全 文 ：!#年第 $期
!#$%&’($)’%**+ 食品工业科技
蚕蛹硫酸水解制备复合氨基酸的研究
!重庆协力达生物技术研究院，重庆 #$$%#& 罗贵伦
!重庆大学，重庆 ###’#& 陈 器
摘 要 以脱脂蚕蛹为原料，采用正交试验 ()!’&优选硫酸水解工
艺条件，水解完毕用石灰替代碳酸钙中和水解液的硫酸
生成硫酸钙难溶化合物，通过过滤加以除去。然后进行脱
色、脱钙及用阴离子交换树脂脱除残留的硫酸根，再经浓
缩和喷雾干燥以制备蚕蛹复合氨基酸。对原生产工艺进
行了多项技术改进，从而提高了产品质量档次和产品收
得率，降低了生产成本。
关键词 蚕蛹 硫酸水解 脱钙 技术改进 复合氨基酸
!#$%&’$ !# $%&’( ’)$*&$$#$ %# +,%)-./ *+0’)%)+0 +1
$&/,&2)* .*)’ (’2+/($)$ +1 ’#1.%%#’ $)/34+2-
,.,&$ 5( +2%+6+0./ %.5/# 78 9:;<= >1%#2
(’2+/(?)06@ $&/,&2)* .*)’ .0’ /)-# %.%
$&5$%)%&%#’ *./*)&- *.25+0.%# 4#2# 0#&%./)?#’ )0
%# (’2+/(?.%#= !# *./*)&- $&/,.%# 4.$
2#-+A#’ 5( 1)/%2.%)+0@ .0’ %# (’2+/($.%# 4.$
1&2%#2 ’#*+/+&2)?#’@ ’#)+0)?#’ 5( )+0 #B*.06#
2#$)0$= >% /.$% *+-,+$)%# .-)0+ .*)’$ 4#2# -.’#
5( *+0*#0%2.%)+0 .0’ $,2.( ’2()06= C#*.&$# +1
-.0( )-,2+A#-#0%$ )0 %#*0+/+6(@ ,2+’&*% D&./)%(
.0’ %# ()#/’ 4#2# ,2+-+%#’= >% %# $.-# %)-#@
,2+’&*%)+0 *+$%$ 4#2# *&% ’+40=
()* +,%-# $)/34+2- ,.,&$E $&/,&2)* .*)’ (’2+/($)$E
2#-+A# *./*)&- )+0E)-,2+A# %#*0+/+6(E
*+-,+$)%# .-)0+ .*)’$
中图分类号：!#$%&#’( 文献标识码：)
文 章 编 号 ：%$$#*$+$,（#$$+）$-*$$-.*$+
收稿日期：#$$#*%$*+$
作者简介：罗贵伦（$)*+），男，高工，副院长，研究方向：生物制品、
调味品的研制与开发。
蚕蛹是理想的高蛋白资源，也是制备复合氨基
酸的重要原料。现将脱脂蚕蛹硫酸水解制备复合氨
基酸的生产工艺作以下介绍。
% 水解工艺的选择
蚕蛹水解工艺可分为三种：酶水解、盐酸水解和
硫酸水解。酶水解 /%0的主要缺点是酶制剂成本高，水
解工艺控制条件较复杂，杂菌易繁殖，水解时间长。
盐酸水解的主要缺点是污染环境，腐蚀设备，尤其需
增加赶酸设备，树脂用量大，而且脱酸运行费用高。
硫酸水解 /#0是在酶水解和盐酸水解的基础上发展起
来的一种新工艺，相比之下，硫酸无挥发性，不会污
染环境和周围的仪器设备，而且生产成本也较低。
! 硫酸水解工艺条件的选择
!&% 试验方法
本试验采用四因素三水平进行正交试验，即 1.2+(3。
每个样称取脱脂蚕蛹 %$$$4，根据正交试验设计方案配
制硫酸溶液和按料酸比加入硫酸溶液，然后搅拌均
匀，加热 .-5，封盖，再置于高压水解锅内，以不同温
度和时间进行水解，每次试验配置三个平行样。水解
