專利名稱：一種利用連續(xù)型酶膜反應(yīng)器制備的乳清蛋白降血壓肽及其專用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用連續(xù)型酶膜反應(yīng)器制備的乳清蛋白降血壓肽及其專用裝置。
背景技術(shù)：
目前全球有近10億人患高血壓，到2025年還將有另外5億人加入此寂靜殺手的 行列，高血壓是21世紀(jì)對(duì)人體危害最大的慢性疾病。這種所謂的"富貴病"已經(jīng)不再是西 方國(guó)家的"專利"，甚至連部分經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的非洲國(guó)家也變成了高血壓的"流行區(qū)"。現(xiàn)在， 每年因?yàn)楦哐獕阂l(fā)心臟病而喪生的人數(shù)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)。 從天然蛋白中提取具有營(yíng)養(yǎng)性和生理活性的多肽，并將其運(yùn)用到保健食品和強(qiáng)化 營(yíng)養(yǎng)的食品中，不但能夠全面利用食品中的優(yōu)質(zhì)蛋白，并且能夠提高蛋白原料的附加值。乳 清蛋白作為干酪產(chǎn)品的副產(chǎn)物，目前已經(jīng)被人們?cè)絹?lái)越重視，其水解產(chǎn)物的降血壓活性已 經(jīng)得到廣泛關(guān)注。新西蘭的拉爾夫_克里斯蒂安 施洛特豪爾在專利01818725中利用多 種酶水解乳清濃縮蛋白，得到了降血壓多肽，證明了制備乳清蛋白源降血壓肽的可行性，但 其采用的是傳統(tǒng)的酶解方式。查閱國(guó)內(nèi)外專利及文獻(xiàn)顯示，目前已經(jīng)有利用分步酶解技術(shù) 酶解酪蛋白、苜蓿蛋白、大豆蛋白等制備活性肽的公開(kāi)專利，但不能實(shí)現(xiàn)蛋白酶解與活性肽 分離同步進(jìn)行，酶用量大且不能回收利用，難以連續(xù)化生產(chǎn)。但是，利用連續(xù)型酶膜生物反 應(yīng)器水解乳清蛋白，并不斷補(bǔ)料以生產(chǎn)乳清蛋白降血壓肽的生產(chǎn)裝置與工藝尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種連續(xù)型酶膜反應(yīng)器及其應(yīng)用。 本發(fā)明所提供的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器，其組成包括反應(yīng)槽4、超濾膜組件5、循環(huán)系 統(tǒng)7和收集槽9，所述反應(yīng)槽4與所述超濾膜組件5通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)7相連接；所述連續(xù)型酶 膜反應(yīng)器的組成還包括供料槽6，所述供料槽6與所述反應(yīng)槽4通過(guò)管道相連接，所述管道 上設(shè)置蠕動(dòng)泵10。 本發(fā)明的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器的組成還可包括反沖系統(tǒng)8，所述反沖循環(huán)系統(tǒng)8由 管道、蠕動(dòng)泵13、控制閥門(mén)14、壓力表15和控制閥門(mén)16組成；所述控制閥門(mén)14和蠕動(dòng)泵 13依次設(shè)置在連接收集槽9出口與超濾膜組件5入口的管道上，所述壓力表15和控制閥門(mén) 16依次設(shè)置在連接超濾膜組件5出口與收集槽9入口的管道上；所述收集槽9與超濾膜組 件5通過(guò)反沖循環(huán)系統(tǒng)8相連接。其中，在本發(fā)明的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器中收集槽9也作為 反沖罐使用。 其中，所述反應(yīng)槽4中設(shè)置有pH計(jì)1和攪拌子2，且所述反應(yīng)槽4置于恒溫水浴 鍋3中。所述循環(huán)系統(tǒng)7由管道、控制閥門(mén)11、蠕動(dòng)泵12、壓力表17和控制閥門(mén)18組成， 所述控制閥門(mén)11、蠕動(dòng)泵12依次設(shè)置在連接反應(yīng)槽出口與超濾膜組件入口的管道上，所述 壓力表17和控制閥門(mén)18依次設(shè)置在連接超濾膜組件入口與連接反應(yīng)槽出口的管道上。所 述超濾膜組件5中的超濾膜可為中空纖維膜。
