酶解处理

酶解处理（共7篇）

酶解处理 篇1

竹材因生长速度快、成材周期短、再生能力强等优良性能逐渐成为新型天然纤维开发和利用的主要资源。以竹材为原材料制备的竹纤维具有天然抗菌及防紫外等功能[1],被称为棉、麻、丝、毛外的“第五大天然纤维”。竹纤维的制备包含物理法、化学法、生物法及3种方法相互结合使用等方法。现以环境友好为出发点,兼顾减少竹原纤维损伤,选择生物酶法处理竹材。

竹材中纤维素、半纤维素及木质素之间特殊的化学键作用[2,3],阻碍了生物酶与竹材的充分接触,影响了酶液对竹材的作用效率,故采用超声波预处理竹材以提高纤维素酶作用效率。超声波作为一种清洁、高能的能量形式,在液体介质中传播时的空化效应及机械效应,冲击、剪切竹粉表面,使竹粉比表面积增大,可及度提高,纤维素酶的酶解效率提高[4,5,6]。经有机抽提的竹粉为实验用原竹粉,比较超声波处理前后竹粉经纤维素酶8000L酶解效果,同时使用扫描电镜和红外光谱来测定超声波预处理对竹粉表面及化学结构变化的影响。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

实验用原竹粉[毛竹研磨成粉末过60目,乙醇和苯(2∶1,体积比)混合对竹粉进行有机抽提[7]],自制;中性纤维素酶8000L,上海诺维信(Novozymes)公司;3,5-二硝基水杨酸(DNS)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、牛血清白蛋白(BAS)、考马斯亮蓝G-250、磷酸,均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

超声波清洗器(SK5210HP型),上海科导超声仪器有限公司;紫外/可见分光光度计(UV-9600型),北京瑞利分析仪器有限公司;离心机(Anke TGL-20B型,25mL),南通宏大实验仪器有限公司;单道可调移液器,百得实验仪器有限公司;扫描电镜(SEM,SU1510型),日本日立公司;红外测试仪(ATR-FTIR,NICOLETISl0型),赛默飞世尔科技有限公司;振荡水浴锅(Xiamen-rapid型),南京科尔仪器设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 纤维素酶性质

分别采用DNS法[8]和Bradford法[9]在最适条件下测定所用纤维素酶的酶活及蛋白质含量,从而计算纤维素酶的比酶活。通常对于同一种酶而言,比酶活越高,说明酶越纯。

1.2.2 超声波预处理竹粉的作用研究

超声波处理频率为固定值53kHz,其余主要参数功率、时间、浴比及温度采用单因素试验依次确定。通过查阅相关文献[10,11]及初步实验结果,超声波处理初始参数选定为:时间30min,浴比1∶20,温度60℃。在此条件下用不同的超声波功率(80、100、120、140、160、180和200W)处理竹粉,确定最优的超声波处理功率;然后用确定的最优功率替代初始功率,改变超声波处理时间(5、10、15、20、25、30、35、40、45和50min),从而确定最优的超声波处理时间;同上,在确定最优超声波处理功率和时间后,依次改变超声波处理浴比(1∶10、1∶20、1∶30、1∶40和1∶50)及处理温度(30、40、50和60℃),确定最优的超声波处理浴比及温度。将超声波处理后的竹粉洗净、晾干,取0.05g竹粉于50mL带塞锥形瓶中,加入最优酶活[12](15U)的纤维素酶,用pH=7的磷酸盐缓冲液定容至15mL,放入50℃的振荡水浴锅中反应。分别在合适的时间点取反应液,经离心机离心后取上清液,通过紫外分光光度计测得上清液中所含还原糖量,以此为评价指标,确定超声处理参数。

1.2.3 竹粉对纤维素酶吸附特性

设置对照组和实验组两组实验,每组实验均设置两个平行样。对照组为原竹粉,实验组为超声波处理竹粉。每组实验均称取0.05g相应的竹粉于50mL带塞锥形瓶中,分别加入15U的纤维素酶,并使用pH=7的磷酸盐缓冲液定容至15mL。分别在合适的时间点取样,经离心机离心后取上清液。通过紫外分光光度计测上清液在595nm处的吸光度值,以此评价竹粉对酶液的吸附能力。

1.3 测试与表征

采用SEM在500倍放大倍数条件下观察分析原竹粉和超声波处理竹粉形态变化;分别将原竹粉和超声波处理的竹粉与溴化钾粉末(1∶100,w/w)混合均匀研磨后压片,在波数为4000~400cm-1范围内扫描[13],通过ATR-FTIR确定超声波处理对竹粉结构的影响。

2 结果与讨论

2.1 纤维素酶特性研究

前期实验[14]确定纤维素酶8000L的最适反应条件为pH=7,温度50℃,在此条件下测定1mL所用酶的酶活为3.12U,对应的蛋白含量为1.52mg,此酶的比酶活为2.05U/mg。

2.2 超声波预处理竹粉单因素试验

2.2.1 超声波功率

超声波处理功率对酶解竹粉产糖量的影响如图1。由图可知,超声波功率为180W时酶解竹粉可产生较多的还原糖。这是因为较低功率的超声波不能破坏竹粉的作用,但是超声波功率过大又会破坏竹粉中的多糖物质。因此,180W为较优超声波处理功率。

2.2.2 超声波时间

超声波处理时间对酶解竹粉产糖量的影响如图2。由图可知,在超声波处理30min时还原糖产量达到最大值。因为超声波功率和超声波时间共同决定超声波强度,因此超声波时间的影响趋势与超声波功率相似。