完毕，降温，测量每个样的水解液体积、氨基酸态氮
（简称氨基氮）含量，再计算其平均水解率，其计算公
式如下：
水解率（6）7水解液体积8氨基氮含量
样品重量8总氮含量 8%$$6
!&! 正交试验结果及分析
见表 %。
!&# 结果与讨论
从表 % 看出，蚕蛹硫酸水解最佳工艺条件是
)+9%:+;%，即硫酸浓度 +-6，料酸比 %<(，水解温度
%#-5，水解时间 %-=。从正交试验的结果来看，对蚕
蛹水解影响最显著的因素是硫酸浓度和水解温度，
料酸比和水解时间对提高水解率的影响并不大。对
此，我们还采用 +$6硫酸浓度，在常压条件下，水解
温度 %$(>%$?5，水解 %-= 与水解 #(= 相比，延长水
解时间 .=，其水解率仅增加 +&@6。为了满足蚕蛹硫
酸水解最佳工艺条件，又能节省硫酸用量和能耗，我
们采用硫酸浓度 +#6>+-6，料酸比 %<+&#>+&-，水解
%(=，其水解率可以达到 ?$6左右。
# 硫酸根的脱除
#&% 石灰脱除硫酸根
采用石灰进行中和，其具体操作是先将购进的
优质生石灰制备成石灰粉，再加水制备成 #$6>#-6
的石灰乳，进而与水解液中的硫酸进行中和反应。中
和反应时无大量泡沫产生，操作方便，可以将中和终
点控制到 AB,&->?&$，使其水解液中残留的硫酸根降
到 ,C4 D C1 以下，不仅使残留硫酸根含量降低 +$6>
工
艺
技
术
-.
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2003.05.027
!#年第 $期
!#$%$ &%’ ($)%*+*,- *. /**’ 0%’1234-食品工业科技
!#，而且生石灰用量与碳酸钙用量相比，可以减少
!#以上，生石灰的价格也比碳酸钙便宜。
#%! 物料中硫酸根的残留量
根据硫酸钙的溶度积 $%&’&(!)*!+时,，计算硫酸
根- $%&’&(!! -.%/’&(0’1$ -%.!2 3 4-%.!52 3 54，
但是实际检测中和后的水解液中残留的硫酸根却高
达 67$52 3 54，与理论计算值相比要高出许多倍。溶
度积是指在纯水中的测定值，在含有大量氨基酸的这
种溶液里则有所不同。由于氨基酸是一种两性有机化
合物809，当水解液中和到终点后，仍有一部分氨基酸与
硫酸根形成氨基酸硫酸盐的化合物。尤其是碱性氨基
酸（例如赖氨酸、精氨酸等）低于等电点时，则以阳离
子状态存在，它对硫酸根阴离子具有结合能力。为了
提高产品质量，还需要将中和后的水解液作进一步净
化处理，即将中和液残留的硫酸根作进一步地脱除。
#%# 树脂脱除硫酸根的工艺要求
在进入树脂脱硫酸根以前，需将中和液进行脱色
和精滤处理，然后先将料液中的钙离子加以脱除，不
然就难以将料液中残留的硫酸根脱除。目前钙离子脱
除一般采用阳离子交换树脂，阳离子交换树脂又分为
强酸型阳离子交换树脂和弱酸型阳离子交换树脂。当
然也可以采用食品加工助剂进行脱除钙离子，即化学
法除钙。经过脱钙后的物料，使其 :;控制到适当的范
围，就可以进入阴离子交换树脂脱除残留的硫酸根。
#%& 脱钙工艺的改进
当采用弱酸型阳离子交换树脂或化学法脱钙
后，可以大幅度地降低氨基酸损失率，提高了产品收
率。采用化学法脱钙与树脂法脱钙相比，在获得相同
脱钙效果的情况下，前者还可以进一步降低生产成
本和提高产品收率。复合氨基酸生产工艺改进后，钙
和硫酸根实际检测的数据如表 *。
& 结果
经过脱钙后的料液进入阴离子交换树脂，进一
步脱除残留的硫酸根，然后经浓缩和喷雾干燥，即成