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本發(fā)明所提供的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器可用于制備乳清蛋白降血壓肽。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種乳清蛋白降血壓肽及其制備方法。
本發(fā)明所提供的乳清蛋白降血壓肽是按照下述方法制備得到的在本發(fā)明所提的 連續(xù)型酶膜反應(yīng)器中，利用蛋白酶酶解乳清蛋白，得到所述乳清蛋白降血壓肽。
具體制備方法如下將質(zhì)量濃度為2% 8%的乳清蛋白溶液水化后加入所述連 續(xù)型酶膜反應(yīng)器的反應(yīng)槽4中，然后將所述蛋白酶也加入反應(yīng)槽4中，使乳清蛋白和蛋白酶 進(jìn)行酶解反應(yīng)；利用蠕動(dòng)泵12控制循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)流速為11. 4 44. 8L/h，使酶解反應(yīng)液 進(jìn)入超濾膜組件5 ;所述超濾膜組件5中的超濾膜將酶解產(chǎn)物在線分離，得到的超濾液進(jìn)入 收集槽9，超濾膜截留物循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)槽4中繼續(xù)進(jìn)行酶解-膜分離耦聯(lián)反應(yīng)；制備過(guò)程中 供料槽6中裝有質(zhì)量濃度為2% 4%的乳清蛋白溶液，超濾開(kāi)始后，利用蠕動(dòng)泵10向反應(yīng) 槽4中連續(xù)補(bǔ)充乳清蛋白溶液；持續(xù)進(jìn)行酶解_膜分離耦聯(lián)反應(yīng)3 10h，反應(yīng)結(jié)束后將收 集槽5中的超濾液干燥，即得到所述乳清蛋白降血壓肽。 反應(yīng)一段時(shí)間后，當(dāng)超濾膜組件5中超濾膜的膜通量下降至少50%時(shí)，關(guān)閉蠕動(dòng) 泵10，12，關(guān)閉閥門(mén)ll，打開(kāi)閥門(mén)14，控制蠕動(dòng)泵13直接循環(huán)超濾液，利用閥門(mén)18調(diào)節(jié)反沖 壓力，反沖一段時(shí)間后，恢復(fù)到前一狀態(tài)下工作，使膜始終保持較好的運(yùn)行狀態(tài)且連續(xù)酶膜 反應(yīng)器不間斷的工作。反沖系統(tǒng)的循環(huán)流速為20 100L/h，反沖壓力為0. 04 0. lMPa。
其中，對(duì)所述蛋白溶液進(jìn)行水化的條件為將所述乳清蛋白溶液調(diào)節(jié)pH值到 7. 0 8. 5，然后在75°C 85。C的條件下攪拌15 20min。 所述乳清蛋白和蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為20 60°C ;所述酶解反應(yīng)中， 蛋白酶的加入量為2000 4000U蛋白酶/g乳清蛋白(1U定義為40°C下每分鐘水解酪蛋白 產(chǎn)生lPg酪氨酸的量)。 所述超濾膜組件5中超濾膜的截留分子量為3000 10000Da，超濾壓力為0. 02 1. 0MPa。 制備過(guò)程中通過(guò)蠕動(dòng)泵10向反應(yīng)槽4中連續(xù)補(bǔ)充乳清蛋白溶液的量是通過(guò)測(cè)定 每小時(shí)收集的超濾液的量來(lái)確定的，補(bǔ)料濃度則是通過(guò)測(cè)定超濾液中的蛋白質(zhì)含量確定 的，即出多少產(chǎn)物補(bǔ)多少量。 在上述制備過(guò)程中，持續(xù)進(jìn)行的酶解-膜分離耦聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間是通過(guò)延長(zhǎng)監(jiān) 測(cè)時(shí)間，測(cè)定不同時(shí)間段產(chǎn)物的抗ACE活性及此時(shí)的產(chǎn)率決定的。當(dāng)所得產(chǎn)物的ACE抑制 率大于80%，且產(chǎn)率大于70%時(shí)，可停止反應(yīng)。 上述酶膜反應(yīng)器運(yùn)行完畢后，對(duì)超濾膜組件5可以20 100L/h循環(huán)流速U， 0. 