玉米活性肽制備最佳工藝條件研究

玉米是世界上三大糧食作物之一，玉米深加工產(chǎn)業(yè)擁有巨大的市場(chǎng)潛力。玉米蛋白粉是玉米深加工的重要副產(chǎn)物之一，由于其氣味獨(dú)特、色澤鮮艷、水溶性差，目前絕大部分均制成畜禽飼料或者隨著廢水被排掉，并未得到很好的開(kāi)發(fā)，這樣既浪費(fèi)了寶貴資源，又造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。玉米蛋白粉俗稱玉米黃粉，主要成分為玉米蛋白，其蛋白質(zhì)含量高達(dá)60%以上，除此以外還含有少量的淀粉、脂肪、纖維類胡蘿卜素。利用玉米黃粉可提取天然食用色素、玉米醇溶蛋白及谷氨酸等，還能制備具有多種生理功能的玉米活性肽，如谷氨酰胺肽、高F值低聚肽、降血壓肽和玉米蛋白肽等。

玉米活性肽是玉米蛋白經(jīng)過(guò)酶解分離提取而成，根據(jù)分子量不同其活性也有所不同。其中低聚肽混合物由2～6個(gè)氨基酸組成，分子量集中在200～1000，可以不經(jīng)腸胃消化而被直接吸收，完全可以應(yīng)用在食品中。新近研究發(fā)現(xiàn)玉米肽富含支鏈氨基酸，具有在肌肉中促進(jìn)蛋白質(zhì)合成和抑制蛋白質(zhì)分解的作用，可以用于運(yùn)動(dòng)員食品和臨床營(yíng)養(yǎng)品；玉米肽含有大量丙氨酸，可使減緩身體吸收乙醇的速度并促進(jìn)酒精代謝，大大減少飲酒引起的急性酒精中毒。此外，玉米肽還具有降血壓、降血脂，輔助治療肝病和乳腺癌的生理活性作用。因此，開(kāi)發(fā)玉米

肽已成為玉米綜合利用研究的新熱點(diǎn)。

制備玉米活性肽，首先通過(guò)連續(xù)逆流超聲技術(shù)提取玉米蛋白粉中的醇溶蛋白，對(duì)提取物進(jìn)行水解并優(yōu)化各項(xiàng)工藝參數(shù)，同時(shí)采用二級(jí)膜分離水解物，可以得到兩種純度較高的不同分子量玉米活性肽產(chǎn)品。

制備玉米活性肽工藝

1.材料

玉米蛋白粉（蛋白質(zhì)含量60%，市售）、蛋白酶Alcalase（諾維信公司） 、NaOH、HCL、甲醛、乙醇。

2.儀器

恒溫水浴鍋、分析天平、分光光度計(jì)、酸度計(jì)、溫度計(jì)、膜過(guò)濾裝置，連續(xù)逆流超聲提取裝置、萬(wàn)用電爐等。

3.方法

（1）氨基氮測(cè)定方法

采用甲醛滴定法，在參照G B/T 5009.39-2003的基礎(chǔ)上略有改動(dòng)，操作如下：將水解液在5000r/min下離心10min，取2mL上清液于三角瓶中，用0.1mol/L的NaOH溶液滴定到pH值8.2，加入4mL37%的甲醛溶液（提前用0.1mol/L的NaOH調(diào)到pH=8.2），再用0.01mol/L的NaOH溶液滴定到pH=9.2，記錄加入甲醛后把溶液滴定到pH=9.2所消耗堿量，空白對(duì)照用蒸餾水代替樣品，采用pH計(jì)測(cè)量pH值。

