具有降血压功能的玉米黄粉蛋白水解物的制备方法及用途

摘要

具有降血压功能的玉米黄粉蛋白水解物制备方法，该方法包括下述顺序的步骤：(1)玉米黄粉脱脂；(2)过筛；(3)加水调配；(4)超声波处理；(5)酶解；(6)离心；(7)过滤；(8)干燥。本发明所具有的优点是：利用聚能式超声波处理玉米黄粉混悬液并进行酶解，与相同酶解条件下常规酶解相比，超声处理后酶解产物对的ACE抑制率提高30～80％，产品得率提高30～70％。在酶解过程中使用Ca(OH)2溶液调节pH，避免引入可能升高人体血压的Na离子，简化了生产工艺，降低了成本。利用该方法制备得到的玉米黄粉蛋白水解物可用于制备降血压药物或者辅助调节血压功能的保健食品。

说明书

技术领域

本发明涉及植物蛋白开发利用领域，特指一种具有降血压功能的玉米黄粉蛋白水解物及其高效制备方法。

技术背景

玉米黄粉是淀粉工业的下脚料，蛋白质含量高达60％以上。由于水溶性差，组成复杂，口感粗糙，主要用于生产饲料或自然排放，造成极大的浪费和环境污染。玉米黄粉蛋白中含有高比例的Leu、Val、Ala等疏水性氨基酸和Pro、Glu等，很少含有Lys等碱性氨基酸。这种特殊氨基酸组成使玉米蛋白中含有大量活性肽片段，可以水解生成活性肽。

目前国内利用玉米黄粉生产活性肽已有报道。如中国发明专利“玉米蛋白高F值低聚肽的生产方法”(200510017037.6)利用玉米蛋白粉为原料生产高F值低聚肽，可用于肝病的辅助治疗；“玉米蛋白粉降血压多肽与分离方法及其应用”(200510104787.7)、“玉米蛋白粉多肽与分离方法及其应用”(200510136699.5)、“一种降血压多肽与分离方法及其应用”(200510136700.4)、已公开的发明专利“一种降血压活性肽产品的制备”(CN101130801)、都提到用玉米蛋白为原料生产具有降血压活性的多肽片段或多肽混合物，但是这些多肽都是用传统的酶解方法来生产的。玉米黄粉难溶于水，利用传统酶解方法生产存在水解速率较慢、过程较长、酶利用率低和生产成本较高等缺点。已公开的发明专利“一种提高玉米蛋白水解度和降解率的方法”(公开号：CN1710091)提到利用加热的办法来提高玉米蛋白的水解度和降解率，但没有提到产品可以用于辅助治疗高血压。

超声波是频率高于20kHz的弹性机械波，具有波动与能量的双重属性，在液体介质中形成空化作用，产生强大的冲击波和微射流，可以提高化学反应速度，促进大分子降解。已有有关超声促进糖类酶解的报道。如已公开的发明专利“一种利用超声波辅助酶解制备麦麸膳食纤维的方法”(公开号：CN101156684)利用超声促进淀粉酶解。“农作物秸秆生物转化制备琥珀酸工艺”(公开号：CN101215584)利用超声促进纤维素酶解。

本发明正是利用超声波对酶解的促进作用，来进行玉米蛋白水解物的生产方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有降血压功能的玉米黄粉蛋白水解物及其高效制备方法。

本发明的上述目的是通过以下手段来实现的：原料利用超临界CO₂脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。粉碎后的原料加5～20倍重量的水调配后进行超声波处理，超声波频率为20、22、25、28、33、40kHz中的一种或几种结合使用，超声功率500～2000W，整个超声过程中超声波以脉冲而非连续的形式发出，即超声工作一段时间若干秒再停止若干秒，以次往复，直至超声过程结束。超声工作/间歇时间1S:1S～10S:10S，料液初始温度20～45℃，超声时间20～80min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶中的一种或数种相结合使用，加酶量为原料质量的0.1～0.5％(蛋白酶活力符合QB/T1805.3—93中合格品的规定)，中性蛋白酶酶解温度55℃，pH6.0，碱性蛋白酶酶解温度60℃，pH8.5，木瓜蛋白酶酶解温度60℃，pH6.5，，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解结束后煮沸10min灭酶，若为多种酶联合使用则再调到另外一种酶的最适条件并加入该酶进行酶解，以此类推。酶解结束后煮沸10min灭酶。酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液喷雾干燥或冷冻干燥得到产品。

本发明所具有的优点是：利用聚能式超声波处理玉米黄粉混悬液并进行酶解，与相同酶解条件下常规酶解相比，超声处理后酶解产物对的ACE抑制率提高30～80％，产品得率提高20～80％。。在酶解过程中使用Ca(OH)₂溶液调节pH，避免引入可能升高人体血压的Na离子，简化了生产工艺，降低了成本。

