專利名稱：螺旋藻多肽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺旋藻干粉原料的深加工技術(shù)，具體地指一種螺旋藻多 肽的制備方法。
背景技術(shù)：
螺旋藻是一種多細胞絲狀微藻，其蛋白質(zhì)含量大約占其重量的
60 70%，是所有天然食物中最高的。并且，其蛋白質(zhì)組成合理，富含 人體必需的八種氨基酸，類似FAO/WHO推薦的"模式蛋白質(zhì)"。正因 為螺旋藻是優(yōu)異的蛋白源，生物科技人員從20世紀(jì)70年代就開始了對 螺旋藻的研究和開發(fā)工作，目前已形成了一系列以片劑或膠囊制劑為主 的螺旋藻產(chǎn)品。但這些由螺旋藻直接加工而成的產(chǎn)品存在如下問題其 一，螺旋藻本身具有很重的腥味，使這些直接加工而成的產(chǎn)品也不可避 免地帶有很濃的腥味，導(dǎo)致服食的口感變差。其二，螺旋藻本身雖然含 有相當(dāng)高的蛋白質(zhì)，但這些蛋白質(zhì)主要存在于螺旋藻細胞內(nèi)，在常態(tài)下 螺旋藻細胞的破壁非常困難，故很難釋放出螺旋藻蛋白質(zhì)。其三，螺旋 藻細胞中的蛋白質(zhì)大多為高蛋白，高蛋白是分子量在5萬以上的氨基酸 鏈，可吸收性極差，在人體小腸內(nèi)幾乎不能吸收，只有被人體分解轉(zhuǎn)化 成小分子肽后才能吸收，但人體能夠有效分解高蛋白而合成肽的數(shù)量微 乎其微。其四，高蛋白自身雖然具有營養(yǎng)性，但不具備有效的營養(yǎng)功能， 其攝取量過多時，還會產(chǎn)生很多副作用。所以，螺旋藻雖然其營養(yǎng)價值 非常高，但其真正的應(yīng)用價值目前并未充分體現(xiàn)出來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服天然螺旋藻類物質(zhì)在開發(fā)過程中所存在 的缺陷，提供一種所得產(chǎn)品無腥味、提取率高、吸收性好的螺旋藻多肽 的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的螺旋藻多肽的制備方法，首先運 用酶解和物理處理相結(jié)合的辦法對螺旋藻干粉進行脫腥處理，然后用超 低溫凍融法破碎螺旋藻細胞壁使其中的蛋白質(zhì)游離出來，再用生物酶工 程技術(shù)水解螺旋藻蛋白而提取螺旋藻多肽，其具體工藝是依次由以下步
驟完成的
1) 溶液配制按水粉重量比為50 100 : 1的比例，取lkg螺旋藻
干粉，投入到50 i00kg蒸餾水或純凈水中，攪拌均勻，并將其pH值 調(diào)整在6.5 8.0的范圍內(nèi)，配制成螺旋藻水溶液。在此步驟中，較佳的 水粉重量比為70 80 : 1，即lkg螺旋藻干粉配70~80kg蒸餾水或純凈 水，較佳的pH值為6.5~7.5。
2) 脫腥處理在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1~3%的中 性蛋白酶，不斷攪拌，于40 60t:的溫度條件下水浴保溫2.5 3.5h，再 加入占螺旋藻干粉重量3~5%的P-環(huán)狀糊精，繼續(xù)攪拌，于50 70°C 的溫度條件下水浴保溫1.5 2.5h，獲得螺旋藻脫腥溶液。在此步驟中， 中性蛋白酶較佳的用量占螺旋藻干粉重量的1.5 2.5%,可于50'C的溫 度條件下水浴保溫3h; 0-環(huán)狀糊精較佳的用量占螺旋藻干粉重量的 3.5~4.5%，可于6(TC的溫度條件下水浴保溫2h。
