邱燕翔 陸志鴻 周子煜

廣州市味研生物工程科技有限公司 廣東省廣州市 510180

關(guān)于復(fù)合酶解可溶性蛋白酶制劑的工藝優(yōu)化

邱燕翔 陸志鴻 周子煜

廣州市味研生物工程科技有限公司 廣東省廣州市 510180

可溶性蛋白酶制劑屬于酶制劑中的常見一種，有胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等等多種，在食品加工、醫(yī)藥、重輕工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、能源等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本文以可溶性蛋白酶制劑為研究對象，采用復(fù)合酶解法對蛋膜蛋白的利用情況進(jìn)行實驗分析，通過實驗得到蛋膜蛋白利用率較高的條件。

復(fù)合酶解；可溶性蛋白酶；蛋膜蛋白；工藝優(yōu)化

雞蛋等禽蛋是人們?nèi)粘ｏ嬍持械囊环N常見食物，其不僅蛋清蛋黃營養(yǎng)豐富，而且蛋殼內(nèi)膜含有較多可利用物質(zhì)，以蛋白質(zhì)為主如復(fù)合蛋白、膠原蛋白等，是飼料、化工等行業(yè)主要原料來源。但由于這些蛋白大多屬于硬性蛋白，一般的酶很難將其溶解，而為了提高對蛋殼內(nèi)膜物質(zhì)的利用率，優(yōu)化酶制劑工藝，就需要采用復(fù)合酶解法。

1 實驗材料、儀器與方法

1.1 實驗材料、儀器

實驗材料選擇雞蛋殼，蛋白酶選擇胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶和胃蛋白酶；輔助試劑包括乙醚、乙酸、碳酸鈉、鹽酸、硫酸銅、硫酸鉀、磷酸二氫鈉等。所需實驗儀器設(shè)備主要有恒溫磁力攪拌器、萬能粉碎機(jī)、高速離心機(jī)、酸度計、消化爐、恒溫鼓風(fēng)干燥箱、自動定氮儀等[1]。

1.2 實驗方法及過程

1.2.1 提取蛋膜蛋白

使用天平等稱重儀器準(zhǔn)確稱量10g蛋膜，置入乙酸（體積分?jǐn)?shù)10%）和巰基丙酸（體積分?jǐn)?shù)1%）的500ml混合溶液中，然后放于90℃恒溫攪拌器中攪拌約8小時左右取出，再放入離心機(jī)中在一定轉(zhuǎn)速下獲取澄清溶液。使用氫氧化鈉溶液將得到的澄清溶液PH值調(diào)整到等電點處，調(diào)整好之后置于室溫下靜置半小時，采用同樣的轉(zhuǎn)速再次進(jìn)行離心處理，得到乳白色蛋白質(zhì)沉淀[2]。使用乙酸溶液（體積分?jǐn)?shù)10%）將蛋白質(zhì)沉淀溶解，經(jīng)透析處理后得到可溶性蛋白酶，取出留做備用。

1.2.2 復(fù)合酶解最佳工藝條件的確定

為了提高蛋膜蛋白的利用率，需要對復(fù)合酶解最佳酶解條件進(jìn)行確定，包括復(fù)合酶配比、用量、總用量，酶解時間、溫度、PH值等。選擇酶解效果較好的兩種酶制劑用于復(fù)合酶解，兩種酶的配比設(shè)定為1:1，總加酶量固定在1.5×104U/g，酶解時間設(shè)定在2小時。以同時加入和先后加入兩種方式分別進(jìn)行復(fù)合酶解實驗，觀察不同加酶方式對蛋膜蛋白酶解效果的影響。在總量固定的前提下，兩種酶用量不同確定最佳加酶量配比。

