一种马铃薯渣资源化开发利用新方法

摘要

本发明一种马铃薯渣资源化开发利用新方法，包括如下步骤：(1)在马铃薯渣浆或者马铃薯渣粉中加水，其中马铃薯渣干物质和水的质量体积比为1∶12.5-1∶50；(2)然后加入蛋白酶处理，反应5-150min后煮沸10min、冷却至20-30℃，调节料液pH到7.0-7.3；(3)把步骤(2)处理后的马铃薯渣酶解液离心，收集上清液得多肽液，干燥后得多肽粉；(4)步骤(3)所得到的沉淀用于马铃薯渣膳食纤维的提取。最适用酶为胰蛋白酶，工艺为底物浓度4％，pH8.0，温度50℃，加酶量7％，酶解时间90min。本发明采取酶处理分离法制备马铃薯渣抗氧化肽和膳食纤维，进行资源化开发利用，生产条件温和，产品附加值高。

权利要求

1.一种马铃薯渣资源化开发利用方法，其特征在于包括如下步骤：(1)马铃薯渣粉中加水，其中马铃薯渣干物质和水的质量体积比为1∶12.5-1∶50；

(2)然后加入蛋白酶处理，加入蛋白酶的量为所加入马铃薯粉质量的2％-8％，反应

5-150min后煮沸10min、冷却至20-30℃，调节料液pH到7.0-7.3，其中所述的蛋白酶为木瓜蛋白酶、风味酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶，均按照其推荐最适pH及温度进行反应；

(3)把步骤(2)处理后的马铃薯渣酶解液离心，收集上清液便得到多肽液，喷雾干燥或冷冻干燥得到多肽粉；

(4)步骤(3)所得到的沉淀用于马铃薯渣膳食纤维的提取；

其中所述的其推荐最适pH及温度条件如下：木瓜酶，pH值6.0，60℃；风味酶，pH值

6.0，50℃；中性酶，pH值7.0-7.3，60℃；碱性酶，pH值9.0，50℃；胰蛋白酶，pH值8.0，50℃；

胃蛋白酶，pH值1.8，37℃。

2.根据权利要求1所述的一种马铃薯渣资源化开发利用方法，其特征在于其中所述的马铃薯渣粉或者为马铃薯渣浆。

3.根据权利要求1所述的一种马铃薯渣资源化开发利用方法，其特征在于其中所述的酶为胰蛋白酶，酶解工艺条件为：其中马铃薯渣干物质和水的质量体积比为1∶25，pH8.0，温度50℃，加酶量7％，酶解时间90min。

说明书

一种马铃薯渣资源化开发利用新方法

技术领域

[0001] 本发明涉及马铃薯渣的高效开发利用技术，具体是利用酶解的方法将马铃薯渣中的蛋白转化成为具有抗氧化活性的多肽物质，属于生物技术领域。

背景技术

[0002] 马铃薯渣是马铃薯淀粉生产过程中产生的主要副产物，马铃薯渣的主要成分为水、果胶、纤维素等物质，其中鲜渣蛋白质含量1％～4％，而干基蛋白含量30％～40％，淀粉含量小于1％，营养价值较低，自带菌多达33种，不易储存、运输，腐败变质后产生恶臭，造成环境污染。若烘干则成本过高，增加企业负担，通常作为饲料或当成废渣作掩埋处理，但会导致土壤和地下水的污染，同时利用程度较低。这些问题迫使许多淀粉厂停止生产，是目前淀粉行业亟待解决的问题。

[0003] 与蛋白质相比，活性肽具有良好的加工性能。如它具有良好的理化性质和水合性质，具有良好的溶解度和“三低”性能，即黏度低、凝胶性低、发泡性低。作为基础营养物质，活性肽的生物利用度高，比氨基酸更易吸收，同时具有调节人体生理机能的功效，是原蛋白质及其所组成的氨基酸所不具备的。一些特定结构的多肽具有抗氧化活性，能够消除自由基，抑制或消除以及减缓氧化反应，其抗氧化机理包括：给抗氧化酶提供氢、缓冲生理pH值、螯合金属离子和捕捉自由基等。

