本发明专利技术涉及一种超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法及其应用，包括以下步骤：以蛋白悬浮液先经超声波预处理；然后经Alcalase碱性蛋白酶酶解收集上清液，透析除盐、冷冻干燥，得到抗冻多肽。本发明专利技术采用超声波预处理，再通过控制酶解条件，制备得到的抗冻多肽热滞活性提高了1.10~2.40倍，冰重结晶抑制活性得到了提高，表面疏水能力提高了1.94~3.68倍，α~螺旋和β~折叠分别提高了1.17~1.35倍和1.01~1.12倍。本发明专利技术采用超声波暴露蛋白中抗冻活性位点，采用有限酶解法定向制备高活性植物源抗冻肽，节约酶解时间，得到的抗冻多肽对冷冻面团、酵母具有良好的冷冻保护作用。酵母具有良好的冷冻保护作用。酵母具有良好的冷冻保护作用。
【技术实现步骤摘要】
一种超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法及其应用
[0001]本专利技术属于植物蛋白深加工
，具体涉及一种超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法和植物源抗冻多肽的应用。
技术介绍
[0002]抗冻蛋白(Antifreeze proteins，AFP)因具有抑制冰晶生长和重结晶而保持冷冻产品品质的特点而受到广泛关注。最新研究结果表明：抗冻蛋白活性的表达并不是整体蛋白质都在起作用，而只是与局部的特异性多肽链结构域有关。通过酶解蛋白副产物获得安全的、结构紧凑的特异性高活性抗冻多肽成为新兴的研究热点。但是，农产品加工中产生的蛋白副产物，在加工过程中由于热、高压、机械挤压、剪切等物理因素发生了高度变形，且由于其溶解性低、极易吸水膨胀和分散性较差，在酶解过程中严重影响了抗冻多肽活性片段的释放和酶解产物的活性。如何通过对底物蛋白分子结构的靶向调控，定向获得高活性的抗冻多肽活性片段，是突破抗冻多肽应用局限，大幅提升冷冻食品品质的关键。
技术实现思路
[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法，属于新型物理改性技术，采用该方法处理植物源蛋白可显著改善蛋白的功能特性、提高抗冻活性和高效制备抗冻多肽的作用。
[0004]为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种超声波辅助酶解制备抗冻多肽的方法，将蛋白按照质量分数为1～5％配制成悬浮液，然后进行超声波预处理，改善蛋白分子结构，靶向暴露抗冻活性部位(蛋白质疏水性氨基酸，其中主要以Val、Met、Leu、Pro和Glu几种氨基酸为主、α～螺旋和β～折叠等抗冻活性部位)，然后对蛋白进行有限酶解得到高活性的植物源抗冻多肽。
[0006]进一步地，在上述技术方案中，所述蛋白采用谷朊蛋白、亚麻籽粕蛋白或青稞麸皮蛋白。
[0007]进一步地，在上述技术方案中，所述超声波预处理的超声波频率为20～60 kHz，超声功率密度为50～200W/L，处理时间为5～20min。
[0008]进一步地，在上述技术方案中，超声波工作模式为平板式、探头式或协同式，所述协同式为平板式联合探头式。
[0009]进一步地，在上述技术方案中，平板式超声时间5～20min，超声功率密度 50～200W/L，超声波预处理温度30～50℃，超声波频率20～60kHz；
[0010]进一步地，在上述技术方案中，探头式超声工作时间10～15min，超声功率密度50～150W/L，超声波处理温度30～40℃，超声波频率20～40kHz；
[0011]进一步地，在上述技术方案中，协同式超声工作时间10～15min，超声功率密度100～150W/L，超声波处理温度35～40℃，超声波频率20～35kHz。
[0012]进一步地，在上述技术方案中，所述探头式超声波预处理的具体操作为：将超声波
探头伸入蛋白悬浮液中并开启超声波，对其进行处理，所述超声波探头在蛋白悬浮液中的伸入深度为2～4cm，超声波探头的直径为0.2～0.5cm。
[0013]进一步地，在上述技术方案中，超声波预处理后的蛋白悬浮液采用Alcalase 蛋白酶进行酶解，酶解的条件具体为：pH 8.0～9.0，温度45～55℃，以酶底比为 6080U/g的比例加入Alcalase蛋白酶，有限酶解时间30～120min，优选60
‑
90min。
[0014]进一步地，在上述技术方案中，还包括，在酶解法去除植物性纤维组织多糖后，对酶解后的蛋白悬浮液进行纯化处理，纯化处理具体操作为：调节蛋白悬浮液的pH值为8.0～9.0，并在48～52℃下搅拌30～120min，100℃水浴10min 灭酶，待冷却，离心收集上清液，调节上清液的pH值为6.8～7.2。
[0015]进一步地，在上述技术方案中，将离心收集的上清液在4℃去离子水中透析 24h，除盐、冷冻干燥、研磨过80～100目筛，得植物源抗冻多肽。