为复合氨基酸产品。采用改进后的新工艺生产该产
品，使产品平均收率达到 6!#以上。按此工艺生产的
产品质量及必需氨基酸组成比例如下。
&%’ 产品质量
产品外观质量好，呈浅黄色或接近白色粉末，蚕
蛹味脱除较彻底。产品水溶性好，溶液呈淡黄色、透
明或半透明。产品各项理化指标经市产品质量监督
检验所抽检结果为：游离氨基酸 ..%&#，总氮 &&%/#，
氨基酸态氮 1%$#，水分 .%6#，水不溶物 %&#，:;
!%0，铅（以 <=计）>%!52 3 ?2，砷（以 @A计）>%!52 3 ?2，
细菌总数 0 个 3 2，大肠菌群>0 个 3 &2，致病菌（系
指肠道致病菌及致病性球菌）未检出。另外，企业内
控 0 项指标检测结果为：氯化物（以 BC 计）%/#，硫
酸盐（以 DE6计）%$.#，钙（以 BF计）%1$#。
&%! 产品必需氨基酸组成比例
对产品所含各种单一氨基酸经三次检测，其中人
试验号 @硫酸浓度)#, G料酸比 B水解温度)+, H水解时间)I, 水解率（#）
& &)*!, &)&J6%, &)&&, &)&!%, !%&*
* & *)&J0%!, *)&*, *)&*%, !*%*
0 & 0)&J0%, 0)&*!, 0)&%, !6%&.
6 *)0, & * 0 $.%&$
! * * 0 & .*%6&
$ * 0 & * !.%**
. 0)0!, & 0 * .!%/&
/ 0 * & 0 $&%!!
1 0 0 * & .&%6
?& !*%&& $6%0$ !$%0 $6%$6
!-$*%60?* $!%$ $*% $0%!6 $&%$1?0 $1%!1 $%10 $.%6$ $%1$
极差 K &.%6/ 0%60 &&%& 0%$/
优水平 @0 G& B0 H&
因素主次 @LBLHLG
表 & 正交试验结果与分析
类别 中和液 净化液 脱除率)#,
钙离子)52 3 54, !%* %! 1%6
硫酸根)52 3 54, !%/ %6 10%&
表 * 钙和硫酸根脱除前后对比
必需氨基酸
分析含
量)#,
组成
比例
理想
模式
与模式
相比较
异亮氨酸 6%/ 6%/ 6% M%/
亮氨酸 /%!$ /%$ .% M&%$
赖氨酸 !%.. !%/ !%! M%0
苯丙氨酸M酪氨酸 $%1/ .% $% M&%
蛋氨酸 0%0 0% 0%! (%!
苏氨酸 6%0 6% 6% %
色氨酸 ( &% (&%
缬氨酸 $%$/ $%. !% M&%.
合计 01%/! 01%1 0$% M0%1
产品氨基酸总量)#, ./%
必需氨基酸所占比例)#, 01%/!
表 0 蚕蛹复合氨基酸所含人体必需氨基酸对比
工
艺
技
术
$
!#年第 $期
!#$%&’($)’%**+ 食品工业科技
体 ! 种必需氨基酸占氨基酸总量的平均百分比如表
。
从表 可以看出，按此工艺生产的蚕蛹复合氨
基酸中人体必需氨基酸占氨基酸总量的 #$!%&，其
中必需氨基酸与世界卫生组织等专门机构（’() *
+,)）推荐的理想模式相比，缺少色氨酸；蛋氨酸含
量略偏低，但与全蛋模式 -$. 的比值相比，已达到要
求。因此，该产品氨基酸组成比例比较合理，基本上
能满足人体生理需要。
蚕蛹复合氨基酸广泛用于营养保健食品、饮料、
糖果、糕点、强化食品、烘烤食品、老人食品、儿童食
品及多种调味品，还可以进一步分离提纯多种单一
氨基酸，用于生产氨基酸输液和医用药品。
参考文献
/ 牟正香$酶法水解玉米蛋白制备氨基酸的研究$氨基酸杂志0
/#!%1/23-4-!