3) 細胞破壁將螺旋藻脫腥溶液置于-50—70'C的溫度環(huán)境中冰凍 2 4h，再將其置于55 65'C的溫水中融解，重復(fù)冰凍和融解操作3~5次， 利用螺旋藻細胞冰粒形成和細胞液鹽濃度增高引起的溶脹，使細胞結(jié)構(gòu) 破碎，游離出蛋白質(zhì)，獲得螺旋藻細胞破壁溶液。在此步驟中，較佳的 方式是將螺旋藻脫腥溶液置于-60'C的溫度環(huán)境中冰凍3h，再將其置于 6(TC的溫水中融解，重復(fù)冰凍和融解操作4次。
4) 酶法水解向螺旋藻細胞破壁溶液中加入1000ml 2000ml蒸餾 水或純凈水，攪拌均勻，并將其pH值調(diào)整在5.0 5.5的范圍內(nèi)，然后 加入占螺旋藻干粉重量0.70 0.90%的纖維素酶和占螺旋藻干粉重量 0.75~0.85%的果膠酶，不斷攪拌，于45 55i:的溫度條件下水解1.5~3h， 再加入占螺旋藻干粉重量0.95 1.15%的木瓜蛋白酶，繼續(xù)攪拌，于 55 65。C的溫度條件下水解2 4h，獲得螺旋藻酶解溶液。在此步驟中， pH值最好調(diào)整為5.0,纖維素酶和果膠酶的較佳用量分別占螺旋藻干粉 重量的0.8%,先用纖維素酶和果膠酶于50"C的溫度條件下水解2~2.5h 后，再加入占螺旋藻干粉重量1.0%的木瓜蛋白酶，于60'C的溫度條件 下水解3h。
5) 離心過濾將螺旋藻酶解溶液置于離心機中，以3000~4000r/min 的速率離心旋轉(zhuǎn)15~25min,使其固液分離，取其上清液，獲得螺旋藻 酶解離心液；
6)濃縮干燥將螺旋藻酶解離心液真空濃縮、噴霧干燥，即可制 成螺旋藻多肽。
本發(fā)明的優(yōu)點在于采用傳統(tǒng)的中性蛋白酶水解和環(huán)狀糊精包 裹這兩種化學(xué)物理相結(jié)合的工藝對螺旋藻干粉進行處理，可有效驅(qū)除天 然螺旋藻較難聞的腥異味，從而改善其最終產(chǎn)品的口感。采用多次重復(fù) 的超低溫凍融法處理螺旋藻細胞，每次凍融所形成的劇烈溫差，都可使 螺旋藻細胞結(jié)構(gòu)在冰粒形成和液鹽濃度增高引起的溶脹中破碎，從而游 離出蛋白質(zhì)，便于蛋白質(zhì)進一步水解成多肽。采用成熟的纖維素酶、果 膠酶和木瓜蛋白酶有機組合、協(xié)同作用，分級、分程度水解螺旋藻破壁 細胞，可最大限度地提取蟝旋藻多肽。所得螺旋藻多肽是一種功能蛋白， 它不但保留了螺旋藻的營養(yǎng)功效，而且人食用后不會引起營養(yǎng)過剩，不 會產(chǎn)生副作用，還可以調(diào)節(jié)人體的營養(yǎng)平衡和生理機能。螺旋藻多肽在 人體內(nèi)合成蛋白質(zhì)的比率較氨基酸高26%左右，螺旋藻多肽不需消化， 能直接吸收，不會受到人體的促酶、胃蛋白酶、胰酶、淀粉酶、消化酶 及酸堿物質(zhì)的二次水解，它以完整的形式直接進入小腸，被小腸吸收， 直接進入人體循環(huán)系統(tǒng)而發(fā)揮其功能。


圖1為螺旋藻細胞第一次超低溫凍融處理后在IO倍顯微鏡下的顯 微結(jié)構(gòu)示意圖2為螺旋藻細胞第二次超低溫凍融處理后在40倍顯微鏡下的顯 微結(jié)構(gòu)示意圖3為螺旋藻細胞第三次超低溫凍融處理后在100倍顯微鏡下的顯 微結(jié)構(gòu)示意圖4為螺旋藻細胞第四次超低溫凍融處理后在100倍顯微鏡下的顯 微結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述 實施例l:
本發(fā)明的螺旋藻多肽的制備方法，依次包括以下步驟 l)溶液配制按水粉重量比為80: l的比例，取lkg螺旋藻干粉， 投入到80kg蒸餾水或純凈水中，攪拌均勻，采用任何一種常用的pH 值調(diào)節(jié)試劑，將其pH值調(diào)整為7.5，配制成螺旋藻水溶液。 2) 脫腥處理在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量2%的中性