2.2.3 超声波浴比

超声波处理浴比对酶解竹粉产糖量的影响如图3。由图可知,浴比为1∶10和1∶20时还原糖产量相近,由于浴比为1∶30时还原糖产量骤减,选择1∶10为最优浴比。这是因为超声波对竹粉的冲击、碎裂作用是在液体介质中完成的,随着浴比的增加,水量增加到一定程度时,超声波的传播距离增加,从而导致超声波对竹粉大分子的破坏能力减弱[14]。

2.2.4 超声波温度

超声波处理温度对酶解竹粉产糖量的影响如图4。受室温影响,超声波处理最低温度选为30℃。由图可知,随着超声波处理温度的升高,还原糖产量逐渐降低。

2.2.5 超声波处理对还原糖产量的影响

超声波预处理对中性纤维素酶酶解竹粉生成还原糖产量的影响如图5所示。超声波处理的竹粉在0~4h有较高的产糖速率,4~12h产糖速率稍缓;而原竹粉在0~2h有较高的产糖率,2~12h产糖速率稍缓,两者在12~24h时产糖速率均趋于平缓,反应的整体过程中超声波处理竹粉生成的还原糖量均高于原竹粉。经计算12和24h时,超声波处理的竹粉较原竹粉产糖量分别增加了18.05%和17.35%。这是由于在超声波空化作用下,液体气泡在崩溃时产生的强大冲击波、剪切力及微射流对竹粉表面形态和内部结构造成破坏,从而增加酶的附着位点而引起的。

2.3 超声波预处理对酶吸附性能的影响

采用反应液在595nm处的吸光度值(OD值)表征反应液中蛋白质含量,OD值越大表示反应液中蛋白质含量越多,竹粉吸附的酶量越少,结果如图6所示。由图可知,在0~150min反应时间内,超声波预处理的竹粉所在体系中反应液的OD值略小于原竹粉所在体系中反应液的OD值,即超声波预处理竹粉对酶的吸附能力优于原竹粉。图6表明,反应开始的0~5min内OD值急剧降低,说明反应液中蛋白质含量迅速下降,即在此时间段内竹粉对酶有较大的吸附能力。50~150min内OD值基本趋于平缓,说明在此时间段内竹粉对酶的吸附已基本达到稳定。

2.4 SEM分析

图7为放大倍数为500倍条件下超声波预处理前后竹粉的SEM图。由图可知,超声波处理破坏了原竹粉平整有序的结构,使更多的直接接触面积暴露出来,为酶的吸附提供了更多的附着位点,提高了纤维素酶的水解效率及竹粉对纤维素酶的吸附能力。

[(a)原竹粉;(b)超声波处理竹粉]

2.5 ATR-FTIR分析

图8为样品的ATR-FTIR谱图。由图可知,两种竹粉的谱图除波强发生变化外,波形及波数都没有明显变化,即没有新的官能团的生成或者消失,因此可判断超声波预处理前后竹粉的化学成分并未发生明显变化。

3 结语

(1)所用纤维素酶酶活为3.12U,蛋白质含量为1.52mg,比酶活为2.05U/mg。

(2)单因素试验分析确定超声波预处理竹粉工艺参数:频率53kHz,功率180W,时间30min,浴比1∶10,温度30℃。纤维素酶酶解经此条件预处理的竹粉的产糖量较原竹粉最大提高了18.05%。

(3)超声波预处理对纤维素酶吸附性能实验结果表明,经超声波处理的竹粉对酶液的吸附性能优于原竹粉。

(4)SEM表明超声波预处理破坏了竹粉的表面结构,增加了竹粉的可及性,因此纤维素酶酶解竹粉效率及对酶的吸附性能提高。

(5)ATR-FTIR表明超声波预处理竹粉并未引起竹粉化学结构的明显改变。

酶解处理 篇2

关键词：羊肝,大肠杆菌,金黄葡萄球菌,酶解

羊肝具有补血、养肝、明目等功效, 可用于牙疳肿痛、雀目、青盲、翳膜羞明等症[1]。羊肝富含营养物质, 其中VA含量可高达每百克29 900国际单位, 蛋白质为17.9 g/100g[2,3,4]。

目前, 对羊肝的利用较少, 加工方式多为手工作坊, 国内许多肉类加工厂没有对其充分利用, 一部分羊肝被废弃, 如果对其进行加工利用, 经济效益将非常可观。

对于羊肝的研究国内少有报道, 其中李黎[5]等人, 优化羊肝口服液的工艺条件, 实验结果表明VA含量可高达58.33μg/100 m L。代启超等[6]以羊肝、赤豆等为原料, 研究了制作无膻味羊肝羹的最佳工艺条件。韩志慧等人以菊花、胡萝卜、决明子、红枣等为原料, 通过发酵制作出明目羊肝羹。本研究从羊肝中进行酶解多肽的抑菌活性筛选并对其影响因素进行研究, 为羊肝的综合加工利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

羊肝购自天津武清区泉州路市场;胰蛋白酶来自南京奥多尼生物有限公司;大肠杆菌、金黄色葡萄球菌由天津天狮学院生物与食品工程学院提供。

1.2 主要仪器设备

斩拌机, 石家庄晓进机械制造科技有限公司;BPX-272培养箱, 博讯电热恒温有限公司;UV2550紫外分光光度计, 岛津中国有限公司;恒温水浴锅, 东莞市海达仪器有限公司;TG16KR高速冷冻台式离心机, 长沙东旺实验仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

羊肝→清洗→切块→煮沸→斩拌→分装→酶解 (p H8.0) →灭酶→离心 (3500 r/min, 15 min) →取上清液→接菌→抑菌实验

1.3.2 抑菌率的测定

经高压灭菌的5 m L液体置于培养基试管中, 无菌操作分别接入0.1 m L大肠杆菌、金黄葡萄球菌菌液, 再依次加入羊肝酶解液1 m L, 摇匀后37℃培养12 h。在600 nm处测定, 以蒸馏水作为空白组, 对照组不加酶解液, 同样条件下培养测定吸光度A0。

