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                碱性蛋白酶水解小麦面筋蛋白的研究

                陈倩婷

                (88老虎机网址)

                小麦面筋蛋白(俗称谷朊粉,活性蛋白粉)是小麦淀粉生产的副产物,其主要由麦谷蛋白和麦醇溶蛋白组成。面筋蛋白的蛋白含量高,因此可通过蛋白酶水解获得富含肽的溶液。但面筋蛋白是一种缺乏带电氨基酸残基的蛋白质,这是招致面筋蛋白水溶性不高的原因,而通过有限酶解的法子能提高其在水溶液中的溶解度,能被广泛应用于饲料和食品行业。本实验对小麦面筋蛋白酶法水解进行研究,为小麦面筋蛋白生物活性肽制备提供参考。

                1  材料和法子

                1.1  主要实验试剂

                碱性蛋白酶(广州市博仕奥生物科技有限公司);谷朊粉(河南天冠企业集团有限公司);茚三酮(上海伯奥生物科技有限公司)。

                1.2  实验仪器

                电子天平;恒温磁力搅拌器;精密pH计;数显恒温水浴锅;离血汗;可见分光光度计。

                1.3  实验法子

                1.3.1 工艺流程

                1.3.2 蛋白酶的活力测定

                碱性蛋白酶按福林酚法(QB/T 1803-1993)测定蛋白酶酶活。

                1.3.3 粗蛋白的测定

                凯氏定氮法(GB/T 5009.5-1985)

                1.3.4 水解度(DH)的测定

                蛋白质的水解度是指蛋白质水解反应过程中被裂开的肽键的百分数。

                利用茚三酮法先测定-NH2的含量后代入公式计算出水解度。

                式中,5.7——面筋蛋白的蛋白常数;

                          N——水解蛋白液中的氮含量,mg/mL

                          8.38——每克面筋蛋白的肽键毫摩尔数,mmol/g

                1.3.5 单酶水解面筋蛋白的工艺条件优化

                酶解反应的进行,主要涉及到底物浓度[S]、酶浓度[E]/[S]pH、反应时刻和温度等要素的影响,以水解度DH为考察指标,分别进行酶浓度、底物浓度、pH和温度四个要素的单要素进行实验。

                2  实验结果

                2.1  酶活的测定

                测得实验所用的碱性蛋白酶酶活为28.32×104U/g

                2.2  谷朊粉蛋白的测定

                根据凯氏定氮法,得到谷朊粉中蛋白的含量为78.62%

                2.3  小麦蛋白的溶解性

                根据文献资料,从表1可以看出,小麦蛋白在越相差中性的条件下,溶解性越高;小麦蛋白在pH 7时,溶解性极小,可以通过改变pH值及升高体系温度,使蛋白质的结构变,使疏水性氨基酸露,增加表面疏水性,并且随着带电荷的基团出现,此时蛋白具有两亲性,从而提高白溶解度,提高底物的浓度。针对麦谷蛋白的溶解性的特点,所选用的蛋白酶为呈酸性的蛋白酶或呈碱性的蛋白酶进行水解实验。因为碱性蛋白酶价格比较便宜,水解速度快,效率高,所以本实验挑选其作为水解面筋蛋白的蛋白酶。

                2.4  酶解反应的单要素实验

                2.4.1 反应时刻对酶解反应的影响

                根据文献参考,碱性蛋白酶水解速度快,水解度逐渐增大且增大速度快,水解3h后酶解继续进行,但水解的多是小分子部分,随着酶不断被消耗,活性降低,与酶作用的肽键逐渐减少,水解度变不大。但是反应时刻过长,受美拉德反应等的影响,获得的肽溶液颜色加深、不良气味加浓,所以确定适宜的反应时刻为3h

                2.4.2 底物浓度[S]对酶解反应的影响

                酶浓度[E]/[S]=5%,温度T=60pH=8.5,反应3h,研究碱性蛋白酶底物浓度对水解度的影响。参考文献,底物浓度低,有利于酶解反应的进行,但根据生产上的需求,底物浓度太低,酶解液需经过高倍浓缩,才能喷雾干燥,给生产带来不便;底物浓度太高,由于面筋蛋白难溶于水,浓度过常会造成面筋蛋白分散困难,甚至结团,阻碍了蛋白酶与底物的充分接触,水解度逐渐下降。由图1可知, [S]=8%时水解度最高为24.85%10%时为18.63%,综合考虑,挑选[S]= 10%

                 

                2.4.3 酶浓度对酶解反应的影响

                酶浓度高,会加速酶解反应,但酶浓度过高,提高了生产成本,招致反应产物的感官性能降低;过少的酶,则使反应速度降低,无法得到肽高得率的88老虎机手机版式,因此,选择合适的酶浓度是十分必要的。本实验研究酶浓度在1%-7%(g/g底物)范围内,底物浓度[S]=10%,温度T=60pH=8.5,反应3h,酶浓度对反应的影响。从图2可知,挑选[E]/[S]3%(g/g)的酶浓度。

                2.4.4 pH对酶解反应的影响

                底物浓度[S]=10%,酶浓度[E]/[S]=5%,温度T=60,反应3h,研究碱性蛋白酶pH对水解度的影响,从图3可以看出, 随着pH值的提高,水解度呈下降的趋势,酶与底物均有一定pH=8.0时水解度最高。

                2.4.5 温度对酶解反应的影响

                底物浓度[S]=10%,酶浓度[E]/[S]=5%pH=8.0反应3h,研究碱性蛋白酶pH对水解度的影响,碱性蛋白酶的最适温度范围为55-6055水解度为22.10%60水解度为22.54%,两者的水解度异样不明显,为降低能源消耗,可挑选水解温度为55

                3  结论

                主从确立了工艺流程,然后主要针对酶解过程,作了底物浓度、酶浓度及反应pH值和反应温度四个要素的单要素试验,确立了酶解反应的适宜条件为底物浓度[S]=10%[E]/[S]=3%(g/g)pH=8.0和温度T=55,水解3h,水解度可达到20%以上。此实验可为今后研究面筋蛋白活性肽提供参考。

                 

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