在膠原蛋白酶、木瓜蛋白酶等每種蛋白酶PH值和總加量固定、溫度與蛋白液質(zhì)量也固定的條件下，確定蛋膜蛋白水解速率、氮收率，確定復(fù)合酶解最佳總加酶量。在其他條件不變，蛋白質(zhì)量濃度、PH值、溫度、酶解時間與上述相同的情況下，以0.5間隔木瓜蛋白酶的PH值分別取5.0到8.0之間，堿性蛋白酶PH值分別取7.0到10.0之間，測定在兩種酶不同PH下蛋白的水解速率與氮收率，研究出最佳復(fù)合酶解PH值[3]。同樣其他條件不變，以0.25的間隔，將木瓜蛋白酶酶解時間取值設(shè)定在0.25至2之間的8個數(shù)據(jù)；以0.5的間隔，將堿性蛋白酶的酶解時間取值設(shè)定在0.5到3.5之間的7個數(shù)據(jù)，測定在該實驗下水解速率、氮收率及蛋膜蛋白酶解的最佳時間。以同樣的條件為基礎(chǔ)和前提，設(shè)定幾種不同溫度下（一般取40℃、50℃和60℃）酶的水解度及氮收率，最終確定最佳酶解溫度。

1.2.3 工藝優(yōu)化及成分測定

通過上述實驗發(fā)現(xiàn)，對酶解效果影響顯著的幾個因素主要是總加酶量、酶解溫度、酶解時間及PH值，其中堿性蛋白酶與木瓜蛋白酶最為顯著，因而選取這兩種酶作為復(fù)合酶解原材料[4]。使用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合法確定復(fù)合酶解蛋膜蛋白最佳酶解工藝條件，水解度按照如下公式進(jìn)行計算

氮收率按照如下公式進(jìn)行計算

2 實驗結(jié)果及其分析

實驗結(jié)果顯示：酶解時間與水解度和氮收率成正比，隨著酶解時間的延長，水解度及氮收率也隨之增大，但達(dá)到一定范圍后氮含量及水解度上升的幅度就開始變得緩慢。根據(jù)實驗結(jié)果確定最佳酶解時間為，堿性蛋白酶酶解時間為1.5小時，木瓜蛋白酶酶解時間為1小時，總酶解時間為2.5小時。

酶解溫度對酶解效果的影響一開始呈上升趨勢后開始下降。在酶解溫度為40℃到50℃之間時，水解度和氮收率迅速增加，但當(dāng)溫度超過50℃時，兩者均開始呈下降趨勢。因此，蛋膜蛋白復(fù)合酶解最佳酶解溫度為50℃。

另外，總加酶量和PH值對水解度與氮收率的影響趨勢基本相同，都是隨著總加酶量與PH值的增加而迅速上升，達(dá)到一定程度后趨勢開始減緩，根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)可以確定最佳總加酶量為1.5×104U/g，堿性蛋白酶最佳酶解PH值為9.0，木瓜蛋白酶最佳酶解PH值為5.5。

3 總結(jié)

從上文實驗中可以得出，要想提高可溶性蛋白酶的利用率，優(yōu)化蛋白酶制劑工藝，就需要通過嚴(yán)格的實驗來確定最佳適合復(fù)合酶解的兩種或三種酶，確定最佳復(fù)合酶解的各種條件，包括溫度、酶解時間、總加酶量、PH值等。只有確定出最佳復(fù)合酶解條件，才能取得最為理想的酶解效果，才能有效提升可溶性蛋白酶利用率。

[1]湯海鷗.NSP復(fù)合酶優(yōu)化及在肉雞日糧中高劑量添加效果研究[D].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2013.

[2]文偉,劉磊,張名位,張瑞芬,魏振承,唐小俊,馬永軒.脫脂米糠復(fù)合酶解工藝條件優(yōu)化及其營養(yǎng)特性評價[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2015(08):1597-1608.

邱燕翔（1963-），男，廣東省廣州市人。大學(xué)本科學(xué)歷。博士學(xué)位（DBA）。高級工程師?，F(xiàn)供職于廣州市味研生物工程科技有限公司。研究方向為天然食品添加劑開發(fā)與應(yīng)用。

陸志鴻（1979-），男，江蘇省南通市人。大學(xué)本科學(xué)歷。在職研究生。食品工程師?，F(xiàn)供職于廣州市味研生物工程科技有限公司。研究方向為食品營養(yǎng)與健康。

周子煜（1988-），女，遼寧省撫順市人。大學(xué)本科學(xué)歷。在職研究生。公共營養(yǎng)師?，F(xiàn)供職于廣州市味研生物工程科技有限公司。研究方向為食品營養(yǎng)與健康。