抑菌率%=[ (A0-An) /A0]×100%

1.3.3 单因素试验

以抑菌率为指标, 选取酶解温度、酶解时间、酶用量、底物浓度作为影响因素, 发酵条件见表1, 每个水平有5个, 重复3个平行。

1.3.4 正交试验

在单因素试验的基础上 (见表2) , 以抑菌率为评价指标, 设计四因素三水平, 得出最佳酶解条件。

2 结果分析

2.1 羊肝多肽酶解的单因素实验设计结果

2.1.1 酶解温度对羊肝多肽抑菌效果的影响

从图1可以看出, 当酶解温度为45℃时羊肝酶解液对金黄葡萄球菌的抑菌效果最好, 而羊肝酶解液只对金黄葡萄球菌具有抑菌效果, 随着温度的增加抑菌率逐渐增大, 综合考虑选

2.1.2 酶解时间对羊肝多肽抑菌效果的影响

由图2可知, 随着时间的延长, 羊肝酶解产物对金黄葡萄球菌的抑菌活性呈现先增加后降低的趋势, 6 h时酶解产物的抑菌率达到最大。原因可能是随着时间的延长, 酶解程度不断加深, 6h之前, 抑菌活性随着多肽含量的增加而增强;6h以后, 酶解继续进行, 可能将有抑菌活性的肽分解成为比之前更小的分子肽, 此时的肽不具有抑菌活性。因此, 选择最佳酶解时间5~7h。

2.1.3 酶用量对羊肝多肽抑菌效果的影响

如图3所示, 随着酶用量的增加, 羊肝酶解液对金黄葡萄球菌的抑菌率逐渐升高。综合考虑, 酶用量为3750U/g时对两种菌的抑菌效果最好。

2.1.4 底物浓度对羊肝多肽抑菌效果的影响

如图4所示, 随着底物浓度的增加, 羊肝酶解物对大肠杆菌的抑菌效果在逐渐增加, 而对金黄葡萄球菌的抑菌效果先逐渐增加后减少, 综合考虑, 当底物浓度为1:6时, 羊肝多肽酶解液对两种菌的抑菌效果最好。

2.2 正交实验结果

从表3方差分析表中可以得出, 以大肠杆菌为抑菌率指标时, 最佳的酶解条件为酶解温度45℃, 酶解时间7 h, 酶用量4 500 U/g, 底物浓度为1:7。当以金黄葡萄球菌为抑菌率指标时, 最佳的酶解条件是酶解温度50℃, 酶解时间7 h, 酶用量4 500 U/g, 底物浓度为1:6。经验证, 当酶解温度45℃, 酶解时间7 h, 酶用量4 500U/g, 底物浓度为1:7, 此时大肠杆菌抑菌率为36.77%, 金黄葡萄球菌抑菌率为17.32%;当酶解温度50℃, 酶解时间7 h, 酶用量4 500 U/g, 底物浓度为1:6, 此时大肠杆菌抑菌率为39.91%, 金黄葡萄球菌抑菌率为25.43%。综合所有因素, 最佳条件为酶解温度50℃, 酶解时间7 h, 酶用量4 500 U/g, 底物浓度为1:6。

3 结论

采用单因素和正交试验设计, 以抑菌率为指标得出胰蛋白酶的最佳酶解工艺条件为:当酶解温度50℃, 酶解时间7 h, 酶用量4 500 U/g, 底物浓度为1:6, 此时大肠杆菌抑菌率为39.91%, 金黄葡萄球菌抑菌率为25.43%, 抑菌效果均比较好。本研究结果对今后羊肝酶解生产抗菌肽的研究, 提供了一些理论数据, 同时对羊肝蛋白活性肽在食品和药品中的应用, 起到一定的推动作用, 具有比较大的实践性意义。

参考文献

[1]严英.动物肝的营养保健作用[J].药膳食疗, 2004 (5) :18.

[2]杨月欣, 王光亚, 潘兴昌.中国食物成分表2002[M].北京:北京大学医学出版社, 2002.

[3]姚碧霞, 曾琼萍, 肖富玉, 等.几种动物肝脏中V A的含量分析[J].应用化工, 2008, 37 (8) :953-954.

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 5009.82-2003食品中V A和V E的测定[S].北京:中国标准出版社, 2003.

[5]李黎, 马俪珍, 唐燕.明目羊肝口服液关键工艺优化参数研究[J].食品科技, 2012, 37 (5) :95-95.

玉米秸秆酶解条件的试验研究 篇3

纤维素是地球上最丰富和最廉价的可再生资源。目前,纤维素材料利用率极低,大部分被抛弃或焚烧,不仅造成巨大的资源浪费,而且污染环境,带来公害。由于酶解反应条件温和、设备简单、能耗低以及污染小,所以纤维素酶解条件的研究得到广泛重视。

本文用纤维素酶对玉米秸秆进行酶解,探讨了温度、pH值、固液比、酶浓度和酶解时间等对玉米秸秆酶解条件的影响,以便为玉米秸秆生产酒精提供一定的参考。

1 试验材料和方法

1.1 材料

玉米秸秆取自沈阳农业大学能源研究示范基地,其成分如表1所示。纤维素酶购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验方法

在温度为50℃、pH值为5、酶浓度为1.5g/L、固液比为1:10、酶解时间为48h的基础上,分别设置不同的梯度条件,研究温度、pH值、酶浓度、固液比和时间对玉米秸秆酶解条件的影响。

1.3 玉米秸秆的酶解

称取一定量的玉米秸秆装入250mL三角瓶中,与装有100mL蒸馏水的三角瓶一同灭菌。冷却后加入一定量的纤维素酶,混匀。在给定的温度、pH值和时间下反应,待反应结束后过滤。

