免费文献传递   相关文献

纤维素酶对蚕蛹蛋白酶解的促进作用



全 文 :101※工艺技术 食品科学 2003, Vol. 24, No. 7
品纤维较重。δ-葡萄糖酸内酯硬化后的果脯柔软,
无残渣,因此δ-葡萄糖酸内酯应是优先考虑的硬化
剂;其适宜的硬化浓度为3%,时间为4h。
2.3 渗糖与浸糖工艺条件对果脯品质的综合影响
由表4可见,影响产品质量的主次因素为A>B
>D>C>E较优的工艺条件为A3B2D3C4E1。
2.4 不同的干燥方式对果脯品质的影响
微波干燥效率高,具有杀菌作用,但给产品
的外观、色泽和口味带来负面影响,而热风干燥不
利于果脯形状的保持。相比较而言,真空干燥能较
好地保持产品的品质。因此,选择真空干燥方式为
佳。
3 结 论
通过上述试验研究:烫漂时间1min,温度为105
表5 不同干燥方式对圣女果脯品质的影响
干燥方式 外 观 风味与色调 口 感 脱水效果 干燥时间
真空干燥 外形完好饱满 无变化 柔软细腻 均匀 7~8h
微波干燥 局部炭化 色泽不匀有糊味 软硬不均 较均匀 10~15min
热风干燥 干瘪凹陷 无变化 略硬 一般 10~12h
℃;硬化剂采用δ-葡萄糖酸内酯,适宜的硬化液
浓度为3%,时间为4h;采用45%的糖液真空渗糖
20min,50%的糖液浸渍36h,加1.1%的柠檬酸;浸
渍时使用0.3%的羧甲基纤维素钠;真空干燥10~
12h为最佳工艺技术。
该技术采用无硫护色、真空渗糖、低温糖渍、
真空干燥和充氮包装等措施能最大限度地保持新鲜圣
女果的营养成分,且含糖量低,货架期长,适合生活
水平提高后人们对果脯品质、口感的要求。
参考文献:
[1]杨渎金,赵丽芹.家庭菜类保健食品制作[M].内蒙古人民出
版社,2001.40-42.
[2]陈锦屏.果品蔬菜贮藏加工学[M].西安:陕西科学技术出版
社,1996.178-183.
[3]王武,陈从贵,方红美等.低糖西瓜果脯的生产工艺研究
[J].2002,(5):56-58.
[4]高海生.果蔬加工工艺学[M].中国农业出版社,1993.132-
134.
[5]汪芳安.低糖果脯生产中的若干技术[J]. 食品工业科技,
1998,(6):23-25.
纤维素酶对蚕蛹蛋白酶解的促进作用
王金华,李冬生,夏服宝
(湖北工学院, 武汉 430068)
摘 要:在木瓜蛋白酶酶解蚕蛹蛋白过程中,加入纤维素酶可提高水解液中9%~11%氨态氮含量,与不加纤维素
酶的对照处理之间有明显的差异显著性(p<0.05)。其作用效果与纤维素酶加入的先后顺序有关。双酶作用的酶解液
中,氨基酸与蚕蛹总蛋白比值与木瓜蛋白酶单酶酶解液中的相比提高了8.28%。
关键词:纤维素酶;木瓜蛋白酶;蚕蛹;蛋白;酶解
Abstract:The content of ammoniacal nitrogen, from silkworm pupae proteolysis by papain, could be increased by 9%~11%
(db, w/w) after adding cellulase. It was significant (p<0.05) between the proteolysis by papain only or by both papain and
cellulase and that without adding the enzyme. The quantity of 18 amino acids in enzymolysis liquid hydrolyzed by papain and
cellulase at the same time was 8.28% (db, w/w) higher than by papain alone.
