量;何丽霞等人研究了吉林人参低聚肽的免疫调节作用(《科技导报》 2015年18期),表明吉林人参低聚肽显著提高了ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖能力、迟发型变态反应能力、抗体生成细胞数、小鼠碳廓清指数、巨噬细胞吞噬率和 吞噬指数、NK细胞活性(P<0.05),且效果优于乳清蛋白。由此可知,GOP可以通过增强细胞免疫功能、体液免疫功能、单核-巨 噬细胞吞噬能力和NK细胞活性,起到增强免疫力的作用;鲍雷、王军波等人研究了吉林人参低聚肽对雄性小鼠性功能的影响(《中国预防医学杂志》 2015年10期),结果表明吉林人参低聚肽各剂量组可不同程度的增加雄性小鼠附性器官指数,提高血清中的NO和睾酮浓度,缩短小鼠交配潜伏期并增加交配次数。

尽管目前对于人参低聚肽的研究逐渐增多,然而,现有技术中仍然缺少有效的提取人参低聚肽的方法,极其少见的外文资料几种在化学方式提取或合成人参低聚肽,但经考察,以上方法获取的低聚肽结构单一,主要是六类氧化型谷胱甘肽类低聚肽分子,且提取率低,合成的人参低聚肽生产成本高,且由于试剂残留等问题也不适合人们食用。即,现有技术中尚缺乏有效的获取人参低聚肽的方法。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明旨在提供一种人参低聚肽及其制备方法,其以人参为原料,经生物酶解、分离纯化最终高产率地获得了人参低聚肽,该方法自然环保,不添加任何有毒害的化学试剂,获得的产品得率高,易于推广使用,弥补了人参低聚肽领域的空白。

为解决以上技术问题,本发明采用如下技术手段:

一种人参低聚肽的制备方法,其特征在于,所述人参低聚肽的制备方法包括如下步骤:

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至4.5-5.0;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在40-45℃的温度下酶解3-8小时,而后将pH调整为8.0-9.0、温度调整为25-30℃,搅拌浸提12-17小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4-4.5,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白;

步骤四,将步骤三制得的人参蛋白与蒸馏水按照1:20的质量比混合,搅拌均匀得到人参蛋白液,并将人参蛋白液的pH调整为8.2-8.5,而后向其中加入碱性蛋白酶进行第一次酶解,得到第一次酶解液;

步骤五,将步骤四制得的第一次酶解液的pH调整为6.8-7.2,而后向其中加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行第二次酶解,灭酶后,制得人参低聚肽粗液;

步骤六,采用孔径为50-1200nm的陶瓷膜对步骤五制得的人参低聚肽粗液进行过滤后,对滤液进行浓缩、脱色、冷冻干燥即制得所述的人参低聚肽。

优选地,所述人参低聚肽的制备方法包括如下步骤:

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至4.8;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在42℃的温度下酶解5小时,而后将pH调整为8.5、温度调整为28℃,搅拌浸提15小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4.2,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白;

步骤四,将步骤三制得的人参蛋白与蒸馏水按照1:20的质量比混合,搅拌均匀得到人参蛋白液,并将人参蛋白液的pH调整为8.2,而后向其中加入碱性蛋白酶进行第一次酶解,得到第一次酶解液;

步骤五,将步骤四制得的第一次酶解液的pH调整为7.0,而后向其中加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行第二次酶解,灭酶后,制得人参低聚肽粗液;

步骤六,采用孔径为50-1200nm的陶瓷膜对步骤五制得的人参低聚肽粗液进行过滤后,对滤液进行浓缩、脱色、冷冻干燥即制得所述的人参低聚肽。

优选地,所述人参低聚肽的制备方法包括如下步骤:

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至4.5;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在40℃的温度下酶解8小时,而后将pH调整为8.0、温度调整为25℃,搅拌浸提12小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白;

步骤四,将步骤三制得的人参蛋白与蒸馏水按照1:20的质量比混合,搅拌均匀得到人参蛋白液,并将人参蛋白液的pH调整为8.2,而后向其中加入碱性蛋白酶进行第一次酶解,得到第一次酶解液;

步骤五,将步骤四制得的第一次酶解液的pH调整为6.8,而后向其中加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行第二次酶解,灭酶后,制得人参低聚肽粗液;

步骤六,采用孔径为50-1200nm的陶瓷膜对步骤五制得的人参低聚肽粗液进行过滤后,对滤液进行浓缩、脱色、冷冻干燥即制得所述的人参低聚肽。

还可以,优选地,所述人参低聚肽的制备方法包括如下步骤:

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至5.0;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在45℃的温度下酶解4小时,而后将pH调整为8.0、温度调整为30℃,搅拌浸提17小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4.5,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白;

步骤四,将步骤三制得的人参蛋白与蒸馏水按照1:20的质量比混合,搅拌均匀得到人参蛋白液,并将人参蛋白液的pH调整为8.5,而后向其中加入碱性蛋白酶进行第一次酶解,得到第一次酶解液;