[0004] 过去，多肽的制备尽管不少情况下使用的也是农产品加工的副产品，但绝大多数是容易获得、品质优良的小麦胚芽、玉米黄粉、大米蛋白等，而像马铃薯渣这样品质很差、难以高值利用的蛋白资源是科技工作者关心的重点。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服马铃薯渣用于开发低值产品，成本太高；开发高值产品，缺乏合适的技术等实际问题，提供一种用马铃薯渣制备抗氧化肽的方法。本发明运用酶处理技术，以从马铃薯淀粉生产过程产生的高含水马铃薯渣浆和经过干燥得到的马铃薯渣粉为原料，进行高附加值抗氧化肽的制备。

[0006] 为实现上述目的，本发明的生产工艺包括如下步骤：

[0007] 1、以马铃薯渣粉为原料制备抗氧化肽的方法，包括如下步骤：

[0008] (1)给马铃薯渣粉中加水，马铃薯渣粉和水的质量体积比为1∶12.5-1∶50，单位为g/ml；

[0009] (2)然后加入蛋白酶处理，加酶量为2％-8％，调节pH及温度，反应5-150min后煮沸10min，冷却至20-30℃，调节料液pH到7.0-7.3。其中所述的酶为木瓜蛋白酶、风味酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶，均按照推荐最适pH及温度进行反应见表1。

[0010] (3)对酶解液进行离心处理，收集上清液便得到多肽液，喷雾干燥或冷冻干燥得到多肽粉，可制成胶囊；

[0011] (4)沉淀用于马铃薯渣膳食纤维的提取。

[0012] 2、以马铃薯渣浆为原料制备抗氧化肽的方法，包括如下步骤：

[0013] (1)给马铃薯渣浆中加水，使马铃薯渣干物质和水的质量体积比为1∶12.5-1∶50，单位为g/ml；

[0014] (2)以下步骤与上述马铃薯渣粉为原料的处理步骤相同。

[0015] 上述工艺1或2中，胰蛋白酶被筛选为最佳用酶，其最适酶解工艺条件为：底物浓度4％，pH8.0，温度50℃，加酶量7％，酶解时间90min。

[0016] 上述工艺步骤的优点包括：

[0017] 1.在温和的条件下将马铃薯淀粉生产产生的残渣加工成高附加值的抗氧化肽和膳食纤维，不仅可减轻马铃薯渣浆对环境污染的压力，还可产生显著的经济效益和社会效益；

[0018] 2.可以以马铃薯渣浆为原料，不需要对原料进行干燥，直接进行酶解反应，符合低碳加工的准则。

附图说明

[0019] 图1为6种商业酶酶解能力的比较。

具体实施方式

[0020] 植物抗氧化(活性)肽能够消除自由基，抑制或消除以及减缓氧化反应。其抗氧化机理包括：给抗氧化酶提供氢、缓冲生理pH值、螯合金属离子和捕捉自由基等。本发明中通过测定酶解产物对DPPH自由基的清除率评价酶解产物的抗氧化活性。酶解产物灭酶后稀释到统一浓度，测定DPPH自由基的清除率。

[0021] DPPH自由基清除率的测定方法：将酶解上清液稀释成不同的浓度梯度，分别取2mL不同浓度的酶解上清液于试管中，加入2mL浓度为0.04mg/ml的DPPH溶液，混合均匀，反应20min后，于3500rpm离心10min，取上清液在517nm处测其吸光值为Ai；另各取2mL上述浓度上清液溶液于试管中，分别加入无水乙醇2mL，反应20min后，于3500rpm离心分离
10min，取上清液在517nm处测其吸光值记为Aj；以2mL 0.04mg/mL DPPH和2mL无水乙醇反应做为参比，其吸光值记为A0。