Key words:cellulase;p pain;silkworm pupa;proteolysis
中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2003)07-0101-04
收稿日期:2002-12-29
作者简介:王金华(1964-),男,副教授,从事生物化工及农副产品加工的研究。
蚕蛹是蚕丝工业的主要副产品,每产一吨生丝可
得到一吨蚕蛹。我国缫丝工业每年约产50万吨的蚕蛹
副产品。它的蛋白质含量高,以干品计为55%~
65%,并且含有18种氨基酸,富含必需氨基酸(40%
左右), 以及生物活性物质,具有较高的营养价值和一
定的药用价值[2]。蚕蛹是饲养业的重要氮源饲料,也
2003, Vol. 24, No. 7 食品科学 ※工艺技术102
是用于制备复合氨基酸产品的重要原料之一。目前,
大量的蚕蛹除部分用作饲料外,亟待进行深加工处
理。若能将蚕蛹中的蛋白质部分制成混合氨基酸或分
离出所需的各种单一氨基酸,进而配制成各种药物、
饲料或用作化妆品添加剂,势必将大大提高蚕丝业的
经济效益,可为蚕蛹的综合利用开辟新的途径。
蚕蛹蛋白水解生产氨基酸的方法有酸法、碱法和
酶水解,但酸、碱水解法污染严重,工艺过程长,产
品成本较高,同时有些氨基酸会被破坏或消旋。酶水
解法的生产条件要求较高,且蛋白质往往不能被彻底
水解,使得产品中有水解不完全的多肽,影响产品质
量。近年来,纤维系酶在国外已广泛应用于各个领域,
在工业化中的应用也屡见不鲜。然而,纤维系酶在蚕
蛹蛋白水解方面的应用尚未见报道。本文研究试图将
纤维素酶用于蛋白酶酶解蚕蛹蛋白,以提高蚕蛹蛋白
酶解作用的目的。
1 材料与方法
1.1 实验材料
干蚕蛹粉 湖北桑树股份有限公司缫丝厂提供。
纤维素酶 鄂州王牌生物工程责任有限公司提
供,酶活为2200U/g。
木瓜蛋白酶 购自江门生物工程基地,其酶活
为60万U/g。
氨基酸分析标样 购自上海生化试剂进口分装厂。
1.2 实验方法
1.2.1 成分分析
1.2.1.1 蚕蛹粉的成分分析
水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、灰分、氨
基酸的含量测定按参考文献[1]进行。
1.2.1.2 酶解液的成分分析
用甲醛滴定法测定氨态氮,用氨基酸自动分析仪
法分析氨基酸含量(Beckman MB121氨基酸自动分析
仪),用凯氏定氮法测蛋白质含量[1]。
1.2.2 蚕蛹酶解方法
1.2.2.1 酶法水解的工艺流程
干蚕蛹→粉碎过60目筛→脱脂→脱臭→抽滤→滤渣
→加酶加缓冲液→酶解→加热灭酶→酶解液→

蛋白质含量分析
离心分离→酶解液的上清液→氨态氮和氨基酸测定
1.2.2.2 单酶水解方法
将粉碎过筛的蚕蛹粉用乙醚抽提除脂和臭氧氧化
表1 蚕蛹粉的主要化学成分
成分 水分 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 灰分
含量(%)7.2357.48 25.85 4.47 3.96
脱臭,然后抽滤得滤渣。每次取2.0g滤渣(按干基
计, w/w), 将其配制成十倍于干基的溶液,以HCl
和NaOH调整为不同pH溶液。灭酶温度为100℃,处
理5min。离心速度为5500r/min℃,10min。采用四
因素三水平L9(34) 正交试验方法(见表2),以氨态氮
含量为衡量每次试验优劣标准, 确定木瓜蛋白酶水解
的最佳条件。
表2 木瓜蛋白酶水解蚕蛹粉蛋白四因素三水平试验设定
水平 温度 溶液 加酶量 酶解时间
(℃) pH (g/100g干基) (h)
1 60 5.0 0.6 4
2 65 5.5 0.8 6
3 70 6.0 1.0 8
1.2.2.3 双酶组合水解
在进行双酶组合水解试验前,我们分析得知,
厂家供试纤维素酶的酶解纤维素最适条件是pH为5.0