步骤五,将步骤四制得的第一次酶解液的pH调整为7.2,而后向其中加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行第二次酶解,灭酶后,制得人参低聚肽粗液;

步骤六,采用孔径为50-1200nm的陶瓷膜对步骤五制得的人参低聚肽粗液进行过滤后,对滤液进行浓缩、脱色、冷冻干燥即制得所述的人参低聚肽。

优选的,步骤三中碱性蛋白酶的用量为550-700U/g,第一次酶解的温度为45-50℃,酶解时间为20-25min;步骤四中中性蛋白酶的用量为200-300U/g,风味蛋白酶的用量为700-900U/g,第二次酶解的温度为50-55℃,酶解时间为60-120min。

优选地,步骤六中的过滤包括粗滤和精滤,粗滤采用孔径为400-1200nm的陶瓷膜进行,精滤采用50-200nm的陶瓷膜进行。

基于以上技术方案,本发明具有如下优点和有益效果:

首先,本发明针对现有技术的不足,提出了一种人参低聚肽的制备方法,且经该方法制备得到了高纯度、高活性的人参低聚肽产品,弥补了人参低聚肽制备工艺的不足,经试验验证,经本发明人参低聚肽相对于人参蛋白的得率高达87.5%,即经本发明的工艺处理后,大部分的人参蛋白转化为人参低聚肽,能够极大地提高人参蛋白的利用率,增加人参精加工的经济价值和附加值。

其次,本发明创造性地采用了纤维素破壁和碱溶酸沉相结合的人参蛋白提取工艺,极大地提高了人参蛋白的提出效率,相比仅对人参浆液进行碱溶酸沉,采用以上纤维素破壁和碱溶酸沉相结合的人参蛋白提取工艺,蛋白提取量提高了35.0%,特别是碱处理和酸处理的pH值是发明人经大量试验得出的,在本发明的条件下处理能够最大化地获取高纯度的人参蛋白。

再次,本发明创造性地采用碱性蛋白酶、中性蛋白酶和风味蛋白酶对人参蛋白进行分步处理,并确定了最佳的处理工艺参数,先采用碱性蛋白酶处理,而后采用中性蛋白酶和风味蛋白酶处理,能够保证人参蛋白充分酶解生成低聚肽,同时也能有效地减少苦味肽的产生,最终产品的风味良好,没有一般低聚肽产品的苦味。采用本发明方法制备得到的人参低聚肽可以直接用于食品、保健食品或药品的生产,而不需要考虑低聚肽的苦味。

综上所述,本发明创造性地提出了人参低聚肽的制备工艺,其弥补了国内人参低聚肽生产的空白,且采用本发明的方法制备得到的产品得率高、活性好、风味好,具有巨大的运用前景和市场潜力。

说明书附图:

图1:实施例1所制得的人参低聚肽的分子量检测图谱。

具体实施方式:

实施例1:一种人参低聚肽的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至4.8;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在42℃的温度下酶解5小时,而后将pH调整为8.5、温度调整为28℃,搅拌浸提15小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4.2,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白;

步骤四,将步骤三制得的人参蛋白与蒸馏水按照1:20的质量比混合,搅拌均匀得到人参蛋白液,并将人参蛋白液的pH调整为8.2,而后向其中加入碱性蛋白酶进行第一次酶解,得到第一次酶解液;

步骤五,将步骤四制得的第一次酶解液的pH调整为7.0,而后向其中加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行第二次酶解,灭酶后,制得人参低聚肽粗液;

步骤六,采用孔径为50-1200nm的陶瓷膜对步骤五制得的人参低聚肽粗液进行过滤后,对滤液进行浓缩、脱色、冷冻干燥即制得所述的人参低聚肽。

步骤三中碱性蛋白酶的用量为550-700U/g,第一次酶解的温度为45-50℃,酶解时间为20-25min;步骤四中中性蛋白酶的用量为200-300U/g,风味蛋白酶的用量为700-900U/g,第二次酶解的温度为50-55℃,酶解时间为60-120min。

步骤六中的过滤包括粗滤和精滤,粗滤采用孔径为400-1200nm的陶瓷膜进行,精滤采用50-200nm的陶瓷膜进行。

实施例2:一种人参低聚肽的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至4.5;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在40℃的温度下酶解8小时,而后将pH调整为8.0、温度调整为25℃,搅拌浸提12小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白;

步骤四,将步骤三制得的人参蛋白与蒸馏水按照1:20的质量比混合,搅拌均匀得到人参蛋白液,并将人参蛋白液的pH调整为8.2,而后向其中加入碱性蛋白酶进行第一次酶解,得到第一次酶解液;

步骤五,将步骤四制得的第一次酶解液的pH调整为6.8,而后向其中加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行第二次酶解,灭酶后,制得人参低聚肽粗液;

