一种抗冻肽、抗冻剂及其在食品冷冻保护中的应用

allin2025-07-19  26


本发明属于生物活性肽,具体涉及一种抗冻肽、抗冻剂及其在食品冷冻保护中的应用。


背景技术:

1、能够稳定冷冻食品在冷冻—解冻循环中质量的物质被称为抗冻剂。传统的商业抗冻剂一般为糖类、醇类、盐类及其复配物。

2、糖类抗冻剂多为蔗糖与山梨糖醇的混合物,尽管这种混合物拥有明显的抗冻作用,但是蔗糖的热量和甜度较高,可能会影响产品的风味,而且容易引发高血糖、高血压等症状,严重限制了糖尿病和肥胖人群的使用。

3、盐类抗冻剂如磷酸盐、复合磷酸盐抗冻剂也被证实是良好的抗冻剂,但是磷酸盐的过度摄入会影响人体对钙元素的吸收,甚至导致骨质疏松、高血压、肾衰竭等症状发生,而且磷酸盐添加量偏高时,食品有苦涩味,也会降低产品的口感和味道。此外,高浓度的糖醇类及盐类抗冻剂虽然能减小冷藏过程中形成的冰晶颗粒,但不能有效地防止在冷冻储存期间因可能发生的温度波动而引发的小冰晶再结晶,从而对产品的质地特性产生负面影响。

4、总而言之,虽然人工合成抗冻剂效果好、成本低,但在添加磷酸盐抗冻剂时,三聚磷酸盐和焦磷酸盐极易发生降解,说明冷冻过程中化学试剂的使用存在一定的毒性和致癌风险。

5、改善食品冷冻特性的天然抗冻剂——抗冻肽,可以有效减少冷链过程食品中冰晶的形成和重结晶,从而提高低温冷链食品的品质。同时,抗冻肽具有热滞活性、重结晶抑制活性、细胞膜保护作用等多种特性,只需要添加极少量即可获得较高的抗冻效果。此外,天然抗冻肽通常来源于天然的蛋白质水解产物,不含额外的化学添加物或合成成分,这符合消费者对于食品清单简洁和原料简单的偏好,因此在食品工业中有着广泛的应用前景。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种抗冻肽、抗冻剂及其在食品冷冻保护中的应用。

2、为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:

3、一种抗冻肽,所述抗冻肽的氨基酸序列为dinfry、lgdgmslst中的至少一种。

4、一种抗冻剂,包含上述的抗冻肽中的至少一种;优选的,包含dinfry和lgdgmslst。

5、在上述方案的基础上,所述dinfry和lgdgmslst的质量比为1:1。

6、在上述方案的基础上,还包含食品上可接受的辅料。

7、上述的抗冻剂在食品冷冻保护中的应用。

8、在上述方案的基础上,在冷冻前,向食品中添上述的抗冻剂。

9、在上述方案的基础上,通过提高过氧化氢酶残余活力,实现食品的冷冻保护。

10、在上述方案的基础上,所述食品为面团、酸奶、鱼糜、益生菌中的至少一种。

11、在上述方案的基础上,所述益生菌为酵母菌、鼠李糖乳杆菌中的至少一种。

12、上述天然抗冻肽的制备方法,步骤如下:

13、(1)将脱脂后的南极磷虾蛋白溶于去离子水中,制备成南极磷虾蛋白溶液;

14、(2)向南极磷虾蛋白溶液中加入蛋白酶进行酶解,酶解完成后,离心得上清液;

15、(3)对步骤(2)的上清液进行超滤,获得分子量大小范围为<3 kda、3-10 kda、>10kda的蛋白酶解液;

16、(4)取分子量<3 kda的蛋白酶解液采用凝胶过滤色谱法进一步纯化,获得多个多肽组分;

17、(5)测定步骤(4)所得多肽组分的过氧化氢酶残余活力,选择过氧化氢酶残余活力最高的组分进行lc-ms/ms分析,即得。

18、在上述方案的基础上,所述步骤(2)中的蛋白酶为碱性蛋白酶。

19、在上述方案的基础上,所述碱性蛋白酶的添加量每克南极磷虾蛋白添加3000u碱性蛋白酶。

20、在上述方案的基础上,所述酶解条件为55℃,ph 9.5,酶解4 h。

21、本发明技术方案的优点

22、本发明以脱脂后的南极磷虾蛋白为原料,通过酶解、超滤、凝胶过滤层析、lc-ms/ms等方法获得2条南极磷虾抗冻肽。目前,虽已有关于南极磷虾肽调节血糖和血压、改善骨质疏松、缓解疲劳等其他生物活性的研究,但尚未见与其抗冻活性、尤其是南极磷虾抗冻肽分离纯化与鉴定方面的相关报道。