04 0. lMPa操作A P，運(yùn)行反沖系統(tǒng)。經(jīng)純水反沖2h后，其膜通量恢復(fù)率為93. 18% ，經(jīng) 0. 05M 0. 5M Na0H溶液反沖處理后，其通量恢復(fù)率達(dá)98. 89 % 。 本發(fā)明所提供的乳清蛋白降血壓肽其血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)抑制活性達(dá)到 80%以上，蛋白回收率達(dá)70%以上。 采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的乳清蛋白降血壓肽可以添加到各種大宗食品或直接作
為保健品功能成分，用于食源性降血壓食品及保健品的制制備。 本發(fā)明中所使用的蛋白酶具體可為堿性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。 本發(fā)明中所使用的乳清蛋白具體可為乳清濃縮蛋白(WPC)或乳清分離蛋白
(WPI)。
乳清濃縮蛋白(WPC)是通過(guò)物理分離技術(shù)如沉淀、過(guò)濾和離子交換等從液體乳清 生產(chǎn)而來(lái)。 乳清分離蛋白(WPI)是通過(guò)物理和化學(xué)分離技術(shù)如過(guò)濾和離子交換生產(chǎn)而來(lái)的。
本發(fā)明將乳清蛋白經(jīng)溶解、水化等預(yù)處理后，采用蛋白酶解與膜分離耦聯(lián)的技術(shù) 制備降血壓肽。酶膜反應(yīng)器在運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，連續(xù)工作10h其超濾量未 出現(xiàn)明顯下降。蛋白回收率達(dá)70%以上，ACE抑制率達(dá)80X以上。此外，本發(fā)明的酶膜反 應(yīng)器中還設(shè)置有反沖裝置，制備過(guò)程中，超濾膜工作一段時(shí)間后，可隨時(shí)開(kāi)啟反沖裝置利用 超濾液對(duì)超濾膜進(jìn)行反沖，使得體系產(chǎn)率維持在較高水平。本發(fā)明采用的補(bǔ)料、酶解_分離 耦聯(lián)的連續(xù)反應(yīng)體系，可不斷將反應(yīng)產(chǎn)物移出，有效地消除了產(chǎn)物對(duì)蛋白酶活的抑制作用， 減少了傳統(tǒng)分步酶解反應(yīng)的繁瑣操作步驟，生產(chǎn)效率高；還可以實(shí)現(xiàn)蛋白酶循環(huán)利用、水解 徹底，不僅可以大大提高蛋白酶的利用效率，且目標(biāo)產(chǎn)物得率高、穩(wěn)定性強(qiáng)；該方法能節(jié)約 生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，更適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。 與傳統(tǒng)的酶解反應(yīng)相比，本發(fā)明所提供的連續(xù)型酶膜生物反應(yīng)器體系有著獨(dú)特的 優(yōu)勢(shì)1、酶膜反應(yīng)器是一種連續(xù)的反應(yīng)體系，可連續(xù)將反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)區(qū)域移出，有效地消 除產(chǎn)物對(duì)酶的抑制；2、酶可重復(fù)利用，有利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；3酶采用流動(dòng) 機(jī)制，避免了固定化產(chǎn)生的不利影響，使酶始終處在最高的反應(yīng)活性條件；4、酶膜反應(yīng)不需 要加熱使酶滅活，因此不會(huì)因熱反應(yīng)生成有害物質(zhì)；5、實(shí)現(xiàn)了對(duì)流傳質(zhì)，強(qiáng)化了傳質(zhì)速率， 提高了反應(yīng)速率；6設(shè)備費(fèi)用及操作費(fèi)用均低，運(yùn)行過(guò)程簡(jiǎn)單，制備的降血壓肽活性較高， 酶膜反應(yīng)器耐受性好，便于工業(yè)化生產(chǎn)；7、清洗方式簡(jiǎn)單，便于推廣。