蛋白酶，不斷攪拌，于50'C的水浴鍋中保溫3h，再加入占螺旋藻干粉 重量4%的P-環(huán)狀糊精，繼續(xù)攪拌，于6(TC的水浴鍋中保溫2h，獲得 螺旋藻脫腥溶液。
3) 細胞破壁將螺旋藻脫腥溶液置于-60'C的冰箱中冰凍3h，再 將其置于6(TC的溫水中融解，重復(fù)冰凍和融解操作4次，利用螺旋藻 細胞冰粒形成和細胞液鹽濃度增高引起的溶脹，使細胞結(jié)構(gòu)破碎，游離 出蛋白質(zhì)，獲得螺旋藻細胞破壁溶液。對每次凍融處理后的螺旋藻細胞 進行不同放大倍數(shù)的顯微鏡觀察，其結(jié)果如圖1~圖4所示。從圖中可 以發(fā)現(xiàn)，隨著螺旋藻細胞凍融次數(shù)的增加，螺旋藻細胞的破壁數(shù)量和破 壁程度也在不斷加大，大量的螺旋藻蛋白質(zhì)被游離出來，便于組合酶對 其進行水解。
4) 酶法水解向螺旋藻細胞破壁溶液中加入1500ml蒸餾水，攪拌 均勻，并將其pH值調(diào)整為5.0，然后加入占螺旋藻干粉重量0.8%的纖 維素酶和占螺旋藻干粉重量0.8%的果膠酶，不斷攪拌，于50'C的溫度 條件下水解2h，再加入占螺旋藻干粉重量1.0%的木瓜蛋白酶，繼續(xù)攪 拌，于6(TC的溫度條件下水解3h,獲得螺旋藻酶解溶液。
5) 離心過濾將螺旋藻酶解溶液置于離心機中，以3500r/min的 速率離心旋轉(zhuǎn)20mm，使其固液分離，取其上清液，獲得螺旋藻酶解離 心液。
6) 濃縮干燥將螺旋藻酶解離心液真空濃縮、噴霧干燥，即可制
成螺旋藻多肽。經(jīng)稱量檢測，所得螺旋藻多肽粉的重量為0.532kg，其 產(chǎn)品得率為53.2%。
實施例2:
本發(fā)明的螺旋藻多肽的制備方法，依次包括以下步驟
1) 溶液配制按水粉重量比為70 : l的比例，取lkg螺旋藻干粉，
投入到70kg蒸餾水中，攪拌均勻，將其pH值調(diào)整為7.0，配制成螺旋 藻水溶液。
2) 脫腥處理在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1.5%的中 性蛋白酶，不斷攪拌，于55t:的水浴鍋中保溫2.5h,再加入占螺旋藻 干粉重量3.5%的e-環(huán)狀糊精，繼續(xù)攪拌，于65'C的水浴鍋中保溫2h， 獲得螺旋藻脫腥溶液。 3) 細胞破壁將螺旋藻脫腥溶液置于-65'C的冰箱中冰凍3h，再 將其置于55'C的溫水中融解，重復(fù)冰凍和融解操作5次，獲得螺旋藻 細胞破壁溶液。
4) 酶法水解向螺旋藻細胞破壁溶液中加入1200ml蒸餾水，攪拌 均勻，并將其pH伍調(diào)整為5.2，然后加入占螺旋藻干粉重量0.75%的纖 維素酶和占螺旋藻千粉重量0.75%的果膠酶，不斷攪拌，于55。C的溫 度條件下水解2.5h，再加入占螺旋藻干粉重量0.95%的木瓜蛋白酶，繼 續(xù)攪拌，于65"C的溫度條件下水解2h，獲得螺旋藻酶解溶液。
5) 離心過濾將螺旋藻酶解溶液置于離心機中，以3000r/min的 速率離心旋轉(zhuǎn)25mm，使其固液分離，取其上清液，獲得螺旋藻酶解離 心液。
6) 濃縮干燥將螺旋藻酶解離心液真空濃縮、噴霧干燥，即可制
成螺旋藻多肽。經(jīng)稱量檢測，所得螺旋藻多肽粉的重量為0.463kg，其 產(chǎn)品得率為46.3%。 實施例3:
本發(fā)明的螺旋藻多肽的制備方法，依次包括以下步驟
1) 溶液配制按水粉重量比為50 : 1的比例，取lkg螺旋藻干粉，
投入到50kg蒸餾水中，攪拌均勻，將其pH值調(diào)整為6.5，配制成螺旋 藻水溶液。
2) 脫腥處理在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1.0%的中 性蛋白酶，不斷攪拌，于4(TC的水浴鍋中保溫3h，再加入占螺旋藻干 粉重量3.0%的環(huán)狀糊精，繼續(xù)攪拌，于5(TC的水浴鍋中保溫2h， 獲得螺旋藻脫腥溶液。
