摘要：采用復(fù)合酶水解大豆分離蛋白制備復(fù)合氨基酸，為提高大豆分離蛋白的水解度，提高產(chǎn)品中的游離氨基酸含量，采用Design-Expert軟件中的Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)酶解工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：復(fù)合酶水解大豆分離蛋白的最佳水解條件為溫度51.83℃、pH7.15、底物濃度13.74%，在此條件下酶解10h，大豆分離蛋白的水解度可達(dá)52.65%。

關(guān)鍵詞：大豆分離蛋白、酶解、響應(yīng)面

中圖分類號(hào)：TS214.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2015）08-0000-00

我國(guó)具有豐富的大豆資源，大豆是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)糧食作物，其蛋白質(zhì)組成與全價(jià)蛋白非常接近。在我國(guó)，大豆制品具有豐富的種類，大豆分離蛋白（SPI）是其中非常重要的一種蛋白質(zhì)制品，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，富含人體必需氨基酸，不含膽固醇，在食品等行業(yè)中應(yīng)用廣泛[1]。但是由于大豆分離蛋白的水溶性較差，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大部分蛋白分子量在10萬以上，在人們食用過程中消化率和生物利用率偏低[2]。因此，對(duì)大豆分離蛋白進(jìn)行水解，降低大豆分離蛋白的分子量，尤其是水解得到更易于吸收利用的復(fù)合氨基酸，提高大豆的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值，是大豆蛋白制品深加工的熱點(diǎn)研究課題。本試驗(yàn)選用大豆分離蛋白為原料，使用復(fù)合酶水解大豆分離蛋白，使用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)酶解的溫度、pH、底物濃度進(jìn)行優(yōu)化，以獲得更高的蛋白水解度（DH）。

1 材料和方法

1.1 材料和試劑

SPI購(gòu)自山東萬得福實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，復(fù)合蛋白酶購(gòu)自諾維信（中國(guó)）生物技術(shù)有限公司，其他試劑為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?/p>

1.2 方法

1.2.1 水解度的測(cè)定方法[3]

DH是以水解后生成的α-氨基酸氮的量占樣品總氮含量的百分比表示。使用復(fù)合蛋白酶對(duì)大豆分離蛋白進(jìn)行水解10小時(shí)。水解后的α-氨基酸氮的量由甲醛滴定法測(cè)得，樣品總氮含量由凱氏定氮法測(cè)得[4]。

1.2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

使用Box-Behnken Design（BBD）響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)法[5]，以酶解反應(yīng)的溫度、pH、底物濃度為考察因素，分別以A、B、C表示，以酶解后大豆分離蛋白的水解度（DH）為考察指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Design-Expert（8.05b）軟件對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立線性回歸模型，計(jì)算出最優(yōu)指標(biāo)和相對(duì)應(yīng)的各因素的水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

設(shè)定酶解反應(yīng)的溫度、pH、底物濃度的因素水平見表1所示，采用Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)法進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)安排與結(jié)果如表2所示。

2.2 回歸方程的建立

2.3 模型的方差分析

使用Design-Expert軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、回歸方程的顯著性檢驗(yàn)，如表3所示。

由表3 回歸模型的方差分析中可以看出，通過Design-Expert軟件計(jì)算得到的多元回歸方程模型p值=0.0003顯著，而失擬項(xiàng)p值=0.9611不顯著，說明模型的擬合度較好。

2.4 響應(yīng)因子水平優(yōu)化

使用Design-Expert軟件做出回歸模型響應(yīng)值與因素水平間的響應(yīng)曲面和等高線圖，見圖1。

從圖1中可以看出各因素水平對(duì)響應(yīng)值的影響變化趨勢(shì)。使用Design-Expert軟件得到最佳的因素水平為：溫度為51.83℃，pH為7.15，底物濃度為13.74%。在此條件下，DH的最大預(yù)測(cè)值為52.35%。以該條件進(jìn)行了3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的DH平均值為52.65%，與預(yù)測(cè)值吻合度較高，說明該響應(yīng)面模型能夠較好的反映實(shí)際試驗(yàn)情況。

3 結(jié)論

采用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)大豆分離蛋白酶解工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過Design-Expert軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到多元回歸方程和響應(yīng)面模型。利用該響應(yīng)面模型預(yù)測(cè)最優(yōu)試驗(yàn)條件：溫度為51.83℃，pH為7.15，底物濃度為13.74%。在此條件下試驗(yàn)三批，得到的DH平均值為52.65%，與模型預(yù)測(cè)值極為接近。

參考文獻(xiàn)：

[1] CHAPMAN H，LIU K.Expanding soybean food utilization[J].Food Technology，2000，54（7）：46-58.

[2] 谷克仁，梁少華.植物油料資源綜合利用[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001：236-238.

[3] 趙新淮，馮志彪.大豆蛋白水解物水解度測(cè)定的研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，26（2）：178-181.

[4] 大連輕工業(yè)學(xué)院，華南理工大學(xué).食品分析[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1994，141-160.

[5] Box GEP，Behnken DW.Some new three level designs for the study of quantitative variables[J].Technometrics，1960，2（4）：455-475.

收稿日期：2015-04-25

作者簡(jiǎn)介：蔡瑞燕（1984一），女，漢族，廣東潮陽人，大專學(xué)歷，助理工程師，主要從事食品生物技術(shù)方面工作。