圖1為本發(fā)明所提供的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下的實(shí)施例便于更好地理解本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn) 方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為自 常規(guī)生化試劑商店購(gòu)買得到的。 下述實(shí)施例中所用的乳清濃縮蛋白(WPC)，購(gòu)于Hilmar 公司，名稱為Hilmar 8000乳清濃縮蛋白，含82. 5 %的蛋白，5. 4%的乳糖，5. 0 %的脂肪，5. 0 %的水分，3. 4 %的 灰分。下述實(shí)施例中所用的乳清分離蛋白(WPI)也購(gòu)于Hilmar 公司，名稱為Hilmar 9400。 下述實(shí)施例在本發(fā)明所提供的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器中進(jìn)行，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所 示，具體操作為將一定濃度的乳清蛋白溶液加入到反應(yīng)槽4中，調(diào)節(jié)反應(yīng)槽4中蛋白溶液 的pH值及溫度，打開(kāi)閥門(mén)11，18，利用蠕動(dòng)泵12調(diào)節(jié)循環(huán)流速，此時(shí)關(guān)閉閥門(mén)14，利用閥門(mén) 18調(diào)節(jié)跨膜壓力，然后打開(kāi)閥門(mén)16收集濾液；此時(shí)跨膜壓力為(P17-P15)。超濾開(kāi)始后，利 用蠕動(dòng)泵IO調(diào)節(jié)物料供給速度，使反應(yīng)槽中物料始終處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)；反應(yīng)一段時(shí)間 后(膜通量下降到初始膜通量的50%以下)，關(guān)閉蠕動(dòng)泵10，12，關(guān)閉閥門(mén)ll，打開(kāi)閥門(mén)14， 控制蠕動(dòng)泵13直接循環(huán)超濾液，利用閥門(mén)18調(diào)節(jié)反沖壓力(P15-P17)，反沖一段時(shí)間后，恢 復(fù)到最初狀態(tài)下工作，使膜始終保持較好的運(yùn)行狀態(tài)且連續(xù)酶膜反應(yīng)器不間斷的工作。
實(shí)施例1、制備乳清蛋白降壓肽 配制質(zhì)量濃度為2 %的乳清濃縮蛋白溶液，經(jīng)水化后(水化條件為將WPC溶液調(diào) 節(jié)pH到7. 5，然后在85°C的條件下水化連續(xù)攪拌20min)向連續(xù)型酶膜反應(yīng)器的反應(yīng)槽4 中加入2L WPC溶液，控制反應(yīng)槽溫度為40°C ，然后按照2000U蛋白酶/g乳清蛋白的比例將 80kU堿性蛋白酶(購(gòu)于北京市房山酶制劑總廠)加入反應(yīng)槽4中進(jìn)行酶解反應(yīng)；打開(kāi)閥門(mén) 11，18，利用蠕動(dòng)泵12調(diào)節(jié)循環(huán)流速為12. 5L/h，此時(shí)關(guān)閉閥門(mén)14，利用閥門(mén)18調(diào)節(jié)跨膜壓 力為0. 02MPa (即壓力表17顯示的壓力)，使酶解反應(yīng)液進(jìn)入超濾膜組件3，超濾膜組件3中 的超濾膜將酶解產(chǎn)物在線分離，超濾膜截留物循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)槽4中繼續(xù)進(jìn)行酶解_膜分離 耦聯(lián)反應(yīng)；制備過(guò)程中供料槽6中裝有質(zhì)量濃度為2%的乳清蛋白溶液，通過(guò)蠕動(dòng)泵10不 斷向反應(yīng)槽補(bǔ)充乳清蛋白溶液；持續(xù)進(jìn)行酶解-膜分離耦聯(lián)反應(yīng)10h(連續(xù)收集10h，測(cè)定 不同時(shí)段的超濾液的抗ACE活性，以確定最佳時(shí)段的抗ACE活性，活性的測(cè)定則取用的最高 狀態(tài)的產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)定。)，超濾膜通量的變化率為_(kāi)4.82% +5.05%，較為穩(wěn)定。反應(yīng)結(jié)束 后將收集槽9中的超濾液在經(jīng)冷凍干燥或噴霧干燥，即得到78. 33g乳清蛋白降血壓肽。蛋 白回收率為78. 33%，所得到的乳清蛋白降壓肽的ACE抑制率最高可達(dá)81. 25%。