2 结果与分析

2.1 温度对得糖量的影响

取30,35,40,45,50℃等5个温度梯度,研究温度对玉米秸秆酶解条件的影响,结果如图1所示。

由图1可知,还原糖[1]和总糖含量随温度的升高而升高。当温度达到45℃时,如果温度再升高,还原糖和总糖含量反而下降,而蔗糖含量随温度的变化不大。在酶解反应中,温度是一个重要的因素,它不仅影响反应速度,而且影响纤维素酶的活性。当温度升高时,与一般的化学反应一样,反应速度加快,有利于纤维素酶解的进行;但随着温度的继续升高,酶蛋白逐渐变性,反应速度随之下降。因此,酶解反应存在一个最适温度。实验结果表明,纤维素酶解的最适温度是45℃。在此温度下, 还原糖含量为3.39g,总糖含量为3.66g,蔗糖含量为0.27g。温度升高到50℃时,得糖量反而下降,这主要是由于纤维素酶的酶活下降,导致纤维素酶解速度下降,得糖量降低。如果有更高的温度,纤维素酶蛋白分子可能会迅速变性[2],酶解速度反而会更慢。

2.2 pH值对得糖量的影响

取3,4,5,6,7等5个pH值梯度,研究pH值对玉米秸秆酶解条件的影响,结果如图2所示。

由图2可知,pH值为5时得糖量最高,还原糖含量为3.28g,总糖含量为3.54g,蔗糖含量为0.27g。由于纤维素酶的活性受其环境pH值的影响,在一定pH值的条件下,酶反应有最大反应速度,高于或低于此值,反应速度下降。pH值的改变可引起纤维素酶活的损失,还能影响酶活性中心催化基团和底物的解离状态,使底物不能与其结合或结合后不能生成产物[3]。因此,纤维素酶解时,要适当控制酶解体系的pH值,使纤维素酶呈现出最大活力。

2.3 固液比对得糖量的影响

取5:100,10:100,15:100,20:100,25:100等5个固液比梯度,研究温度对玉米秸秆酶解条件的影响,结果如图3所示。

由图3可知,固液比为1:10时得糖量最高,还原糖含量为3.14g,总糖含量为3.46g,蔗糖含量为0.32g。在其他条件一定时,当底物浓度较低时,反应没达到饱和,反应速度随底物浓度的增加而迅速增加;而后底物继续增加时,反应速度增加率就比较小;当底物浓度增加至某种程度时,反应饱和或趋于饱和,反应速度达到一个极限值;此后即使再增加底物浓度时,反应速度增加较小或不再增加。底物过量时,超出酶对应的底物上限的那部分就不会被酶解,同时底物过量会增加酶解反应的不均一性,因此影响了酶解的反应。

2.4 酶浓度对得糖量的影响

取0.5,1.0,1.5,2.0,2.5g/L等5个酶浓度梯度,研究酶浓度对玉米秸秆酶解条件的影响,结果如图4所示。

由图4可知,随着纤维素酶浓度的增加,糖量不断增高,在酶浓度为1.5 g/L时得糖量最高, 还原糖含量为3.38g,总糖含量为3.68g,蔗糖含量为0.30g;但是随着酶浓度的继续增高,得糖量反而下降。当酶量较少时,反应速度太慢,许多玉米秸秆没有机会与酶结合,产糖量较少;酶量较多时,由于反应已达到饱和,会造成不必要的浪费。因此,需要确定适当的酶添加量[4]。

2.5 酶解时间对得糖量的影响

分别在12,24,36,48,60,72h等6个时间段测定得糖量,研究酶解时间对玉米秸秆酶解条件的影响,结果如图5所示。

由图5可知,在反应的初始阶段,得糖量增加较快,反应时间到达48h后,得糖量反而下降。这主要因为:一方面随着反应进行,产物逐渐增多,抑制作用增强,即产物中含有的有毒和有害物质对酶解反应有抑制作用;另一方面,随着反应时间的延长部分糖被降解[5]。

3 结语

本文利用纤维素酶对玉米秸秆进行酶解试验,研究了温度、pH值、固液比、酶浓度以及酶解时间对玉米秸秆酶解的影响。根据实验结果玉米秸秆酶解的最佳条件:温度为45℃,pH值为5,固液比为1:10,酶浓度为1.5g/L,酶解时间为48h。在此条件下,玉米秸秆酶鲜得糖量最高, 还原糖含量为3.39g,总糖含量为3.66g,蔗糖含量为0.27g。

摘要：以玉米秸秆酶解的过程为研究对象,研究了各因素对酶解得糖量的影响。得出最优条件:温度为45℃,pH值为5,固液比为1:10,酶浓度为1.5g/L,酶解时间为48h。此时,还原糖含量为3.39g,总糖含量为3.66g,蔗糖含量为0.27g。

关键词：玉米秸秆,纤维素酶,酶解

参考文献

[1]稳宏,吴大雄,高新,等.麦秸纤维素酶解法产糖预处理工艺条件研究[J].西北大学学报(自然科学版),1997,27(3):227-230.

[2]栗薇,吴正舜.木屑纤维素酶水解条件的试验研究[J].可再生能源,2007,25(2):42.

[3]万年升,郭荣富.纤维素酶的作用因素和应用中应注意的问题[J].生物技术应用,2002,23(7):41.

[4]何勇,薛立新,李树俊.纤维素酶水解汽爆秸秆的研究[J].酿酒,2007,34(4):98-99.

[5]刘斌,蔡敬民,吴克,等.纤维素酶对稻草秸秆水解的研究[J].中国饲料,2007(5):33-34.