和温度为50℃,其酶活为2200U/g。从单酶水解的结
果来看,木瓜蛋白酶酶解最适pH值为6.0,温度为70
℃。 据此在双酶组合试验中,我们采用三种对照比较
实验方法进行。一是将蚕蛹粉溶液调至pH为5.0和温
度为50℃,加入纤维素酶酶解6h,然后加热灭酶活,
再将溶液调至pH值为6.0,温度为70℃,加入木瓜蛋
白酶酶解6h。二是将蚕蛹粉溶液调至pH值为6.0,温
度为70℃,同时加入纤维素酶和木瓜蛋白酶酶解6h。
三是先用木瓜蛋白酶酶解6h,然后灭酶活,再将溶液
调至pH为5.0,温度为50℃,加入纤维素酶酶解6h。
酶解时木瓜蛋白酶的加入量为1.0g/100g干蚕蛹粉,
加入纤维素酶适量。
2 结果与分析
2.1 蚕蛹粉的化学成分
从表1和表5结果得知蚕蛹粉中含有57.48%的粗
蛋白, 其中十八种氨基酸占44.14%,八种必须氨基
酸占总氨基酸含量的38.11%。粗脂肪和粗纤维含量分
别占25.85%和4.47%,与文献报道相似[2]。
2.2 木瓜蛋白酶水解蚕蛹粉的最适条件
木瓜蛋白酶水解蚕蛹粉的条件和水平设定按表2
进行。综合分析表3各因素对木瓜蛋白酶酶解后溶液
中氨态氮含量和R值可知:四因素酶解温度(A)、 酶
解时溶液pH(B)、加酶量(g/100g干基,C) 和酶解
103※工艺技术 食品科学 2003, Vol. 24, No. 7
时间(h,D)影响酶解效率依次为A>B>D>C, 即
酶解温度和酶解时溶液pH影响酶解效率最大, 酶的用
量影响程度最小。酶解条件表观最佳组合与极差分析
最佳组合不一致, 前者为A3B3C2D1, 即水解温度为70
℃, 水解时溶液pH值为6.0, 加酶量为0.8g/100g干
基, 酶解时间为4h;后者为A3B3C3D2, 即水解温度
为70℃, 水解时溶液pH值为6.0, 加酶量为1.0g/100g
干基, 酶解时间为6h。选取表观最佳组合与极差分
析最佳组合作进一步验证试验,其结果表明极差分析
最佳组合的酶解效果(氨态氮比值为0.51,即有近
51%的蛋白质酶解为氨基酸),略优于表观最佳组
合。由此在选定酶解最佳组合时条件为A3B3C3D2。
2.3 双酶组合水解
纤维素酶加入到蚕蛹粉溶液中,在pH为5.0和温
度为50℃条件下处理6h,有少量蛋白质分解为氨基酸
(氨态氮比值为0.05, 见表4)。其原因是因为在酸性
条件下,蛋白质本身要发生水解作用,应与此时加入的
纤维素酶没有明显关系。木瓜蛋白酶单酶水解蚕蛹蛋
白的氨态氮与总氮比值为0.51,与纤维素酶共同水解
蚕蛹蛋白的氨态氮与总氮比值根据加入纤维素酶的先
后顺序而不同。处理组号3先加和处理组号4同时加纤
维素酶共同水解蚕蛹蛋白的氨态氮与总氮比值分别为
0.62和0.60,表明纤维素酶的加入对木瓜蛋白酶酶解
蚕蛹蛋白有明显的促进作用(差异显著性p<0.05),可
以提高水解液中9%~11%氨态氮含量。处理组号5后
加纤维素酶的氨态氮与总氮比值为0.53,与木瓜蛋白
酶单酶水解的比值间没有差异显著性(p>0.05)。
通过分析处理组号2和3酶解液中氨基酸含量的变
注:样品处理三次所得的平均值,数据后相同的字母表示没有差异显著性
(p<0.05)。
表4 纤维素酶对蚕蛹粉蛋白酶解的影响
处理组号 纤维素酶 木瓜蛋白酶 氨态氮与总氮比值
1 加酶处理6h 不加酶 0.04c
2 不加酶 加酶处理6h 0.51b
3 先加酶处理6h 后加酶处理6h 0.62a
4 同时加酶处理6h 同时加酶处理6h 0.60a
5 后加酶处理6h 先加酶处理6h 0.53b
化,证实木瓜蛋白酶单酶水解的酶解液中18种氨基酸
含量为10.73g/每100g蚕蛹粉,占总蛋白的18.67%。
双酶水解的酶解液中18种氨基酸含量为13.48g,占总
蛋白的21.76%,其18种氨基酸总含量提高了8.28%。
在提取和纯化工艺过程中,选用恰当的酶,可
较温和地将组织分解,加速提取目的物的释放,从而