3) 細胞破壁將螺旋藻脫腥溶液置于-5(TC的冰箱中冰凍2h，再 將其置于6(TC的溫水中融解，重復(fù)冰凍和融解操作3次，獲得螺旋藻 細胞破壁溶液。
4) 酶法水解向螺旋藻細胞破壁溶液中加入1000ml蒸餾水，攪拌 均勻，并將其pH值調(diào)整為5.5，然后加入占螺旋藻干粉重量0.80%的纖 維素酶和占螺旋藻干粉重量0.85%的果膠酶，不斷攪拌，于5(TC的溫 度條件下水解1.5h，再加入占螺旋藻干粉重量1.1%的木瓜蛋白酶，繼 續(xù)攪拌，于60。C的溫度條件下水解2h，獲得螺旋藻酶解溶液。
5) 離心過濾將螺旋藻酶解溶液置于離心機中，以3000r/min的
速率離心旋轉(zhuǎn)15mm,使其固液分離，取其上清液，獲得螺旋藻酶解離 心液。
6)濃縮干燥將螺旋藻酶解離心液真空濃縮、噴霧干燥，即可制
成螺旋藻多肽。經(jīng)稱量檢測，所得螺旋藻多肽粉的重量為0.419kg，其 產(chǎn)品得率為41.9%。
實施例4:
本發(fā)明的螺旋藻多肽的制備方法，依次包括以下步驟
1) 溶液配制按水粉重量比為100 : 1的比例，取lkg螺旋藻干粉，
投入到100kg蒸餾水中，攪拌均勻，將其pH值調(diào)整為8.0，配制成螺
旋藻水溶液。
2) 脫腥處理在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量3%的中性 蛋白酶，不斷攪拌，于40'C的水浴鍋中保溫3h,再加入占螺旋藻干粉 重量5%的6-環(huán)狀糊精，繼續(xù)攪拌，于6(TC的水浴鍋中保溫2h，獲得 螺旋藻脫腥溶液。
3) 細胞破壁將螺旋藻脫腥溶液置于-70'C的冰箱中冰凍4h，再 將其置于6(TC的溫水中融解，重復(fù)冰凍和融解操作4次，獲得螺旋藻 細胞破壁溶液。
4) 酶法水解向螺旋藻細胞破壁溶液中加入2000ml蒸餾水，攪拌 均勻，并將其pH值調(diào)整為5.0，然后加入占螺旋藻干粉重量0.9%的纖 維素酶和占螺旋藻干粉重量0.8%的果膠酶，不斷攪拌，于5(TC的溫度 條件下水解2h，再加入占螺旋藻干粉重量1.0%的木瓜蛋白酶，繼續(xù)攪 拌，于6(TC的溫度條件下水解4h，獲得螺旋藻酶解溶液。
5) 離心過濾將螺旋藻酶解溶液置于離心機中，以4000r/min的 速率離心旋轉(zhuǎn)25min，使其固液分離，取其上清液，獲得螺旋藻酶解離 心液。
6) 濃縮干燥將螺旋藻酶解離心液真空濃縮、噴霧干燥，即可制
成螺旋藻多肽。經(jīng)稱量檢測，所得螺旋藻多肽粉的重量為0.605kg，其 產(chǎn)品得率為60.5%。
權(quán)利要求
1.一種螺旋藻多肽的制備方法，依次包括以下步驟1)溶液配制按水粉重量比為50～100∶1的比例，取1kg螺旋藻干粉，投入到50～100kg蒸餾水或純凈水中，攪拌均勻，并將其pH值調(diào)整在6.5～8.0的范圍內(nèi)，配制成螺旋藻水溶液；2)脫腥處理在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1～3％的中性蛋白酶，不斷攪拌，于40～60℃的溫度條件下水浴保溫2.5～3.5h，再加入占螺旋藻干粉重量3～5％的β-環(huán)狀糊精，繼續(xù)攪拌，于50～70℃的溫度條件下水浴保溫1.5～2.5h，獲得螺旋藻脫腥溶液；3)細胞破壁將螺旋藻脫腥溶液置于-50～-70℃的溫度環(huán)境中冰凍2～4h，再將其置于55～65℃的溫水中融解，重復(fù)冰凍和融解操作3～5次，利用螺旋藻細胞冰粒形成和細胞液鹽濃度增高引起的溶脹，使細胞結(jié)構(gòu)破碎，游離出蛋白質(zhì)，獲得螺旋藻細胞破壁溶液；4)酶法水解向螺旋藻細胞破壁溶液中加入1000ml～2000ml蒸餾水或純凈水，攪