蟹肉风味蛋白酶酶解工艺研究 篇4

1 实验材料

煮熟的梭子蟹肉备用, 胰蛋白酶, 碱性蛋白酶, 风味蛋白酶, 木瓜蛋白酶和胃蛋白酶购买于北京索莱宝科技有限公司。

S-2C型PH计, 恒温水浴锅, CS501型水域锅。

2 试验方法

2.1 蛋白质含量的测定

本文参照半微量凯氏定氮法[3]。

2.2 梭子蟹的酶解方法

称取20 g梭子蟹用粉碎机打碎成粉, 加入100 m L蒸馏水。调节水浴锅至预定温度, 将底物先预热10min, 酸碱调制所需p H值, 再加入E/S为4%的蛋白酶进行酶解, 酶解达到预定时间后, 沸水浴灭酶活5min, 以终止酶解反应, 迅速冷却至室温, 以5000rpm离心10min, 倾倒出上清液定容至30m L备用, 并在同条件下做无底物对照组。

2.3 最佳用酶的选择及口感的评定方法

选用木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶、风味蛋白酶这5种蛋白酶在各自适宜酶解温度、p H、时间、酶与底物之比E/S为4%的条件下进行酶解反应, 对不同酶解后的水解液, 通过离心机用4000 r离心5min, 收集上清液并煮沸, 供评定小组进行评定。同时, 测定蟹肉的水解度。评定小组由10位组成, 其评定严格的按照规范进行, 评分表如下图所示。将评定结果进行打分, 并求出不同酶解液酶解后的感官分数[4]。

2.4 风味蛋白酶的单因素实验

根据口感实验筛选出木瓜蛋白酶为最佳对的酶解条件, 所以以DH%为指标, 对风味蛋白酶解p H、温度、E/S和时间进行单因素实验。对风味蛋白酶酶解时间进行单因素实验, 酶解温度为40℃, E/S为3%, p H为6.5, 酶解时间为2h, 4h, 6h, 8h, 10h。对温度进行单因素实验, 控制风味蛋白酶的水解时间为6h, E/S为3%, p H为6.5, 酶解温度为变量为25℃, 35℃, 45℃, 55℃, 65℃, 75℃。对风味蛋白酶酶解的p H进行单因素实验, 控制解时间为6h, 温度为55℃, E/S为3%, 酶解p H为变量为3, 4, 5, 6, 7和8。对风味蛋白酶的酶解E/S进行单因素实验, 控制酶解时间为6h, 温度为55℃, 酶解p H为7, E/S的变量为2%, 3%, 4%, 5%, 6%。

3 实验与结果

3.1 最佳用酶的选择

经测定水解度的测定发现风味蛋白酶的水解度最大, 达到30.34±0.31%, 且与弹性蛋白酶, 胃蛋白酶, 胰蛋白酶, 菠萝蛋白酶和风味蛋白酶之间存在着显著的差异。经过10位鉴定成员对酶解后的蟹肉进行得分评定, 风味蛋白酶的得分最高为78.0±5.0%, 比较水解度与得分之间的关系还发现水解度与蟹肉的得分有着相关性, 在某种程度上, 水解度越大, 得分越高。

3.2 风味蛋白酶单因素实验优化的结果

分别对风味蛋白酶进行时间, 温度, p H和E/S进行单因素实验, 可以看出在6h内, 随着酶解时间的延长, 水解度是不断增加的, 达到最大值为30.76±0.82%, 酶解10h的水解度与6小时的差异不显著。所以酶解时间为6小时, 较为合适。从图1 B可以看出当温度为55℃时, 酶解效果最大为30.56±0.87%, 且水解度与其它温度差异较为显著, 最适的酶解温度为55℃。从图1C可以看出p H为7时, 水解度最大为30.21±0.62%, 从图1 D中可以看出最佳E/S为4%。所以, 风味蛋白酶对蟹肉蛋白最佳的水解条件为时间6h, 温度为55℃, p H为7, E/S为4%。

4 结论

通过对五种不同的蛋白酶进行选择, 选择出风味蛋白酶的水解度和鉴定得分最好分别为30.34±0.31%和78.0±5.0。在对风味蛋白酶进行单因素条件的优化, 得出最佳的酶解条件为时间6h, 温度为55℃, p H为7, E/S为4%。并在此条件下测得水解度为32.24±0.34%, 鉴定得分为80.4±4.0。

用木瓜蛋白酶的酶解效果较好, 在最佳的酶解工艺条件下, 蟹肉下脚料的水解度可达到32.24%左右, 蟹鲜味微淡, 很香, 与天然的蟹香味较为接近。

参考文献

[1]扈文胜.食品常用数据手册[M].北京:中国食品出版社, 1987.

[2]乐坚.酶法水解甲鱼蛋白的研究[J].食品工业科技, 1997 (06) :46.

[3]张华山.酶法水解猪血蛋白的研究[J].粮食与饲料工业, 1999 (08) :33-34.

紫薯浆制备及酶解工艺的研究 篇5

1.1 材料

紫薯:在福州永辉超市购买 (川山薯品种) , 品质要求:优质、无病虫害、无机械损伤、无变质、皮薄;

高温α-淀粉酶 (α-Amylase) :20000U/g, 由aladin试剂 (上海) 有限公司提供。

1.2 主要仪器

A88组织捣碎机:江苏省金坛市医疗仪器厂;

PHS-3C精密p H计:梅特勒-托利多仪器 (上海) 有限公司;

AB204-N电子天平:梅特勒-托利多仪器 (上海) 有限公司;

2002型水浴恒温振荡器:常州国华电器有限公司;

LD5-2B型离心机:北京众益中和生物技术有限公司;

UV2000紫外可见分光光度计:日本岛津仪器有限公司。

1.3 试验方法

可溶性固形物测定方法:GB/T12143-2008;

总糖的测定方法:GB/T5009.8-2008;

淀粉的测定方法:GB/T5009.9-2008;