步骤六,采用孔径为50-1200nm的陶瓷膜对步骤五制得的人参低聚肽粗液进行过滤后,对滤液进行浓缩、脱色、冷冻干燥即制得所述的人参低聚肽。

步骤三中碱性蛋白酶的用量为550-700U/g,第一次酶解的温度为45-50℃,酶解时间为20-25min;步骤四中中性蛋白酶的用量为200-300U/g,风味蛋白酶的用量为700-900U/g,第二次酶解的温度为50-55℃,酶解时间为60-120min。

步骤六中的过滤包括粗滤和精滤,粗滤采用孔径为400-1200nm的陶瓷膜进行,精滤采用50-200nm的陶瓷膜进行。

实施例3:一种人参低聚肽的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至5.0;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在45℃的温度下酶解4小时,而后将pH调整为8.0、温度调整为30℃,搅拌浸提17小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4.5,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白;

步骤四,将步骤三制得的人参蛋白与蒸馏水按照1:20的质量比混合,搅拌均匀得到人参蛋白液,并将人参蛋白液的pH调整为8.5,而后向其中加入碱性蛋白酶进行第一次酶解,得到第一次酶解液;

步骤五,将步骤四制得的第一次酶解液的pH调整为7.2,而后向其中加入中性蛋白酶和风味蛋白酶进行第二次酶解,灭酶后,制得人参低聚肽粗液;

步骤六,采用孔径为50-1200nm的陶瓷膜对步骤五制得的人参低聚肽粗液进行过滤后,对滤液进行浓缩、脱色、冷冻干燥即制得所述的人参低聚肽。

步骤三中碱性蛋白酶的用量为550-700U/g,第一次酶解的温度为45-50℃,酶解时间为20-25min;步骤四中中性蛋白酶的用量为200-300U/g,风味蛋白酶的用量为700-900U/g,第二次酶解的温度为50-55℃,酶解时间为60-120min。

步骤六中的过滤包括粗滤和精滤,粗滤采用孔径为400-1200nm的陶瓷膜进行,精滤采用50-200nm的陶瓷膜进行。

实施例4:人参蛋白提取试验

方法1(即实施例1的步骤一到三):

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至4.8;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在42℃的温度下酶解5小时,而后将pH调整为8.5、温度调整为28℃,搅拌浸提15小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4.2,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白。

方法2(方法一的基础上省略纤维素酶处理):

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至4.8;

步骤二,将上述步骤制备得到的人参浆液的pH调整为8.5,温度调整为28℃,搅拌浸提15小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为4.2,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白。

方法3(与实施例1的工艺参数不同):

步骤一,取新鲜人参,洗净、沥干后切成小段,与蒸馏水按1:1的质量比混合,而后采用破壁机打成人参浆液,调节人参浆液的pH至4.8;

步骤二,向步骤一得到的人参浆液中加入纤维素酶,在42℃的温度下酶解5小时,而后将pH调整为8.0、温度调整为28℃,搅拌浸提15小时,再用3500rpm转速离心20min,取上清液;

步骤三,将步骤二制得的上清液的pH调整为3.8,搅拌、12000rpm离心10min,弃去上清液,取沉淀,并将沉淀与蒸馏水混合后,再次搅拌、12000rpm离心8min,收取沉淀,即为人参蛋白。

以上方法1-方法3的蛋白提取得率分别为18.35g蛋白/kg人参、12.47g蛋白/kg人参、13.59g蛋白/kg人参,由此可见,实施例1的方法相比方法2(不经纤维素酶处理)提高了47.2%,相比方法3(与实施例1的工艺参数不同)提高了35.0%,由此可见,本发明所确定的人参蛋白的提取工艺中纤维素酶处理和工艺参数是决定本发明能够取得成功的关键,也是这两个条件保证了本发明能够高效、经济地获取人参低聚肽。

实施例5:人参低聚肽风味试验

取实施例1-3的低聚肽产品以及市售的大豆低聚肽产品,溶于蒸馏水中,溶解浓度为100mg/10g、500mg/10g,制备得到人参低聚肽溶液,通过专业的食品感官评定机构评定,特别是对其苦味进行评定,其得分分别为实施例1(100mg/10g)9.2分,实施例2(100mg/10g)9.0分,实施例3(100mg/10g)9.3分,大豆低聚肽(100mg/10g)8.7分;实施例1(500mg/10g)9.0分,实施例2(500mg/10g)8.9分,实施例3(500mg/10g)9.1分,,大豆低聚肽(500mg/10g)8.2分.由此可见,本发明实施例1-3的产品都没有明显的苦味,且风味评价结果均优于市售的大豆低聚肽产品。

实施例6:通过委托专业机构对人参低聚肽中蛋白含量和低聚肽的进行检测,经检测,本发明实施例1所制得的人参低聚肽的蛋白含量为90.35%(干基),低聚肽的质量含量为87.5%,,分子量小于1000道尔顿的肽的质量含量为92.67%。

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