[0016]本专利技术还提供利用所述的方法制得的植物源抗冻多肽。
[0017]本专利技术还提供所述的植物源抗冻多肽在冷冻面团、酵母、肉糜中作为冷冻保护剂的应用，具有良好的冷冻保护效果。
[0018]本专利技术的有益效果：超声波产生的空穴效应使蛋白分子内部疏水基团暴露到分子表面，一定时间的超声波预处理可对蛋白质的分子结构进行有效调控。本专利技术采用超声波技术对谷朊蛋白、亚麻籽粕蛋白、青稞麸皮蛋白等副产物蛋白进行预处理，调控蛋白分子结构，利用有限酶解技术对其定向酶解，显著缩短酶解时间，获取高活性的抗冻多肽。
[0019](1)本专利技术以谷朊蛋白、亚麻籽蛋白、青稞蛋白为原料，通过差示热量扫描仪、光学显微镜等手段，研究不同超声波预处理对抗冻多肽的热滞活性、冰重结晶抑制活性、分子量分布、氨基酸组成以及表面疏水性的影响规律。结果表明：制备得到的抗冻多肽热滞活性提高了1.10～2.40倍，冰重结晶抑制活性得到了提高，表面疏水能力提高了1.94～3.68倍，α～螺旋和β～折叠分别提高了 1.17～1.35倍和1.01～1.12倍，且协同式超声工作模式优于单个工作模式。本专利技术采用超声波暴露蛋白中抗冻活性位点(疏水性氨基酸和α～螺旋)，采用有限酶解法定向制备高活性植物源抗冻肽，节约酶解时间，为抗冻多肽的高效制备提供了理论基础。
[0020](2)本专利技术所提供的超声波预处理方法作用时间短、操作简单、易控制，且得到的抗冻多肽功能性质优异。
[0021](3)本专利技术制备得到抗冻多肽对冷冻面团、酵母具有良好的冷冻保护作用。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例中超声波辅助酶解对亚麻籽粕多肽IRI活性影响结果(注： A1，蔗糖溶液；A2，蔗糖+平板式超声抗冻多肽；A3，蔗糖+探头式超声抗冻多肽；A4，蔗糖+协同式超声抗冻多肽；B1，蔗糖+超声5min的抗冻多肽；B2，蔗糖+超声10min的抗冻多肽；B3，蔗糖+超声15min的抗冻多肽；B4，蔗糖+ 超声20min的抗冻多肽；C1，蔗糖+超声功率密度为50W/L的抗冻多肽；C2，蔗糖+超声功率密度为100W/L的抗冻多肽；C3，蔗糖+超声功率密度为150W/L 的抗冻多肽；C4，蔗糖+超声功率密度为200W/L的抗冻多肽；放大倍数，100 倍)。
[0023]图2为本专利技术实施例中超声波辅助酶解对亚麻籽粕多肽冰晶尺寸分布影响结果。图3为本专利技术实施例中超声波辅助酶解制备抗冻多肽和对表面疏水性的影响结果；
[0024]图4为抗冻多肽对酵母存活率的影响结果。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的保护范围，本专利技术的保护范围以权利要求书为准。
[0026]若未特别指明，本专利技术实施例中所用的实验试剂和材料等均可市售获得。
[0027]若未具体指明，本专利技术实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法，其特征在于，包括以下步骤：将蛋白配制成蛋白悬浮液进行超声波预处理，然后对超声波预处理后的蛋白悬浮液进行有限酶解得到高活性的植物源抗冻多肽。2.根据权利要求1所述的超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法，其特征在于：所述蛋白悬浮液的质量分数为1~5%，所述蛋白采用谷朊蛋白、亚麻籽粕蛋白或青稞麸皮蛋白。3.根据权利要求1所述的超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法，其特征在于：所述超声波预处理的超声波频率为20~60 kHz，超声功率密度为50~200 W/L，处理时间为5~20 min。4.根据权利要求3所述的超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法，其特征在于：超声波工作模式为平板式、探头式或协同式，所述协同式为平板式联合探头式。5.根据权利要求4所述的超声波辅助酶解制备植物源抗冻多肽的方法，其特征在于：平板式超声时间5～20 min，超声功率密度50～200 W/L，超声波预处理温度30～50℃，超声波频率20～60 kHz；探头式超声工作时间10～15 min，超声功率密度50～150 W/L，超声波处理温度30～40℃，超声波频率20～40 kHz；协同式超声工作时间10～15 min，超...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳艳，张华，王宏伟，刘兴丽，郭朋磊，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：
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