ACE抑制活性測(cè)定參照文獻(xiàn)(Cushman， D. W. ， Cheung, H. S. Concentrations ofangiotensin—converting enzyme in tissues of the rat， BBA—Enzymology 1971 ; 250(1) :261-265)的方法進(jìn)行，并根據(jù)具體情況對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行了一定改進(jìn)。
具體方法如下:50,1/L磷酸鹽緩沖液(pH 8. 3)，含300,1/L NaCl ;5,1/ LHHL(馬脲酰組氨酰亮氨酸)(溶解于緩沖液中)；50mU/mL ACE (溶解于緩沖液中)。樣品 50iiL與25iiL ACE溶液混合，37t:反應(yīng)10min。加入50 y L HHL溶液，37。C反應(yīng)30min后， 加入150iiL IN HC1終止反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。反應(yīng)中馬尿酸生成量采用HPLC法測(cè)定，色 譜條件為:進(jìn)樣量20ii L ;柱條件C18(4. 6X250線5mm ;Phenome證，Torrance, CA， USA); 流動(dòng)相水甲醇(0. 1% TFA) =5:5 ;流速lmL/min ;檢測(cè)波長(zhǎng)228nm。
ACE抑制率(％) = (B-A)/(B-C) 其中，A為抑制反應(yīng)的峰面積(樣品)；B為完全反應(yīng)的峰面積(對(duì)照)；C為先加 入HC1的，ACE不與HHL反應(yīng)的峰面積(空白)) 反應(yīng)完畢后，對(duì)超濾膜按照?qǐng)D1中所述的反沖裝置，將超濾液轉(zhuǎn)移出來(lái)后，在收集 槽9中加入去離子水進(jìn)行反沖清洗，反沖2h后，其膜通量恢復(fù)率為96. 54% 。此時(shí)的反沖條 件為以34. 2L/h循環(huán)流速U， 0. 04MPa操作A P，運(yùn)行反沖系統(tǒng)。
實(shí)施例2、制備乳清蛋白降壓肽 選取質(zhì)量濃度為5%的乳清濃縮蛋白溶液，經(jīng)水化后取2L加入到連續(xù)酶膜反應(yīng)器 的反應(yīng)槽中，控制溫度為5(TC，按照2000U蛋白酶/g乳清蛋白的比例加入200kU堿性蛋白 酶(購(gòu)于北京市房山酶制劑總廠)；循環(huán)流速在34.2L/h，調(diào)節(jié)跨膜壓力為0.08MPa，超濾膜 截留分子量為10000Da，超濾過(guò)程不斷補(bǔ)料(補(bǔ)料濃度為2. 5% )。連續(xù)酶解10h后其膜通 量的變化率為_(kāi)4. 58% +3. 78% ，較為穩(wěn)定。蛋白回收率為81. 43% ，得到的乳清蛋白降血 壓肽的ACE抑制率為83. 18%。清洗方式采用實(shí)施例1中的清洗方式。
實(shí)施例3、制備乳清蛋白降壓肽 選取質(zhì)量濃度為8%的乳清分離蛋白溶液，經(jīng)水化后取2L加入到連續(xù)酶膜反應(yīng) 器的反應(yīng)槽中，按照2000U蛋白酶/g乳清蛋白的比例加入320kU堿性蛋白酶(購(gòu)于北京市房山酶制劑總廠)；循環(huán)流速在44. 2L/h，調(diào)節(jié)跨膜壓力為0. 08MPa，超濾膜截留分子量 為10000Da，超濾過(guò)程不斷補(bǔ)料(補(bǔ)料濃度為3% )。連續(xù)酶解10h后其膜通量的變化率 為-11. 82 +11. 91 %，較為穩(wěn)定。蛋白回收率為85. 21 %，得到的乳清蛋白源降血壓肽的 ACE抑制率為81. 08%。清洗方式采用實(shí)施例1中的清洗方式。
實(shí)施例4、制備乳清蛋白降壓肽 選取質(zhì)量濃度為5%的乳清濃縮蛋白溶液，經(jīng)水化后取2L加入到連續(xù)酶膜反應(yīng) 器的反應(yīng)槽中，按照3000U蛋白酶/g乳清蛋白的比例加入300kU堿性蛋白酶(購(gòu)于北京 市房山酶制劑總廠)；循環(huán)流速在38. 2L/h，調(diào)節(jié)跨膜壓力為0. 08MPa，超濾膜截留分子量 為6000Da，超濾過(guò)程不斷補(bǔ)料(補(bǔ)料濃度為2. 5% )。連續(xù)酶解10h后其膜通量的變化率 為-6. 51 % +3. 88 % ，較為穩(wěn)定。蛋白回收率為78. 43 % ，得到的乳清蛋白源降血壓肽的 ACE抑制率為88. 18%。清洗方式采用實(shí)施例1中的清洗方式。
