一种复合酶聚合偶联超滤回收乳清蛋白或MPC中蛋白的方法技术

本发明专利技术涉及一种复合酶聚合偶联超滤进而同时提高乳清蛋白或MPC中蛋白回收率、提高膜通量、降低乳糖截留率的有效方法，具体顺序添加漆酶和转谷氨酰胺酶，将复合酶聚合与超滤有效契合；创造性地在复合酶聚合前采用两段式预处理方式，又结合漆酶作用后不灭酶的方式，大大提高了乳清蛋白或MPC中蛋白回收效率和纯度，提高膜通量，降低了乳糖截留率，与现有技术相比，乳清蛋白或MPC中蛋白回收率提高20%，膜通量提高30%~40%，乳糖的截留率降低10%，获得一个同时有效解决多个问题的方法。还提供一种高品质乳清蛋白或MPC中蛋白产品，意外发现产品致敏性明显降低；该效果是各工序及参数相辅相成、协同作用的结果，该方法可操作性强，仅采用一次过滤，利于产业化。

Method for recovering whey protein or MPC protein by composite enzyme polymerized coupling ultrafiltration

The invention relates to a composite enzymatic polymerization and coupling ultrafiltration while improving whey protein or protein MPC in recovery rate and improve membrane flux and effective method to reduce the rejection rate of lactose, the specific sequence of adding laccase and transglutaminase, the composite enzymatic polymerization effective combination with ultrafiltration; creatively in compound enzyme before polymerization using two type of pretreatment with laccase, after no enzyme inactivation method, greatly improves the recovery of whey protein or protein MPC in efficiency and purity, improve membrane flux, reduce the rejection rate of lactose, compared with the prior art, whey protein or protein in MPC recovery rate increased by 20%, the membrane flux increased 30%~40%, lactose retention to reduce the rate of 10%, to obtain a and effectively solve the problem of multiple methods. Also provides a high quality whey protein or MPC protein products, found the products sensitization significantly reduced; the effect of each process and parameters of complementary and synergistic results, this method is workable, using only one filter, suitable for industrialization.