提高其提取率。F1eurence[5]认为将卡拉胶酶和纤维素
酶同时作用于一种红藻,其蛋白质提取率增加了10
倍。王志民等[3]用纤维素酶处理香菇4h,可溶性固形
物和多糖的提取率分别为水煮法的3.6倍和2.4倍。植
物的细胞壁是由纤维素构成的,而大多数对人体有活
性的物质,如蛋白质和多糖等,分布在细胞内。纤维
素酶可以有效地分解纤维素,使细胞壁破裂,有利于
细胞内物质的分离和提取[4]。蚕蛹中含有4.47%的粗
纤维(见表1),以及约有1%的几丁质[2],这些纤维
成分对蚕蛹蛋白酶解的影响是十分明显的。本文实验
表5 蚕蛹粉及酶解液中氨基酸含量(%,干基)
氨基酸 蚕蛹粉 酶解液(组号2)酶解液(组号3)
天门冬氨酸(Asp)4.52 1.15 1.30
苏氨酸(Thr) 1.97 0.51 0.55
丝氨酸(Ser) 1.85 0.43 0.52
谷氨酸(Glu) 4.93 1.12 1.43
脯氨酸(Pro) 2.68 0.64 0.70
甘氨酸(Gly) 1.90 0.42 0.53
丙氨酸(Ala) 3.26 0.83 0.87
半胱氨酸(Cys)0.94 0.22 0.26
缬氨酸(Val) 2.71 0.65 0.78
蛋氨酸(Met) 1.18 0.28 0.31
异亮氨酸(Ile)2.02 0.51 0.57
亮氨酸(Leu) 2.97 0.72 0.84
苯丙氨酸(Phe)1.55 0.38 0.42
酪氨酸(Tyr) 2.34 0.59 0.63
赖氨酸(Lys) 3.06 0.75 0.92
组氨酸(His) 1.71 0.40 0.51
精氨酸(Arg) 3.19 0.81 0.99
色氨酸(Try) 1.36 0.32 0.38
总计 44.14 10.73 12.51
表3 木瓜蛋白酶水解蚕蛹粉L9(34)正交试验及结果
因 素
温度 溶液 加酶量 酶解时间 氨态氮含量试验号
(℃) pH(g/100g干基) (h)(与总氮比值,%)
1 1 1 1 1 0.25
2 1 2 2 2 0.33
3 1 3 3 3 0.36
4 2 1 2 3 0.29
5 2 2 3 1 0.38
6 2 3 1 2 0.47
7 3 1 3 2 0.45
8 3 2 1 3 0.41
9 3 3 2 1 0.49
K1 0.310.33 0.38 0.37
K2 0.380.37 0.37 0.42
K3 0.450.44 0.40 0.35
R 0.140.11 0.03 0.07
2003, Vol. 24, No. 7 食品科学 ※工艺技术104
证明,在蚕蛹蛋白酶解过程中,加入纤维素酶可以
明显提高蛋白的酶解率。蚕蛹中粗纤维物质的成分及
结构,是否与植物体内相似?未见文献报道,尚需作
进一步研究说明。
3 结 论
蚕蛹中含有57.48%的粗蛋白,富含必须氨基酸
(占总氨基酸含量的38.11%),25.85%粗脂肪和4.47%
粗纤维。木瓜蛋白酶可用于酶解蚕蛹蛋白,其最适酶
解条件为温度70℃, 溶液pH值6.0, 加酶量1.0g/
100g和酶解时间6h,有近51%的蛋白质酶解为氨基
酸。纤维素酶加入到蚕蛹粉溶液中,对木瓜蛋白酶酶
解蚕蛹蛋白有明显的促进作用,其作用效果与纤维素
酶加入的先后顺序有关。先加和同时加入纤维素酶与
木瓜蛋白酶共同酶解蚕蛹蛋白的氨态氮与总氮比值分
别为0.62和0.60,与不加纤维素酶的对照处理之间
有明显的差异显著性(p<0.05),可以提高水解液
中9%~11%氨态氮含量。后加纤维素酶的氨态氮比
值为0.53,与木瓜蛋白酶单酶水解的比值(0.51)间
没有差异显著性(p<0.05)。 双酶酶解液中氨基酸
与蚕蛹总蛋白含量与木瓜蛋白酶单酶酶解液中的相比
提高了8.28%。
参考文献:
[1]黄伟坤.食品检验与分析[M].北京:轻工出版社,1993.
[2]钱俊青.蚕蛹的化学成份及其利用[J].食品工业,1997,