實(shí)施例5、制備乳清蛋白降壓肽 選取質(zhì)量濃度為5%的乳清濃縮蛋白溶液，經(jīng)水化后取2L加入到連續(xù)酶膜反應(yīng)器 的反應(yīng)槽中，按照4000U蛋白酶/g乳清蛋白的比例加入400KU堿性蛋白酶(購(gòu)于北京市 房山酶制劑總廠)，循環(huán)流速在34. 2L/h，調(diào)節(jié)跨膜壓力為0. 04MPa，超濾膜截留分子量為 5000Da，超濾過(guò)程不斷補(bǔ)料(補(bǔ)料濃度為3. 5% )。連續(xù)酶解3h后其膜通量的下降程度為 51. 23%，然后利用超濾液對(duì)其在循環(huán)流速68. 4L/h，反沖壓力AP = 0. 04MPa下反沖15min 后，膜通量恢復(fù)率達(dá)91.23%。然后依據(jù)超濾3h，反沖lh，3.5X乳清濃縮蛋白的補(bǔ)料速度， 最后連續(xù)反應(yīng)超過(guò)12h后，蛋白回收率為79. 13X，得到的乳清蛋白源降血壓肽的ACE抑制 率為90. 11%。
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權(quán)利要求
一種連續(xù)型酶膜反應(yīng)器，其組成包括反應(yīng)槽(4)、超濾膜組件(5)、循環(huán)系統(tǒng)(7)和收集槽(9)，所述反應(yīng)槽(4)與所述超濾膜組件(5)通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)(7)相連接，其特征在于所述連續(xù)型酶膜反應(yīng)器的組成還包括供料槽(6)，所述供料槽(6)與所述反應(yīng)槽(4)通過(guò)管道相連接，所述管道上設(shè)置蠕動(dòng)泵(10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器，其特征在于所述連續(xù)型酶膜反應(yīng)器的 組成還包括反沖系統(tǒng)(8)，所述反沖循環(huán)系統(tǒng)(8)由管道、蠕動(dòng)泵(13)、控制閥門(mén)(14)、壓力 表(15)和控制閥門(mén)(16)組成；所述收集槽(9)與超濾膜組件(5)通過(guò)反沖循環(huán)系統(tǒng)(8) 相連接；所述控制閥門(mén)(14)和蠕動(dòng)泵(13)依次設(shè)置在連接收集槽(9)出口與超濾膜組件 (5)入口的管道上，所述壓力表(15)和控制閥門(mén)(16)依次設(shè)置在連接超濾膜組件(5)出口 與收集槽(9)入口的管道上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)槽(4)中設(shè)置 有pH計(jì)(1)和攪拌子(2)，且所述反應(yīng)槽(4)置于恒溫水浴鍋(3)中；所述循環(huán)系統(tǒng)(7)由 管道、控制閥門(mén)(11)、蠕動(dòng)泵(12)、壓力表(17)和控制閥門(mén)(18)組成，所述控制閥門(mén)(11)、 蠕動(dòng)泵(12)依次設(shè)置在連接反應(yīng)槽出口與超濾膜組件入口的管道上，所述壓力表(17)和 控制閥門(mén)(18)依次設(shè)置在連接超濾膜組件入口與連接反應(yīng)槽出口的管道上；所述超濾膜 組件(5)中的超濾膜為中空纖維膜。
4. 權(quán)利要求1-3中任一所述的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器在制備乳清蛋白降血壓肽中的應(yīng)用。
