[發明專利]牛乳酪蛋白3種主要組分同時分離的方法

有效

• 申請號: 201711286755.2
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107840883B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 楊敏;楊繼濤;季偉
• 申請（專利權）人: 甘肅農業大學
• 主分類號: C07K14/47
• 分類號: C07K14/47;C07K1/18
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• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種牛乳酪蛋白3種主要組分同時分離制備的方法，旨在提供一種以牛乳酪蛋白為原料，以DEAE離子交換柱為分離設備，通過一次分離同時獲得α?酪蛋白、β?酪蛋白和κ?酪蛋白，即酪蛋白3種主要單體組分的分離方法；本發明只需一步分離即可獲得3種酪蛋白單體組分，分離步驟少，分離工藝簡單易操作，分離條件溫和易實現，分離設備簡易，分離過程中化學試劑用量少，既降低了酪蛋白單體分離成本，又降低了環境污染，符合低碳環保新理念；通過本發明分離酪蛋白單體平均得率高，其中α?酪蛋白平均得率可達75%以上，β?酪蛋白平均得率可達80%以上，κ?酪蛋白平均得率可達85%以上；通過本發明所獲酪蛋白單體純度高，3種單體純度均可達到95%以上；該方法既能滿足實驗室制備3種高純度酪蛋白單體組分的需求，也可用于工業化制備酪蛋白主要單體，應用范圍廣泛。

技術領域

本發明屬于蛋白質分離制備領域，涉及一種牛乳及牛乳制品中酪蛋白3種主要單體組分，即α-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白的一次性分離制備方法，同時還涉及牛乳3種酪蛋白主要組分在食品及化學工業中的應用。

背景技術

乳經脫脂、酸沉淀、脫水、干燥后制成粉末狀制品即為酪蛋白，是一類含磷蛋白質，在乳中形成膠束態。酪蛋白產品具有良好的功能性質，適合作為穩定劑、增稠劑和膠凝劑；又由于酪蛋白具有相對集中的親水區和疏水區，所以有良好的發泡性和乳化性。酪蛋白中含有人體必需的8種氨基酸，而且能促進人體對于鈣、磷、鐵等的吸收，因此被廣泛應用于各類食品、保健食品作為營養強化劑。酪蛋白為乳中主要蛋白質，其營養價值極高，作為廉價易得的蛋白質，在食品及化學工業中具有廣泛的用途。

酪蛋白主要組成為αs-酪蛋白、β-酪蛋白和κ-酪蛋白3種酪蛋白單體組分，其中αs-酪蛋白對鈣離子極為敏感，而κ-酪蛋白中唯一對鈣不敏感且含有糖成分的蛋白質。在乳中，α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白3種單體質量比約為5:4:1。酪蛋白磷酸化的肽段都具有0～3個親水性區域，可結合磷酸鈣。其中，β-CN有1個，αs-酪蛋白有3個。由于富含脯氨酸和谷氨酰胺，電荷相對集中，酪蛋白分子表現出兩親特性。β-酪蛋白具有親水性的N-端“頭”含有磷酸化中心和中心兩側的序列，疏水性的“尾”包含富含脯氨酸和谷氨酰胺的序列。β-CN和κ-CN的自聚行為表現為其尾部之間通過疏水性相互作用而結合，形成肥皂狀分子。眾多研究指出，酪蛋白不同單體除了在氨基酸組成及結構上具有差異性外，其生理活性(如抗氧化性、抑菌性等)，和理化及功能性質方面具有顯著的差異。

牛乳的營養價值和乳酪蛋白的理化及功能性質雖已被廣大學者進行了深入研究，但是酪蛋白單體的相關研究較少，因此難以從分子層面揭示其表現出良好特性的機理。乳中酪蛋白以膠束態存在，主要粒徑分布在100～200nm。膠束中酪蛋白單體間主要以磷酸鈣相互結合而形成鈣橋，從而形成穩定的膠束。因此，酪蛋白單體的分離較為困難，導致對其性質的研究較少。

隨著社會經濟的發展和人們環保意識的增強，低碳環保的工藝被大力推崇，節能減排的技術被廣泛重視。在該理念的推動下，分離技術日新月異，各類陳舊技術被不斷更新。為了順應時代發展，酪蛋白分離技術也突顯出迫切被更新的需求。目前，關于酪蛋白單體的分離技術主要為多次分離技術，即根據3種單體性質差異，通過3～5次分離，最終獲得3種單體。另外，還有一些技術只提供了其中一種單體的分離工藝，其他單體在分離過程中要么損失，要么結構被破壞，難以回收。已有的酪蛋白單體分離技術普遍存在工藝復雜、分離周期長、所用化學試劑種類繁多、分離設備要求高等問題，而且一次分離只能獲得1種單體，多次分離后雖能得到3種單體，但回收率低，成本高，只能滿足實驗室研究需求，難以實現工業化。

綜上所述，無論是實驗室研究，還是工業生產，都迫切需要一種酪蛋白單體分離新技術，以實現酪蛋白單體的高效分離，且符合低碳環保的理念，達到保護生態環境的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型的牛乳酪蛋白主要單體分離工藝，實現3種酪蛋白單體的一次性高效分離，以解決目前酪蛋白單體分離工藝復雜、技術落后、成本高、化學試劑消耗量大、回收率低、難以實現工業化等問題。