(5):42-43.
[3]王志民,陈祥贵.香菇营养成分的酶法提取及利用[J].四川
工业学院学报,1998,17(1):46-49.
[4]傅博强,谢明勇,周鹏等.纤维素酶法提取茶多糖[J].无锡
轻工大学学报,2002,21(4):362-366.
[5]Fleurence J.Use of enzymatic cell wall degradation
for improvement of protein extraction from cho -
drus crispus,Gracilaria verucosaand Palmaria
palmate[J].J Appl Phycol,1995,(7):393-397.
猕猴桃籽油的超临界二氧化碳萃取研究
杨柏崇,李元瑞
(西北农林科技大学食品科学与工程学院,杨凌 712100)
摘 要:本文根据超临界流体萃取技术的基本原理,以猕猴桃籽为原料,采用单因素试验的方法,考察了原料粉
碎度、投料量、萃取压力、萃取温度、CO2流量、时间、分离温度等对超临界CO2萃取的影响。气相色谱分析了猕
猴桃籽油的组成,α-亚麻酸含量高达60.71%,根据国家标准方法分析了猕猴桃籽油的品质,证明优于溶剂法提
取得到的猕猴桃籽油。
关键词:猕猴桃籽油;超临界CO2;萃取;α-亚麻酸
Abstract:Based on the fundamental principle of supercritical fluid extraction, kiwifruit seeds were taken as experimental
materials of extraction.The effect factorsy grinding granularity, material weights ,extracting pressure,extracting temperature,
extracting time,carbon dioxide flow rate,separating temperture on the supercritical extraction were worked out via single factor
experiments. The components of kiwifruit seed oil were separated and indentified by gas chromatograph (GC), as α-linol nic
acid content 60.71%.Finally the quality of kiwifruit seed oils was analyzed according to the national criterion.Oils extracted by
supercritical carbon dioxide was in higher quality than those by solvent extraction.
Key words:kiwifruit seed oil;sup rcr tical carbon dioxide;extraction;α-lin lenic acid
中图分类号:TS224.4 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2003)07-0104-05
收稿日期:2002-11-15
作者简介:杨柏崇(1974-),男,在读硕士研究生,研究方向:食品工程新技术。
猕猴桃籽是猕猴桃加工企业的副产物,虽然对猕
猴桃果实的综合开发利用研究很多,但对其籽粒的研
究报道却很少。猕猴桃的籽粒细小,形似芝麻,呈棕
褐色[1]。购买陕西杨凌当年产的猕猴桃鲜果,用清
水漂洗去杂后得到猕猴桃籽,放入烘箱内烘干称重,
计算出籽率在1.6%~2.0%之间。经测定种籽中粗脂肪