5. —種制備乳清蛋白降血壓肽的方法，其特征在于在權(quán)利要求1-3中任一所述的連 續(xù)型酶膜反應(yīng)器中，利用蛋白酶酶解乳清蛋白，得到所述乳清蛋白降血壓肽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于將質(zhì)量濃度為2% _8%的乳清蛋白溶液 水化后加入所述連續(xù)型酶膜反應(yīng)器的反應(yīng)槽4中，然后將所述蛋白酶也加入反應(yīng)槽4中， 使乳清蛋白和蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)；利用蠕動(dòng)泵12控制循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)流速為11. 4 44. 8L/h，使酶解反應(yīng)液進(jìn)入超濾膜組件5 ;所述超濾膜組件5中的超濾膜將酶解產(chǎn)物在線 分離，得到的超濾液進(jìn)入收集槽9，超濾膜截留物循環(huán)進(jìn)入反應(yīng)槽4中繼續(xù)進(jìn)行酶解_膜分 離耦聯(lián)反應(yīng)；制備過(guò)程中供料槽6中裝有質(zhì)量濃度為2% 4%的乳清蛋白溶液，超濾開(kāi)始 后，利用蠕動(dòng)泵18向反應(yīng)槽4中連續(xù)補(bǔ)充乳清蛋白溶液；持續(xù)進(jìn)行酶解-膜分離耦聯(lián)反應(yīng) 3 10h，反應(yīng)結(jié)束后將收集槽5中的超濾液干燥，即得到所述乳清蛋白降血壓肽。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于對(duì)所述乳清蛋白溶液進(jìn)行水化的條件 為將所述乳清蛋白溶液調(diào)節(jié)pH值到7. 0 8. 5，然后在75°C 85。C的條件下攪拌15 20min ;所述乳清蛋白和蛋白酶進(jìn)行酶解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為20 60°C ;所述酶解反應(yīng)中，蛋白 酶的加入量為2000 4000U蛋白酶/g乳清蛋白；所述超濾膜組件5中超濾膜的截留分子量為3000Da 10000Da，超濾壓力為0. 02 1. OMPa ;所述乳清蛋白為乳清濃縮蛋白或乳清分離蛋白；所述蛋白酶為堿性蛋白酶、胰蛋白酶 或木瓜蛋白酶。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于在權(quán)利要求2或3所述的連續(xù)型酶 膜反應(yīng)器中制備乳清蛋白降血壓肽，反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)超濾膜組件5中超濾膜的膜通量下降 至初始膜通量的50%或50%以下時(shí)，開(kāi)啟反沖系統(tǒng)，利用超濾液對(duì)所述超濾膜進(jìn)行反沖，反沖系統(tǒng)的循環(huán)流速為20 100L/h，反沖壓力為0. 04 0. lMPa。
9. 權(quán)利要求5-8中任一所述方法制備得到的乳清蛋白降血壓肽。
10. 權(quán)利要求9所述的乳清蛋白降血壓肽在制備降血壓食品或保健品中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用連續(xù)型酶膜反應(yīng)器制備的乳清蛋白降血壓肽及其專用裝置。本發(fā)明所提供的連續(xù)型酶膜反應(yīng)器，其組成包括反應(yīng)槽(4)、超濾膜組件(5)、循環(huán)系統(tǒng)(7)和收集槽(9)，所述反應(yīng)槽(4)與所述超濾膜組件(5)通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)(7)相連接，所述連續(xù)型酶膜反應(yīng)器的組成還包括供料槽(6)，所述供料槽(6)與所述反應(yīng)槽(4)通過(guò)管道相連接，所述管道上設(shè)置蠕動(dòng)泵(10)。乳清蛋白經(jīng)溶解、水合等預(yù)處理后，在上述連續(xù)性酶膜反應(yīng)器中，采用蛋白酶解與膜分離耦聯(lián)的技術(shù)制備降血壓肽。酶膜反應(yīng)器在運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，連續(xù)工作12h其超濾量始終保持在90％以上。蛋白回收率達(dá)78％以上，ACE抑制率最高可達(dá)90.11％。
文檔編號(hào)C07K14/76GK101724555SQ20091024334
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者毛學(xué)英, 王磊, 陳耿華 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)