[发明专利]一种利用酶膜反应器制备燕麦抗氧化肽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用酶膜反应器制备燕麦抗氧化肽的方法。

背景技术

生物活性肽是蛋白质中20个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线形和环行结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质最复杂的多功能化合物，具有人体代谢和生理调节功能，食用安全性高，是当前国际食品界最热门的研究课题^[1]。随着生物科学技术的发展以及人们保健意识的加强，生物活性肽已成为目前制药和保健品行业的主要发展趋势。近些年来抗氧化剂在国内外得到了蓬勃的发展，用途也越来越广泛，不仅用于含脂肪食品的抗氧化防御，而且作为功能因子用于保健食品及化妆品等的开发(夏向东，吕飞杰，台建祥.抗氧化剂的功效及抗氧化活性的体外分析评价[J].食品科学，2001，22(1)：89-93.)，但是研究发现人工合成的抗氧化剂具有许多副作用(刘志先.合理使用食品添加剂[J].饮食与健康，1992，(3)：44-45.)，因此食源抗氧化肽的研究成为了各国的研究热点。

目前，酶解法是制备生物活性肽的最主要方法，因为水解过程仅使蛋白肽键断裂产生特定序列的肽段，而氨基酸的结构和构型保持不变，不会产生有毒和有害物质，具有安全性高、水解条件温和、过程易控制及仪器设备简单等独特的优势^[4]，同时，随着基因工程技术的进步和发酵工业的发展，酶解蛋白制备生物活性肽将成为一种主流。

目前，工业化水解蛋白制备生物活性肽的方式几乎都是间歇式生产，其存在很多不足之处，如酶的一次性使用、各批次产物性能不稳定、生产周期长及劳动强度大等，而酶膜反应器的使用则能很好地克服这些不足之处。酶膜反应器(Enzymatic Membrane Reactor，简称EMR)是把酶促反应与膜的选择性物质传递有效地结合在一起，即采用适当孔径的膜将酶和底物与产物分开，并使产物不断透过膜的一种反应设备，创造出有利于过程的热力学和动力学，实现了反应与分离的同步进行。同传统的化学反应器或其他酶反应器(如间歇反应器)等相比，酶膜反应器在结构设计和操作流程上的优点是比较明显的，如可连续操作、反应-分离相耦合、酶的循环再生及有效富集产物等(Giorno L，Drioli.Biocatalytic membrane reactors：applications perspectives[J].Trends in Biotechnology，2000，18(8)：339-349.)。随着基因工程以及材料科学的发展，酶的催化性能及膜的性能均得到逐步的改善和提高，再加上高效固定化技术的开发以及过程设计的不断优化，已使得酶膜反应器在生物、医药、化工、环保、食品工业等领域得到了越来越广泛的应用。但是，由于目前对酶膜反应器特性的认识还不够全面，其存在很多问题还待进一步研究和解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用酶膜反应器制备燕麦抗氧化肽的方法。

本发明所提供的制备燕麦抗氧化肽的方法，是在酶膜反应器中进行制备的，包括下述步骤：1)将燕麦麸蛋白溶液加入到所述酶膜反应器的酶解罐中，调节所述燕麦麸蛋白溶液的pH值为7.0～7.5，并加热至55℃～60℃；然后再将碱性蛋白酶(Alcalase)加入到所述酶解罐中，使燕麦麸蛋白与碱性蛋白酶在搅拌状态下反应2～4min；其中，所述燕麦麸蛋白溶液的质量浓度为2.5％-3％，所加入的碱性蛋白酶与所述燕麦麸蛋白溶液中燕麦麸蛋白的配比为(17000-18000)U/g_{燕麦麸蛋白}；

2)关闭所述酶膜反应器中超滤循环装置的超滤膜透过液出口，同时打开蠕动泵，使酶解液以45～50L/h的料液流量常压循环2～4min；

3)开启所述超滤膜透过液出口，使酶解液仍以45～50L/h的料液流量循环，调节超滤膜的操作压力为0.06～0.07MPa，进行酶解-膜分离耦联反应，反应过程中每隔30min向所述酶解罐中补加燕麦蛋白溶液和碱性蛋白酶维持反应体系体积恒定以及蛋白浓度、酶量恒定，，同时保持反应体系的pH值为7.0～7.5、温度为55℃～60℃，反应结束将收集的超滤膜透过液干燥，即得到所述燕麦抗氧化肽。

为了降低蠕动泵运转过程对酶造成的破坏，步骤2)中所述蠕动泵的转速可选择240-300rpm。同时，为了减少超滤膜对酶的吸附，可在使用前，用燕麦麸蛋白溶液对超滤膜进行预吸附处理。预吸附处理，即加酶之前关闭所述酶膜反应器中超滤循环装置的超滤膜透过液出口，同时打开蠕动泵，使燕麦蛋白溶液以45～50L/h的料液流量常压循环2～4min达到预吸附处理的目的。