【技术实现步骤摘要】
一种复合酶聚合偶联超滤回收乳清蛋白或MPC中蛋白的方法
本专利技术属于食品蛋白改性回收
，本专利技术涉及一种复合酶聚合偶联超滤提高乳清蛋白或MPC中蛋白类成分回收率同时降低膜污染的方法。该方法同时提高乳清蛋白或MPC中蛋白类成分回收率、提高膜通量、降低乳糖截留率。
技术介绍
乳清是干酪生产的副产物，随着我国干酪产业的迅速发展，干酪乳清产量巨大，干酪乳清中含有牛乳干物质重量的一半，乳清中蛋白质的含量为0.6%~1%。目前工业中乳清蛋白的回收主要采用超滤技术，替代传统的加热沉淀、酸碱沉淀、化学试剂(如聚丙烯和三氯乙酸)沉淀等方式，并通过渗滤降低乳糖在乳清蛋白中的截留，同时降低膜污染，然而，上述方法存在乳清蛋白回收率低，蛋白品质性能不突出，并且渗滤工艺会消耗大量的纯水，纯水的大量消耗给整个后续的水处理工作带来巨大负担，同时长时间操作使得膜通量下降，膜被严重污染，膜使用寿命缩短，最终带来的生产成本的增加是目前限制超滤回收乳清蛋白广泛商业化推广的瓶颈问题，如何提高乳清蛋白的回收率，减缓膜污染仍然是目前乳清蛋白膜回收利用领域研究的热点。MPC透析液的蛋白回收也一直是食品领域工作者困扰的问题。回收利用领域研究的热点。MPC透析液的蛋白回收也一直是食品领域工作者困扰的问题。提高超滤回收乳清蛋白效率，降低膜污染正受到全球的广泛关注，目前大多数都是通过单一的超滤技术实现乳清蛋白的回收，最终获得乳清粉，关注膜污染问题，但并没有发现有效的解决办法。关于酶催化乳清蛋白聚合也有相关研究；CN104672919A公开了一种利用热稳定性重组漆酶制备乳清蛋白膜的方法，通过添加重组热稳定性的漆酶作为交联剂制备性能良好的乳清蛋白膜绿色可食用。CN104782878A公开了一种酶法改性乳清蛋白可溶性聚合物的制备方法，采用转谷氨酰胺酶聚合乳清，生产具有较高凝胶性的乳清蛋白聚合物；但以上都是采用蛋白聚合酶催化乳清蛋白生产功能性产品，通过复合酶聚合偶联超滤提高乳清蛋白回收率同时降低膜污染的有针对性的方法专利及专利申请到目前还没有。经过前期查新，浙江大学孟祥河（申请号200910095653）公开过一种膜分离回收豆腐黄浆水中的蛋白质处理方法，采用转谷氨酰胺酶聚合后进行超滤获得乳清蛋白，但原料来源差异大，虽然都属于蛋白，都具有蛋白的基本结构和性质，但是大豆蛋白与牛奶蛋白在组成及蛋白空间结构上都存在较大差异，另外，单一酶及常规操作得到的蛋白质量及回收率都有待于进一步提高。还有哈尔滨商业大学韩春然也是从大豆乳清蛋白中利用转谷氨酰胺酶获得蛋白粉，其目的仅是提高回收率。对于复合酶改性乳清蛋白制备，申请号2016103084510采用胰蛋白酶等和谷氨酰胺转氨酶联合制备得到功能特性突出的乳清蛋白质，但该技术并没针对蛋白回收率、膜污染等角度展开研究，解决相应技术问题。将多种技术与膜技术的组合应用来解决单一膜技术的局限性同时生产高附加值的产品的研究已经成为膜技术研究领域一个新的方向。如何获得一种工艺简单、易于操作、不产生污染物、提高产品性能、并且能够同时提高乳清蛋白或MPC中蛋白成分回收率、提高膜通量、降低乳糖截留率的方法是本领域急需解决的技术问题。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种能够同时提高乳清蛋白或MPC中蛋白成分回收率、提高膜通量、降低乳糖截留率的方法。同时也提供一种高品质乳清蛋白，增加产品附加值，提高企业的经济效益。技术问题：本专利技术同时解决了现有技术中存在的乳清蛋白回收率低、膜污染得不到有效解决、乳糖截留率高、乳清蛋白功能性不突出的技术问题。技术方案：一种复合酶聚合偶联超滤回收乳清蛋白或MPC中蛋白的方法，该方法同时提高乳清蛋白或MPC中蛋白类成分回收率、提高膜通量、降低乳糖截留率，按照以下步骤进行：（1）原料准备：取40ml干酪乳清或MPC透析液，可以于4°C冷藏备用；其中MPC为牛乳超滤浓缩蛋白，MPC透析液为牛乳超滤透过液。（2）复合酶聚合：取40ml干酪乳清或MPC透析液放入丝口瓶中，用氢氧化钠和/或盐酸将干酪乳清或MPC透析液的pH值调至4.5-6.0，加入漆酶120U和5mol/l的阿魏酸3-5ml，然后将装有混合溶液的丝口瓶置于恒温水浴锅中，于35-45°C反应1-2h，灭酶，之后再次调节溶液pH值调至6.5-8.0，加入转谷氨酰胺酶160U和20mMDTT3-5ml，继续于35-45°C反应1-2h，灭酶，得含有蛋白聚合物的乳清溶液；冷却至10°C以下；（3）超滤：使用截留分量10kDa的超滤膜；优选PES聚醚砜超滤膜，采用死端过滤的方式，跨膜压力0.15MPa;（4）指标测定：蛋白回收率、膜通量、乳糖截留率的测定。其中优选漆酶反应1-2h后，采用不灭酶替换灭酶，直接调节溶液pH值调至4.5-6.0；其中所述漆酶来源于真菌。进一步优选在执行复合酶聚合前，采用阶段式预处理，第一阶段：先以5°C/min的速率上升温度至60-65°C、保温20min；第二阶段：再以5°C/min的速率上升温度至75-80°C、保温10min。具体优选步骤（2）复合酶聚合中，取40ml干酪乳清或MPC透析液放入丝口瓶中，用0.2N氢氧化钠和/或0.2N盐酸将干酪乳清或MPC透析液的pH值调至5.0，加入漆酶120U和5mol/l的阿魏酸3-5ml，然后将装有混合溶液的丝口瓶置于恒温水浴锅中，于37-40°C反应1-2h，灭酶，之后再次调节溶液pH值调至8.0，加入转谷氨酰胺酶160U和20mMDTT3-5ml，继续于37-40°C反应1-2h，灭酶，得含有蛋白聚合物的乳清溶液；冷却至10°C以下。优选转谷氨酰胺酶的活性为800U/g，漆酶活性为600U/g。DTT为二硫苏糖醇。还提供一种致敏性低、乳化性、起泡性等性能均提高的乳清蛋白。技术效果：（1）本专利技术提供了一种同时提高乳清蛋白或MPC中蛋白类物质回收率、提高膜通量、降低乳糖截留率的方法，并且该方法同时适用于干酪乳清与MPC透析液，一法双用为领域做出了贡献。具体创新地针对干酪乳清蛋白或MPC中蛋白类成分采用特定的复合酶聚合偶联超滤的技术手段，在一定条件下先采用漆酶催化再采用转谷氨酰胺酶进行催化（二者顺序不可调换），超滤过程中相对膜通量以及蛋白回收率明显提高，膜总阻力和膜孔阻力增加，膜饼层阻力降低。尤其采用PES膜并通过死端过滤对乳清蛋白或MPC中蛋白类物质进行回收，蛋白粒径增加，Zeta电位值增加，膜总阻力Rt降低，膜污染降低，可以延长膜操作时间，降低膜清洗频次，大大提高超滤回收乳清蛋白或MPC中蛋白成分效率。相对于单一酶以及现有技术中复合酶处理的样品，乳清蛋白或MPC中蛋白成分的膜回收效率和纯度明显提高，膜通量提高30%~40%，乳清蛋白或MPC中蛋白成分截留率和回收率提高20%左右，乳糖的截留率降低10%左右。现有技术中目前尚未有上述同时解决各问题的方法。（2）在课题研究过程中意外发现，在执行复合酶聚合前，采用阶段式预处理，第一阶段：先以5°C/min的速率上升温度至60°C、保温20min；第二阶段：再以5°C/min的速率上升温度至85°C、保温15min，取得了未曾预期的技术效果，正是上述的预处理与两种酶的协同增效作用的有效结合，使得干酪乳清蛋白或MPC中蛋白类成分回收率、纯度及品质大大提高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合酶聚合偶联超滤回收乳清蛋白或MPC中蛋白的方法，其特征在于，该方法同时提高乳清蛋白或MPC中蛋白成分回收率、提高膜通量、降低乳糖截留率，该方法按照以下步骤进行：（1）原料准备：取40ml干酪乳清或MPC透析液，可以于4 °C冷藏备用；（2）复合酶聚合： 取40ml干酪乳清或MPC透析液放入丝口瓶中，用氢氧化钠和/或盐酸调节pH值，将干酪乳清或MPC透析液的pH值调至4.5‑6.0，加入漆酶120 U和5 mol/l的阿魏酸3‑5ml，然后将装有混合溶液的丝口瓶置于恒温水浴锅中，于35‑45 °C反应1‑2h，灭酶，之后再次调节溶液pH值调至6.5‑8.0，加入转谷氨酰胺酶160U和20mM DTT 3‑5ml，继续于35‑45 °C反应1 ‑2h，灭酶，得含有蛋白聚合物的乳清溶液；冷却至10°C以下；（3）偶联超滤：使用截留分量10kDa的超滤膜，跨膜压力0.15MPa;；优选PES聚醚砜超滤膜，进一步优选采用死端过滤的方式；（4）指标测定：蛋白回收率、膜通量、乳糖截留率的测定。