[0022] EDPPH＝[1-(Ai-Aj)/A0]×100％

[0023] 式中：EDPPH-酶解上清液对DPPH自由基的清除率(％)；

[0024] A0-2mL DPPH溶液加入2mL无水乙醇的吸光值；

[0025] Ai-2mL DPPH溶液加入2mL酶解上清夜的吸光值；

[0026] Aj-2mL无水乙醇加入2mL酶解上清液的吸光值。

[0027] EC50的计算：EC50是酶解产物的DPPH清除率达到50％时的浓度。首先把样品稀释成一系列浓度，测定各浓度样品对DPPH的清除率，绘制清除率和浓度的关系曲线，在曲线上查出样品的EC50值。

[0028] 所用6种商业酶木瓜酶、碱性酶购于诺维信(中国)生物技术有限公司；风味酶、中性酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶购于无锡雪梅酶制剂科技有限公司；蛋白酶的酶活及作用条件见表1。6种蛋白酶解效果的比较如图1所示。

[0029] 表1 试验用蛋白酶的酶活及作用条件

[0030]

[0031] 下面结合实施例对本发明的具体实施作进一步说明。

[0032] 实施例1

[0033] 取马铃薯渣粉10g，加水200ml，在pH6.0、温度60℃条件下加入木瓜蛋白酶0.5g，进行酶解反应，酶解150min。然后调节pH值到7.0，煮沸10min，冷却至温度20℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0034] 实施例2

[0035] 取马铃薯渣粉10g，加水200ml，在pH6.0、温度50℃条件下加入风味酶0.5g，进行酶解反应，酶解30min。然后调节pH值到7.1，煮沸10min，冷却至温度25℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0036] 实施例3

[0037] 取马铃薯渣粉10g，加水200ml，在pH7.0、温度60℃条件下加入中性蛋白酶0.5g，进行酶解反应，酶解5min。然后调节pH值到7.0，煮沸10min，冷却至温度30℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0038] 实施例4

[0039] 取马铃薯渣粉10g，加水200ml，在pH9.0、温度50℃条件下加入碱性蛋白酶0.5g，进行酶解反应，酶解60min。然后调节pH值到7.3，煮沸10min，冷却至温度27℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0040] 实施例5

[0041] 取马铃薯渣粉10g，加水500ml，在pH8.0、温度50℃条件下加入胰蛋白酶0.5g，进行酶解反应，酶解30min。然后调节pH值到7.2，煮沸10min，冷却至温度26℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0042] 实施例6

[0043] 取马铃薯渣粉10g，加水200ml，在pH1.8、温度37℃条件下加入胃蛋白酶0.5g，进行酶解反应，酶解10min。然后调节pH值到7.0，煮沸10min，冷却至温度29℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0044] 实施例7

[0045] 取马铃薯渣粉10g，加水167ml，在pH8.0、温度50℃条件下加入胰蛋白酶0.5g，进行酶解反应，酶解90min。然后调节pH值到7.0，煮沸10min，冷却至温度30℃，定容到500ml，然后3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0046] 实施例8

[0047] 取马铃薯渣粉10g，加水250ml，在pH8.0、温度50℃条件下加入胰蛋白酶0.7g进行酶解反应，酶解90min。然后调节pH值到7.1，煮沸10min，冷却至温度29℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0048] 实施例9

[0049] 取马铃薯渣浆61.8g(含水83.8％)，加水198ml(即底物浓度4％)，在pH8.0、温度50℃条件下加入胰蛋白酶0.7g进行酶解反应，酶解90min。然后调节pH值到7.1，煮沸10min，冷却至温度21℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0050] 实施例10

[0051] 取马铃薯渣浆61.8g(含水83.8％)，加水448ml(即底物浓度2％)。在pH8.0、温度50℃条件下加入胰蛋白酶0.5g进行酶解反应，酶解90min。然后调节pH值到7.0，煮沸10min，冷却至温度24℃，3500rpm离心10min，收集清液，将上清液稀释20倍后测定DPPH自由基清除率。

[0052] 表2

[0053]