- 徐彭0等$酸水解蚕蛹制备复合氨基酸的研究$氨基酸和生物
资源0/##%1523#4//
大连轻工业学院主编$生物化学$轻工业出版社0/#!$/%4-5
红曲霉在奶酪生产中的应用
（山东轻工业学院食品与生物工程学院，济南 !#$##） 陆晓滨 王成忠 于功明 邵秀芝
摘 要 研究了红曲霉在奶酪生产中的应用，通过试验找出了发
酵剂及红曲霉培养液添加量及发酵时间对凝乳时间、产
率的影响。确定的最佳生产工艺条件为：红曲霉培养液添
加量为 !%，发酵时间 !&。
关键词 奶酪 红曲霉素 发酵剂
!#$%&’$ !# $%%&’($)’*+ *, !#$%&’% ()) ’+ %-*./(’+0
(##1# ’1 1)/.’#. ’+ )’1 %$%#-2 3) ’1 ,*/+. )$)
)# $..#. $4*/+) *, !#$%&’% ())5 )# ,#-4#+)#.
%$-4$(#/)’$& $+. ,#-4#+)#. )’4# $,,#() )* (/-.
)’4#5 %-*./(# -$)# ’+ #6%#-’4#+)12 !# *%)’4/4
%$-$4#)#-1 7#-#8 $..#. $4*/+) *, !#$%&’% ())
9: 5)# ,#-4#+)$)’*+ %$-4$(#/)’$& ;: 5
,#-4#+)$)’*+ )’4# ;2
()* +,%-# (##1#< !#$%&’% ())< ,#-4#+)$)’*+
中图分类号：67-8/$5 文献标识码：(
文 章 编 号 ：/99-:998（-99）9%:998/:9-
收稿日期：-99-:/-:9#
作者简介：陆晓滨（$’($)），男，硕士，副教授，研究方向：食品添加剂。
世界上生产奶酪主要用小牛皱胃酶，且市场的
需求量日益增加，致使每年需宰杀小牛 999 多万
头，仍不能满足需要;/<。目前，各国都在不断寻找其代
用品，猪、羊、鱼等动物和菠萝、木瓜等植物蛋白酶虽
起到了凝乳作用，但产品风味差 ;-<。用微生物凝乳酶
生产出来的奶酪，产品质量和产量均无法与小牛皱
胃酶相比。本研究采用红曲霉培养液代替凝乳酶，发
现红曲霉培养液对奶酪的工艺及产品的品质都有明
显的影响。
% 材料与方法
%&% 材料与设备
奶样 济南佳宝乳品厂提供；发酵剂 广州轻
工研究所；红曲霉 济南飞龙公司提供；凝乳酶
=>?@AB产品。
冰箱，培养箱，无菌操作台，灭菌锅，恒温水浴
锅，干酪槽，电子天平等。
%&! 实验方法
/$-$/ 凝乳剂红曲霉培养液的制备 ;< 糯米!洗净!
浸泡 !&!常压蒸米 *#+,-，闷锅 $.&!加 #.!%醋酸，$%红曲
霉!*#/密封发酵 0，每天加 #.##1%乳酸使 23!过滤弃
渣!微红色培养液。
/$-$- 奶酪的加工方法 原料乳!净乳!消毒!冷却!
加发酵剂发酵!加氯化钙和培养液!凝乳切块排乳清!称
重!加盐!装模压榨!成熟。
/$-$ 酶活力的测定 ;5< 酶活力指 /?C 酶在一定温
度下（%D）、一定时间内（59?EF），能凝固奶样的毫升
数，即：
酶活力G（供试乳体积 *酶的数量）H（-599（I）*凝
乳时间1I2）
! 结果与讨论
!&% 发酵剂的添加量对产率及凝乳时间的影响
红曲霉培养液的添加量为 #&时，添加不同数量
的发酵剂，观察其对产率及凝乳时间的影响，结果如
表 /所示。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
工
艺
技
术
8/