【技术特征摘要】
1.一种复合酶聚合偶联超滤回收乳清蛋白或MPC中蛋白的方法，其特征在于，该方法同时提高乳清蛋白或MPC中蛋白成分回收率、提高膜通量、降低乳糖截留率，该方法按照以下步骤进行：（1）原料准备：取40ml干酪乳清或MPC透析液，可以于4°C冷藏备用；（2）复合酶聚合：取40ml干酪乳清或MPC透析液放入丝口瓶中，用氢氧化钠和/或盐酸调节pH值，将干酪乳清或MPC透析液的pH值调至4.5-6.0，加入漆酶120U和5mol/l的阿魏酸3-5ml，然后将装有混合溶液的丝口瓶置于恒温水浴锅中，于35-45°C反应1-2h，灭酶，之后再次调节溶液pH值调至6.5-8.0，加入转谷氨酰胺酶160U和20mMDTT3-5ml，继续于35-45°C反应1-2h，灭酶，得含有蛋白聚合物的乳清溶液；冷却至10°C以下；（3）偶联超滤：使用截留分量10kDa的超滤膜，跨膜压力0.15MPa;；优选PES聚醚砜超滤膜，进一步优选采用死端过滤的方式；（4）指标测定：蛋白回收率、膜通量、乳糖截留率的测定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于,漆酶反应1-2h后，采用不灭酶替换灭酶，直接调节溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰威，王文琼，易华西，韩雪，陈玉洁，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37