拌均勻，并將其pH值調(diào)整在5.0～5.5的范圍內(nèi)，然后加入占螺旋藻干粉重量0.70～0.90％的纖維素酶和占螺旋藻干粉重量0.75～0.85％的果膠酶，不斷攪拌，于45～55℃的溫度條件下水解1.5～3h，再加入占螺旋藻干粉重量0.95～1.15％的木瓜蛋白酶，繼續(xù)攪拌，于55～65℃的溫度條件下水解2～4h，獲得螺旋藻酶解溶液；5)離心過濾將螺旋藻酶解溶液置于離心機中，以3000～4000r/min的速率離心旋轉(zhuǎn)15～25min，使其固液分離，取其上清液，獲得螺旋藻酶解離心液；6)濃縮干燥將螺旋藻酶解離心液真空濃縮、噴霧干燥，即可制成螺旋藻多肽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋藻多肽的制備方法，其特征在于所說的步驟1)中，按水粉重量比為70 80 : 1的比例，取lkg螺旋藻 干粉，投入到70 80kg蒸餾水或純凈水中，攪拌均勻，并將其pH值調(diào) 整在6.5~7.5的范圍內(nèi)，配制成螺旋藻水溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋藻多肽的制備方法，其特征在于 所說的步驟2)中，在螺旋藻水溶液中加入占螺旋藻干粉重量1.5-2.5% 的中性蛋白酶，不斷攪拌，于5(TC的溫度條件下水浴保溫3h，再加入 占螺旋藻干粉重量3.5~4.5%的e-環(huán)狀糊精，繼續(xù)攪拌，于6(TC的溫 度條件下水浴保溫2h，獲得螺旋藻脫腥溶液。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋藻多肽的制備方法，其特征在于所說的步驟3)中，將螺旋藻脫腥溶液置于-60'C的溫度環(huán)境中冰凍3h， 再將其置于60'C的溫水中融解，重復(fù)冰凍和融解操作4次，獲得螺旋 藻細胞破壁溶液。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋藻多肽的制備方法，其特征在于-所說的步驟4)中，向螺旋藻細胞破壁溶液中加入1000ml 2000ml蒸餾 水或純凈水，攪拌均勻，并將其pH值調(diào)整為5.0，然后加入占螺旋藻 干粉重量0.8%的纖維素酶和占螺旋藻干粉重量0.8%的果膠酶，不斷攪 拌，于5(TC的溫度條件下水解2 2.5h，再加入占螺旋藻干粉重量1.0% 的木瓜蛋白酶，繼續(xù)攪拌，于6(TC的溫度條件下水解3h，獲得螺旋藻 酶解溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺旋藻多肽的制備方法，主要解決現(xiàn)有螺旋藻產(chǎn)品味腥、螺旋藻大分子蛋白質(zhì)可吸收性差的不足。該制備方法首先運用酶解和物理處理相結(jié)合的辦法對螺旋藻干粉進行脫腥處理，然后用超低溫凍融法破碎螺旋藻細胞壁使其中的蛋白質(zhì)游離出來，再用生物酶工程技術(shù)水解螺旋藻蛋白而提取螺旋藻多肽。所得螺旋藻多肽的蛋白質(zhì)沒有被破壞，且蛋白質(zhì)的含量也沒有發(fā)生太大變化，它不僅保留了螺旋藻的營養(yǎng)功效，而且去除了較難聞的腥味。它以完整的形式直接進入小腸而被人體直接吸收，不會引起營養(yǎng)過剩，也不會產(chǎn)生副作用，還可以調(diào)節(jié)人體的營養(yǎng)平衡和生理機能，是傳統(tǒng)螺旋藻食品的替代產(chǎn)品。
文檔編號A23L1/305GK101095458SQ200710052778
公開日2008年1月2日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者戴鑫杰, 莫朝暉, 陳棟梁 申請人:武漢天天好生物制品有限公司