采用以下公式計(jì)算氨基氮：

h = [（V1- V0）×NNaOH×14.008]/2式中h—樣品中氨基酸含量；

V1—滴定樣品消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（mL）；

V0—滴定空白消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（mL）；

NNaOH—?dú)溲趸c標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度（mol/L）。

（2）水解度的計(jì)算方法采用以下公式計(jì)算水解度

水解度（DH）=（h1- h0）/htot

式中 h1—測(cè)得水解液中氨基氮含量（mg/mL）；

h0—測(cè)得玉米蛋白粉混懸液中氨基氮含量（mg/mL）；

htot—每毫升水解液中總氮含量（mg/mL）。4.工藝流程

工藝流程具體如下所示：

3.精制

將酶解液滅酶離心分離，提取液用活性炭進(jìn)行脫色，然后采用二級(jí)膜分離對(duì)沒(méi)解產(chǎn)物進(jìn)行分離，首先采用截留分子量為10000～30000Da超濾膜分離提純，然后采用納濾膜分離濃縮。最終得到兩種不同分子量范圍的玉米活性肽：濃縮液中玉米活性肽分子量在3000～6000 Da之間的達(dá)到80%以上，透過(guò)液中分子量在1000Da以下的達(dá)到90%以上。再經(jīng)離子交換、濃縮、干燥得到最終的玉米活性肽產(chǎn)品。

圖4為先后經(jīng)過(guò)超濾和納濾后透過(guò)液中玉米活性肽的分子量分布圖。直接酶解后的產(chǎn)物分子量主要集中在 20 0～10 0 0 0 D a，這部分約占整個(gè)峰面積的90%以上，其中分子量在200～6000Da約占78%；分子量大于10000Da的約占8%.這部分應(yīng)該是未被水解的蛋白質(zhì)；分子量小于200Da的約占2%。經(jīng)超濾后有效地將分子量在10000Da以上的大分子量物質(zhì)去除，酶解液的分子量均在10000Da以下。其中分子量在2000～6000Da約占85%，200～2000Da的部分約占11%，分子量小于200Da的約占4%。超濾后透過(guò)液再經(jīng)進(jìn)一步納濾，獲得兩種不同分子量的活性肽產(chǎn)品。其中透過(guò)液中分子量范圍在1000Da以內(nèi)的活性肽含量占到90%以上，截留液中分子量范圍在3000～6000Da的活性肽含量在88%以上，有效保證了活性肽產(chǎn)品的活性。

總 結(jié)

本文對(duì)制備玉米活性肽的工藝進(jìn)行了研究，分別從預(yù)處理、酶解、精制3個(gè)主要的方面進(jìn)行了研究，得到了以下結(jié)論：

（1）確定了以玉米蛋白粉為原料制備玉米活性肽產(chǎn)品的工藝路線。

（2）利用連續(xù)逆流超聲提取設(shè)備提取玉米醇溶蛋白的最佳工藝條件：以pH8.0、濃度75%的乙醇作萃取液，玉米蛋白粉過(guò)40目篩，料液比1∶6，在溫度40℃、超聲頻率40kHz的條件下提取1h，玉米醇溶蛋白的提取率達(dá)到43.96%。

（3）蛋白酶酶解玉米醇溶蛋白的最佳工藝條件為：將玉米醇溶蛋白濃度調(diào)至5%，用0.1mol/L的氫氧化鈉調(diào)至pH8.5，酶濃度3%，在50℃條件下保持1h，水解度可達(dá)到41.82%，反應(yīng)過(guò)程中用1mol/L氫氧化鈉調(diào)pH值。

（4）酶解后產(chǎn)品采用超濾、納濾分離，得到兩種分子量相對(duì)集中的活性肽產(chǎn)品，一種分子量范圍在3000～6000Da之間的玉米活性肽含量達(dá)到88%，另一種分子量范圍在1000Da以下的玉米活性肽含量達(dá)到90%。

通過(guò)本文的研究，得出了一條制備玉米活性肽產(chǎn)品的可行工藝路線，首先得到較高提取率的玉米醇溶蛋白，酶解后生產(chǎn)出兩種不同分子量的玉米活性肽產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了在同一生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)兩個(gè)甚至多個(gè)高附加值產(chǎn)品，提高原料利用率，以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。