还原糖的测定方法:还原糖含量能够间接反映酶解的程度, 以100g酶解液为基准, 按GB/T5009.7-2008方法测定。

1.4 紫薯蒸煮时间的确定

挑选新鲜紫薯, 洗净、去皮后切成2~3cm的薯块, 于100℃下蒸煮0min、5min、10min、15min、20min后, 再分别以1∶5料水比打浆, 观察紫薯浆液状态, 确定紫薯的最佳蒸煮时间。

1.5 紫薯浆酶解液最佳料水比的确定

挑选新鲜紫薯, 洗净、去皮后切成2~3cm的薯块, 于100℃蒸煮10min后, 再以一定的料水比 (1∶1, 1∶3, 1∶5, 1∶10, 1∶15, m/m) 打浆, 3000r/min离心10min, 测定滤液中的可溶性固形物、总糖以及淀粉的含量。

1.6 紫薯浆酶解工艺的研究

挑选新鲜紫薯, 洗净、去皮后切成2~3cm的薯块, 于100℃下蒸煮10min后, 再以1∶5 (m/m) 料水比打浆, 制成紫薯浆预酶解液。进行试验的每组紫薯浆质量100g, 酶解后3000r/min离心10min, 取上清液测定还原糖含量。

1.7 高温α-淀粉酶酶解条件的研究

将高温α-淀粉酶加入紫薯汁中, 分别进行加酶量、酶解时间、酶解温度和最适p H的研究, 确定高温α-淀粉酶酶解条件。

2 结果与分析

2.1 紫薯蒸煮时间的确定

紫薯的蒸煮是为了使淀粉充分糊化, 进而利于酶解, 蒸煮结果如表1所示。未蒸煮而直接打浆的紫薯汁粘度差, 色泽也较差, 不利于酶解;比较不同蒸煮时间后的打浆液后, 得出蒸煮10min的紫薯汁状态最好, 香味和粘度都比较适宜。

2.2 紫薯汁酶解浆液最佳料水比的研究

紫薯与水的打浆比例影响着调配过程中饮料的风味:过高的水分会使物料过稀, 易造成酶解后紫薯原浆浓度过低, 影响紫薯饮料的调配过程;而过少的水分不能完全把紫薯浸没, 导致浆液过于浓稠, 影响酶解效率。本文比较了不同料水比对紫薯滤液可溶性固形物、总糖和淀粉含量的影响, 结果见表2。

由表2可知, 随着料水比的变化, 紫薯汁中3个测定指标的都呈一定的变化规律。可溶性固形物, 先下降后增大, 并在料水比为1∶5处达到最大, 而后可溶性固形物又开始下降;而总糖和淀粉的含量则随着料水比的增大而增大, 在1∶5处达到稳定。综合考虑提取效率和饮料风味等因素, 选择1∶5作为紫薯打浆的最佳料水比。

2.3 高温α-淀粉酶酶解条件的研究

2.3.1 加酶量对酶解效果的影响

分别取紫薯汁6组, 按高温α-淀粉酶0 U/g、10 U/g、20U/g、30 U/g、40 U/g、50U/g, 在温度90℃, p H6.5条件下酶解1h, 测定还原糖的含量, 结果见图1。

由图1可知, 当高温α-淀粉酶用量为20U/g时, 紫薯汁的还原糖含量达到最高, 而后继续增大加酶量, 紫薯汁的还原糖含量也不再增加。说明紫薯汁中的淀粉已经基本被作用完全, 所以确定高温α-淀粉酶的适宜添加量为20U/g。

2.3.2 酶解温度对酶解效果的影响

分别取紫薯汁6组, 按高温α-淀粉酶20U/g, 在温度75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃, p H6.5条件下酶解1h, 测定还原糖的含量, 结果见图2。

酶是蛋白质类物质, 温度对酶活性的影响很大, 因此, 选择一个合适的酶解温度能提高产品的得率。由图2可知, 在一定条件下, 紫薯汁还原糖含量随着温度的升高而加大, 在90℃时, 还原糖含量达到最高水平。超过90℃时, 酶的活性减弱, 酶解率下降。因此, 确定90℃为高温α-淀粉酶的最佳水解温度。

2.3.3 酶解p H对酶解效果的影响

分别取紫薯汁9组, 按高温α-淀粉酶20U/g, 在温度90℃, p H为3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0条件下酶解1h, 测定还原糖的含量, 结果见图3。

在不同p H环境下, 酶所表现的活力不一样, 酶解率也是不同的。由图3可知, 高温α-淀粉酶酶解时的p H环境是弱酸性的, 以p H3.0为起点, 随着p H值的升高, 紫薯汁中还原糖含量随之增大;在p H值为6.0时, 紫薯汁中还原糖含量达到最高。而后继续升高p H值, 还原糖含量之下降。因此, 选取p H6.0为高温α-淀粉酶的最佳酶解p H值。

2.3.4 酶解时间对酶解效果的影响

分别取紫薯汁6组, 按高温α-淀粉酶20U/g, 在温度90℃, p H为6.0条件下酶解15min、30min、45min、60min、90min、120min, 测定还原糖的含量, 结果见图4。

由图4可知, 随着水解时间的增加, 紫薯汁的还原糖含量也逐渐增加, 当酶解时间为60min时还原糖含量达到最高;当酶解时间超过60min后, 底物基本被酶解完全, 因此, 选取60min为高温α-淀粉酶的最佳酶解时间。

3 结语

通过比较确定紫薯的最佳蒸煮时间为10min, 紫薯打浆的料水比为1:5;高温α-淀粉酶酶解紫薯汁的工艺参数为:加酶量20U/g, 酶解温度90℃, 酶解时间60min, p H6.0。

参考文献

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[3]母丽萍, 雷激, 李博, 等.紫甘薯饮料制备工艺研究[J].食品科学, 2010 (20) .