附图说明

图1本发明生产具有降血压功能的玉米黄粉蛋白水解物的工艺路线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但本发明不限于下述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都属于本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

实施例1

原料利用超临界CO₂脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。称取上述原料50kg，加250kg的水调配后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20kHz的聚能式超声头4只，超声功率500W，超声工作/间歇时间1S/1S，料液初始温度20℃，超声时间80min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入中性蛋白酶0.25kg(蛋白酶活力符合QB/T 1805.3—93中合格品的规定)，温度55℃，pH6.0，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解200min后煮沸灭酶10min，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液喷雾干燥得到产品。

测定产品的得率(产品与原料的重量比率)和对ACE抑制率，具体测定方法如下：先将5μL的ACE加入10μL样品(0.35mg/ml产品溶液)在37℃下恒温5min，然后加入50μL的6.5mmol/LHip-His-Leu(用100mmol/L的硼酸盐缓冲液配制，含300mmol/L的NaCl，pH为8.3)，在37℃下恒温反应30min后加入85μL的1mol/LHCl溶液终止反应。用HPLC进行分析，记录对应组分峰面积，同时用10μL100mmol/L、pH为8.3的硼酸盐缓冲液作空白试验。

水解肽对ACE的抑制率可用下式计算：

$R=\frac{A-B}{A}\times 100\%$

式中：R——产品对ACE的抑制率；

      A——空白对照组Hip的峰面积；

      B——产品组Hip的峰面积。

对照试验：以粉碎的相同的玉米黄粉蛋白以与水1:10的重量比加入水中形成混悬液，在机械搅拌的条件下不施加超声提取5h，再按照上述相同酶解过程处理，酶解结束后，将酶解液煮沸灭酶10min，再自然冷却到室温，，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液喷雾干燥得到产品，测定产品的得率和对ACE抑制率。

经过测定，无超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为31.2％(w/w)和33.5％，有超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为47.4％(w/w)和57.9％，可见，在同等过程条件下采用超声波的酶解产物肽得率提高52％，0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率提高73％。

用80mg/250gbw的剂量一次性灌胃饲喂SHR(原发性高血压大鼠)，4小时后收缩压降低17.1±3.5mmHg。

实施例2

原料利用超临界CO₂脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。称取上述原料51.2kg，700kg的水调配后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20kHz的聚能式超声头4只，超声功率1000W，超声工作/间歇时间3S/3S，料液初始温度25℃，超声时间40min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入中性蛋白酶0.15kg(蛋白酶活力符合QB/T 1805.3—93中合格品的规定)，温度55℃，pH6.0，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解70min后煮沸灭酶10min，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液冷冻干燥得到产品。按实施例1的方法测定产品的得率(产品与原料的重量比率)和对ACE抑制率，同时和相同条件下未超声处理的原料酶解结果进行对比。

经过测定，无超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为30.2％(w/w)和37.4％，有超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为54.4％(w/w)和60.5％，可见，在同等过程条件下采用超声波的酶解产物肽得率提高80％，0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率提高62％。

80mg/250gbw的剂量一次性灌胃饲喂SHR(原发性高血压大鼠)，4小时后收缩压降低18.3±1.9mmHg。

实施例3

原料利用超临界CO₂脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。称取上述原料50kg，1000kg的水调配后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20kHz的聚能式超声头4只，超声功率2000W，超声工作/间歇时间10S/10S，料液初始温度45℃，超声时间20min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入中性蛋白酶0.05kg(蛋白酶活力符合QB/T 1805.3—93中合格品的规定)，温度55℃，pH6.0，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭酶10min，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液喷雾干燥得到产品。按实施例1的方法测定产品的得率(产品与原料的重量比率)和对ACE抑制率，同时和相同条件下未超声处理的原料酶解结果进行对比。

经过测定，无超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为37.2％(w/w)和47.4％，有超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为52.4％(w/w)和62.4％，可见，在同等过程条件下采用超声波的酶解产物肽得率提高41％，0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率提高32％。

80mg/250gbw的剂量一次性灌胃饲喂SHR(原发性高血压大鼠)，4小时后收缩压降低16.5±5.2mmHg。

实施例4

原料利用超临界CO₂脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。称取上述原料48.9kg，600kg的水调配后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为40kHz的聚能式超声头4只，超声功率500W，超声工作/间歇时间3S/3S，料液初始温度30℃，超声时间20min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入碱性蛋白酶0.25kg(蛋白酶活力符合QB/T 1805.3—93中合格品的规定)，温度60℃，pH8.5，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解120min后煮沸灭酶10min，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液喷雾干燥得到产品。按实施例1的方法测定产品的得率(产品与原料的重量比率)和对ACE抑制率，同时和相同条件下未超声处理的原料酶解结果进行对比。

经过测定，无超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为29.7％(w/w)和36.9％，有超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为51.6％(w/w)和60.4％，可见，在同等过程条件下采用超声波的酶解产物肽得率提高74％，0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率提高64％。