23、本发明南极磷虾抗冻肽的制备以脱脂后的食源性蛋白源南极磷虾为原料,通过特异性的酶切位点水解获得,具有可控、高效的制备特点,可以解决传统抗冻剂在应用过程中浓度难以控制、处理后难以保障在食品中分布均匀等问题。

24、本发明制备的南极磷虾抗冻肽为南极磷虾的高值化利用、附加值的提高以及工业化生产提供一定的理论依据,同时促进了南极磷虾的资源利用。

25、本发明为食品冷链物流中新型抗冻剂或功能性产品的开发提供了一定的理论支撑。相比于传统的商业抗冻剂,如糖类、醇类、盐类及其复配物,都可能会导致不良风味、高脂肪含量和高热量,而有机剂,如dmso,可能会对益生菌细胞造成不可逆的细胞毒性损伤。而本发明原材料为天然无毒的南极磷虾蛋白,操作简便,绿色安全,制备过程中未引入有机试剂,对设备要求较低,便于推广,可以潜在地用作食品冷链物流中的创新抗冻剂。

26、本发明南极磷虾抗冻肽与其它天然抗冻肽相比,原料来源丰富,并且拥有较高的蛋白肽得率,易于提取。综上所述,南极磷虾抗冻肽在冷冻食品体系中具有广阔的应用前景和巨大潜力,如面团、酸奶、鱼糜等,还可以有效提高冷冻后酵母菌、鼠李糖乳杆菌等常用益生菌的存活率。

27、本发明将获得的两条南极磷虾抗冻肽肽段按照一定比例复配,制备成抗冻剂。经测试,该抗冻剂的过氧化氢酶的残余活力显著高于含有单一肽段的抗冻剂。将该抗冻剂用于鼠李糖乳杆菌的冷冻试验,结果发现,添加dy+lt的鼠李糖乳杆菌在冷冻后的存活率最高,显著高于添加1 mg/ml蔗糖、1 mg/ml脱脂牛奶和20%甘油的阳性对照,且比添加单一肽段的抗冻剂效果还要好,可见,本发明将两条南极磷虾抗冻肽肽段复配制备的抗冻剂较高的抗冻活性,在食品冷冻保护中具有很大的应用前景。



技术特征:

1.一种抗冻肽,其特征在于,所述抗冻肽的氨基酸序列为dinfry、lgdgmslst中的至少一种。

2.一种抗冻剂,其特征在于,包含权利要求1所述的抗冻肽中的至少一种。

3.根据权利要求2所述抗冻剂,其特征在于,包含dinfry和lgdgmslst。

4.根据权利要求2所述抗冻剂,其特征在于,所述dinfry和lgdgmslst的质量比为1:1。

5.根据权利要求2-4任一项所述抗冻剂,其特征在于,还包含食品上可接受的辅料。

6.权利要求5所述的抗冻剂在食品冷冻保护中的应用。

7.根据权利要求6所述抗冻剂在食品冷冻保护中的应用,其特征在于,在冷冻前,向食品中添加权利要求5所述的抗冻剂。

8.根据权利要求7所述抗冻剂在食品冷冻保护中的应用,其特征在于,所述食品为面团、酸奶、鱼糜、益生菌中的至少一种。

9.根据权利要求8所述抗冻剂在食品冷冻保护中的应用,其特征在于,所述益生菌为酵母菌、鼠李糖乳杆菌中的至少一种。


技术总结
本发明公开了一种抗冻肽、抗冻剂及其在食品冷冻保护中的应用,属于生物活性肽技术领域。本发明抗冻肽的氨基酸序列为DINFRY、LGDGMSLST中的至少一种。本发明以脱脂后的南极磷虾蛋白为原料,通过酶解、超滤、凝胶过滤层析、LC‑MS/MS等方法获得2条南极磷虾抗冻肽。经试验证明,这些多肽具有良好的抗冻效果,可用作食品抗冻剂,相比传统的抗冻剂,绿色安全,应用前景广泛。

技术研发人员:吕良涛,殷海林,曲欣,杨庆利,高以成,周芳,姜国良,冷凯良,苗钧魁
受保护的技术使用者:青岛农业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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