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[5]全国食品工业标准化技术委员会, 中国食品发酵工业研究院, 等.GB/T12143-2008饮料通用分析方法[S].北京:中国标准出版社2008.

[6]卫生部食品卫生监督检验所.GB/T5009.8食品中蔗糖的测定[S].北京:中国标准出版社, 2008.

[7]中国疾病预防控制中心营养与食品安全所, 北京市疾病预防控制中心.GB/T5009.9食品中淀粉的测定[S].北京:中国标准出版社, 2008.

六种蛋白酶酶解效果的研究 篇6

蛋白质是动物生长的物质基础,主要来源于动植物性蛋白饲料。但由于动物自身往往不能分泌足够的蛋白酶来消化饲料中的蛋白质,不但降低了蛋白质利用率还容易引起动物腹泻、生长迟缓等营养性疾病[1]。在饲料中添加蛋白酶可以补充动物内源蛋白酶,提高内源蛋白酶活性,将一些难以消化的蛋白质水解成利于吸收的肽和氨基酸[2~4],并产生活性物质提高动物的激素代谢水平[5],从而提高饲料中蛋白质的利用率[6]和动物免疫力。据研究,在饲料中添加一种含木聚糖酶、β-葡聚糖酶和蛋白酶的复合酶可有效提高生长猪日增重和饲料报酬[7]。Ghazi等[8]研究表明,在肉鸡豆粕饲料中添加蛋白酶,可提高饲料真代谢和真氮消化率。Drew等[9]发现,在虹鳟鱼日粮中添加蛋白酶,可提高消化率改善生长性能。有研究证明,在幼龄动物饲料中添加蛋白酶有改善断奶后消化不良、降低腹泻率等特殊作用[10,11]。然而近年来,对饲用蛋白酶的研究多以常见的蛋白酶,如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等为主,对新型饲用蛋白酶的研究却鲜有报道。随着畜牧业的不断发展,开发更高效更适合饲料原料的新型蛋白酶制剂显得越来越重要。

我国蛋白饲料严重短缺,在饲料生产中多使用工业废料如豆粕、菜籽粕、花生粕等为主要蛋白原料,其开发及利用一直是学术界的焦点。本实验以肽含量为指标,研究六种酶对饲料中应用最多的豆粕、玉米芽粕、花生粕、菜籽粕、酒糟及新型饲料原料黄粉虫、地鳖的酶解效果,研究其酶解特性,为开发新型饲用蛋白酶提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豆粕、玉米芽粕、花生粕、菜籽粕、酒糟、黄粉虫、地鳖虫由青岛农业大学食品科学与工程学院中韩食品生物技术研究所提供。

1号蛋白酶产自黑曲霉,最适温度50 ℃,最适pH值3.5;2号蛋白酶产自枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis),最适温度55℃,最适pH值7.0;3号蛋白酶产自地衣芽胞杆菌,最适温度50 ℃,最适pH值10;4号蛋白酶产自地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis),最适温度55 ℃,最适pH值8.5;5号蛋白酶产自黑曲霉(Asperqillus niger),最适温度50℃,最适pH值9.0;6号蛋白酶产自黑曲霉,最适温度55 ℃,最适pH值8.0。上述蛋白酶均由四川绵阳禾本生物工程有限公司提供。

二喹啉甲酸(BCA)蛋白质检测试剂盒,北京泰天河生物技术有限公司;牛血清白蛋白(BSA)标准品,原平皓生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

FD8-3a冷冻干燥机,美国SIM公司;RE-6000旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器公司;UV-2000紫外分光光度计,上海尤尼柯仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 酶解过程的表征

将六种不同的蛋白酶样品分别按其最佳酶解温度和最佳酶解pH值对豆粕、玉米芽粕、花生粕、菜籽粕、酒糟、黄粉虫及地鳖虫进行酶解。料液比为1∶15,调节最佳酶 解pH值,每克原料 加酶量为100μg,在最佳酶解温度下水浴振荡酶解,分别设定酶解时间为0、2、4、6、8、10、12h,每个时间点取样后,样品经80 ℃水浴灭酶处理15min,离心取上清液即为酶解液。

1.3.2 酶解样品肽含量的测定

取BCA母液A和B按体积50∶1比例混合,取20μL酶解样品,加入200μL BCA工作液,充分混匀,37℃水浴1h,在562nm下测定吸光度。以0.9%NaCl溶液做空 白对照,用BSA制作标准 曲线,得BSA标准曲线的回归方程为y=1.884 7x+0.003 3 (R2=0.999 1)。

2 结果与分析

2.1 不同蛋白酶样品酶解豆粕肽含量

由图1可知,豆粕酶解液中肽含量总体呈先增后降的趋势。在最初的2h内,除1号蛋白酶外,其他蛋白酶的酶解效率都很高,其中3号蛋白酶效率最高,2h以后蛋白酶酶解效率逐渐降低。4号蛋白酶酶解豆粕肽含量在6h时达到最高值,为17.47mg·L-1,3号蛋白酶酶解豆粕肽含量较4号略低,为16.96mg·L-1。可见3、4号蛋白酶可以在短时间内高效分解豆粕中的蛋白质,相较于其他几种蛋白酶实用性更强。

2.2 不同蛋白酶样品酶解玉米芽粕肽含量

由图2可知,酶解液中肽的含量在最初2h内增加明显,之后有小幅增加。其中3号蛋白酶酶解效率最好,酶解玉米 芽粕肽含 量达到6.72 mg·L-1。六种蛋白酶酶解玉米芽粕所得最终肽含量并不高,说明六种蛋白酶对玉米芽粕酶解能力不高。

2.3 不同蛋白酶样品酶解花生粕肽含量

由图3可知,3、4、5、6号蛋白酶酶解花生粕能力很强,实验的最初2h内酶解液中肽含量迅速增加,之后肽含量逐渐下降,5号蛋白酶酶解花生粕肽含量在4h时达到21.88 mg·L-1,酶解能力远高于其他5种蛋白酶。1、2号蛋白酶酶解花生粕能力较低,利用价值不大。