80mg/250gbw的剂量一次性灌胃饲喂SHR(原发性高血压大鼠)，4小时后收缩压降低19.1±3.3mmHg。

实施例5

原料利用超临界CO₂脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。称取上述原料53.7kg，800kg的水调配后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、40kHz的聚能式超声头各两只，超声功率1000W，超声工作/间歇时间3S/3S，料液初始温度30℃，超声时间20min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入木瓜蛋白酶0.18kg(蛋白酶活力符合QB/T 1805.3—93中合格品的规定)，温度60℃，pH6.5，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭酶10min，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液冷冻干燥得到产品。按实施例1的方法测定产品的得率(产品与原料的重量比率)和对ACE抑制率，同时和相同条件下未超声处理的原料酶解结果进行对比。

经过测定，无超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为34.2％(w/w)和38.8％，有超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为56.4％(w/w)和63.5％，可见，在同等过程条件下采用超声波的酶解产物肽得率提高65％，0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率提高64％。

80mg//250gbw的剂量一次性灌胃饲喂SHR(原发性高血压大鼠)，4小时后收缩压降低19.7±1.3mmHg。

实施例6

原料利用超临界CO₂脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。称取上述原料49.5kg，900kg的水调配后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、22、33、40kHz的聚能式超声头各1只，超声功率800W，超声工作/间歇时间5S/5S，料液初始温度30℃，超声时间20min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入中性蛋白酶0.16kg(蛋白酶活力符合QB/T 1805.3—93中合格品的规定)，温度55℃，pH6.0，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解50min后煮沸灭酶10min，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液喷雾干燥得到产品。按实施例1的方法测定产品的得率(产品与原料的重量比率)和对ACE抑制率，同时和相同条件下未超声处理的原料酶解结果进行对比。

经过测定，无超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为33.2％(w/w)和39.7％，有超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为52.1％(w/w)和62.3％，可见，在同等过程条件下采用超声波的酶解产物肽得率提高57％，0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率提高57％。

80mg//250gbw的剂量一次性灌胃饲喂SHR(原发性高血压大鼠)，4小时后收缩压降低17.6±3.9mmHg。

实施例7

原料利用超临界CO₂脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。称取上述原料53.5kg，800kg的水调配后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、22、33、40kHz的聚能式超声头各1只，超声功率600W，超声工作/间歇时间4S/4S，料液初始温度30℃，超声时间30min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入中性蛋白酶0.05kg(蛋白酶活力符合QB/T 1805.3—93中合格品的规定)温度55℃，pH6.0，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭酶10min，再加入0.06kg碱性蛋白酶，温度60℃，pH8.5，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解60min后煮沸灭酶，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液喷雾干燥得到产品。按实施例1的方法测定产品的得率(产品与原料的重量比率)和对ACE抑制率，同时和相同条件下未超声处理的原料酶解结果进行对比。

经过测定，无超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为35.6％(w/w)和41.4％，有超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为58.4％(w/w)和66.7％，可见，在同等过程条件下采用超声波的酶解产物肽得率提高64％，0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率提高61％。

80mg//250gbw的剂量一次性灌胃饲喂SHR(原发性高血压大鼠)，4小时后收缩压降低19.6±2.1mmHg。

实施例8

原料利用超临界CO2脱除油脂，萃取压力30MPa，萃取温度35℃，分离压力5MPa，分离温度40℃，萃取时间3h。脱脂后的原料粉碎，直至全部通过40目筛。称取上述原料52.5kg，700kg的水调配后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、22、33、40kHz的聚能式超声头各1只，超声功率500W，超声工作/间歇时间4S/4S，料液初始温度30℃，超声时间30min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入中性蛋白酶0.05kg(蛋白酶活力符合QB/T 1805.3—93中合格品的规定)温度55℃，pH6.0，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭酶10min，再加入0.06kg碱性蛋白酶，温度60℃，pH8.5，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解40min后煮沸灭酶10min，再加入0.06kg木瓜蛋白酶，温度60℃，pH6.5，酶解过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)₂溶液以中和水解过程中产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭酶酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，酶解液喷雾干燥得到产品。按实施例1的方法测定产品的得率(产品与原料的重量比率)和对ACE抑制率，同时和相同条件下未超声处理的原料酶解结果进行对比。

经过测定，无超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为44.8％(w/w)和45.7％，有超声处理的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率分别为61.2％(w/w)和69.7％，可见，在同等过程条件下采用超声波的酶解产物肽得率提高37％，0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率提高53％。

80mg//250gbw的剂量一次性灌胃饲喂SHR(原发性高血压大鼠)，4小时后收缩压降低19.3±2.7mmHg。

实施例与对照试验的效果对比见表1

表1  实施例与对照试验的酶解产物得率和0.35mg/ml溶液对ACE的抑制率比较