2.4 不同蛋白酶样品酶解菜籽粕肽含量

由图4可知,酶解过程中肽的含量在快速上升后保持稳定,且几种蛋白酶酶解液之间肽含量差异并不大。反应最初2h肽含量迅速增加,此时蛋白酶活力最高。六种蛋白酶的肽含量曲线近乎重叠,可知六种蛋白酶的酶解过程有相似性。综上可知,六种蛋白酶酶解菜籽粕能力都很高且差异不大。

2.5 不同蛋白酶样品酶解酒糟肽含量

由图5可见,肽含量在反应最初的4h内有明显增加,可知六种蛋白酶对酒糟的酶解能力在最初的4h最好。由肽含量曲线可知,六种蛋白酶对酒糟的酶解过程很相似,反应12h时六种蛋白酶酶解酒糟肽含量并不高且相差不大,可知六种蛋白酶对酒糟的酶解效果并不理想,其中3号蛋白酶酶解能力强于其他5种蛋白酶。

2.6 不同蛋白酶样品酶解黄粉虫肽含量

由图6可知,在反应最初的2h内,六种蛋白酶酶解效率都很高,之后1、2、3、4号蛋白酶酶解液中肽含量继续增加,在12h内呈上升趋势。其中3号蛋白酶酶解效果最好,反应12h时肽含量达到最高,为17.66mg·L-1,5、6号蛋白酶酶解液中肽含量在反应2h之后不再增加,说明其对黄粉虫的酶解效果较差,利用价值不大。

2.7 不同蛋白酶样品酶解地鳖肽含量

由图7可知,酶解液肽含量先升后降,在最初2h内地鳖虫酶解液中肽含量迅速增加,可知在这期间酶活力最强,其中3号蛋白酶酶解能力最为突出,在2h时酶解地鳖肽含量高达36mg·L-1,在反应4h后酶解液肽含量开始明显下降。综上可知,六种蛋白酶中3号蛋白酶酶解地鳖虫能力最好,最佳酶解时间为2h。

3 结 论

酶解处理 篇7

芦荟属植物颇受大众喜爱, 主要因其易于栽种, 为花叶兼备的观赏植物。可食用的品种只有六种, 而当中具有药有价值的芦荟品种主要有:洋芦荟 (又名巴巴多斯芦荟或翠叶芦荟Aloe Barbadensis/Aloe Vera) 库拉索芦荟 (分布于非洲北部、西印度群岛) , 好望角芦荟 (分布于非洲南部) , 元江芦荟等。目前芦荟在食品中的应用越来越广泛, 主要用于饮品酒类等产品的添加[4,5,6,7]。

试将芦荟经过榨汁处理, 添加于大麦啤酒中, 生产新型芦荟啤酒, 开发一种新型保健生啤酒。将经发酵制得的啤酒清酒与芦荟酶解液按一定比例勾兑。该文对该生产过程中芦荟酶解工艺进行研究。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

芦荟, 果胶酶, 菲林试剂等。

酒度计、m321106过滤机、LG10-2.4A型高速离心机、北京瑞邦兴业科技有限公司。

1.2 芦荟汁生产工艺流程

芦荟鲜叶→清洗消毒→破碎→酶解→过滤→高温瞬时灭菌→贮存。

1.3 操作要点

1.3.1 芦荟鲜叶分选

选择2~3年以上叶龄、生长良好、整齐的芦荟叶, 在根茎处用刀划一个口, 用手掰下, 取鲜叶, 在4~7℃条件下保存。

1.3.2 清洗消毒

去除叶根、叶尖, 并去除腐烂、变黄部位后, 用清水漂洗干净, 去除泥尘。飘洗用水最好用深层井水或经处理后的酿造用水最好, 不能用含漂白剂的自来水, 漂白剂可导致芦荟变色、变质。用0.2%次氯酸钠水溶液将鲜芦荟叶浸泡2~3min后, 再用无菌水漂洗干净。

1.3.3 破碎

将带有叶外皮的芦荟叶用粉碎机搅碎, 得芦荟浆汁。

1.3.4 酶解榨汁

采用果胶酶, 设置三个因素, 每因素三水平, 对芦荟进行酶解正交试验, 以出汁率为标准, 确定影响因素。因素表见表1。

1.3.5 过滤

对酶解后的芦荟汁进行过滤, 滤汁备用。

1.3.6 杀菌、备用

采用120℃、3~10 s灭菌工艺, 然后立即冷却至0~4℃, 得芦荟提取液备用。

2 芦荟汁酶解结果与分析

由表2可以看出, 各因素对产品综合品质影响程度由强到弱依次为B>C>A, 即酶解温度对产品风味影响最大, 其次是酶解时间和加酶量, 通过分析显示最优水平组合为A2B2C2, 即:加酶量为0.04%, 酶解温度为45℃, 酶解时间为2.0h时, 芦荟啤酒的口感最好。

3 结语

对芦荟汁的酶解条件进行优化, 果胶酶添加量为0.04%, 温度为45℃, 时间为2h, 出汁率最佳。

参考文献

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[2]于丽萍.国外啤酒生产新技术概览[J].啤酒科技, 2007 (4) .

[3]赵玉生, 于然.啤酒保鲜的新技术——超高压[J].酿酒科技, 2007 (4) .

[4]黄友琴.芦荟果肉饮料的研制[J].广西轻工业, 2010 (9) .

[5]刘凤珠, 牛小明.芦荟啤酒的研制[J].食品工程, 2008 (1) .

[6]付小兰, 万谦, 高恩丽, 等.芦荟化学成分的研究进展[J].广东化工, 2008 (10) .