不同预处理方法对玉米蛋白水解的影响

Tab． 1
110 ℃ 预处理温度 预处理时间 / h 水解度 / % 降解率 / % 1 2 4 6 2． 72 3． 04 3． 4 4． 85 13． 44 14． 25 16． 53 18． 44
由表 1 中可以看出， 玉米蛋白通过较高温度和较长时间的 热预处理使其变得容易被酸性蛋白酶水解， 玉米蛋白的水解度 和降解率分别达到 34． 9% 和 49． 2% 。 和添加乙醇、 添加亚硫酸 在不外加碱的条件下， 利用特殊的热处 盐两种预处理方法比较，
作者简介： 王红菊（ 1978 － ） ， 女， 硕士， 讲师， 主要从事生物酶应用方面的研究。
2011 年 39 卷第 21 期
水解结束 后， 水 解 液 经 过 高 温 灭 活 （ 90 ℃ 下 加 热 10 min ） ， 在 4 000 r / min 的条件下离心 10 min， 取适量上清液供分析用 。 1． 3． 2 蛋白质水解度（ HD） 测定： ［4 － 6 ］ 根据文献 介绍的甲醛滴定法 测 定 。 具 体 测 定 方 法 如 取 5 mL 上层清液， 用 下： 将水解液在 4 000 r / min 下离心 10 min， 0． 1 M 的 NaOH 溶液滴定到 pH = 8． 2 ， 加入 5 mL 37% 的甲醛溶 再用 0． 1 M 的 液（ 所用甲醛溶液先用 NaOH 滴定到 pH = 8． 2 ） ， NaOH 滴定到 pH = 8． 2 。 记录加入甲醛后把溶液滴定到 pH = 8． 2 所耗碱量。pH 值测量使用精密 pH 计。 然后按照下式计算 蛋白质的水解度： 水解度 = 蛋白水解后所耗碱量 － 蛋白不经水解所耗碱量 蛋白彻底水解所耗碱量 － 蛋白不经水解所耗碱量
玉米蛋白粉是玉米淀粉生产中的主要副产物， 当今在国内 主要将它用于饲料工业或向自然界排放， 既浪费了宝贵的粮食 资源又造成对环境的污染 。 由于玉米蛋白粉不良的感官性状： 颜色深黄、 有异味； 及较低的营养价值（ 缺乏赖氨酸和色氨酸） ， 使之未被有效利用。 另一方面， 玉米蛋白中的蛋白质以醇溶蛋 其分 白为主（ 约为 60% ） 。醇溶蛋白是一种结构特殊的蛋白质， 子存在大区域的 а － 螺旋结构， 使之具有很强的疏水性， 是高憎 而谷蛋白（ 约为 22% ） 只溶于碱水溶液中。因此， 玉米蛋 水蛋白， 白与其他的商业化蛋白资源（ 如大豆蛋白） 相比， 水溶性使玉米 蛋白的食品功能特性很差
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1 h 而且在第一个小时内增加最多， 解时间的延长而逐渐增加， 后水解 度 的 变 化 不 大。 在 添 加 乙 醇 量 为 10% ， 底物浓度为 80 g / L， 酸性蛋白酶与底物比 2% ， 水解温度 60 ℃ 的条件下， 水 解度达到 5． 23% 。
2． 2
添加亚硫酸盐对玉米蛋白水解度的影响
［1 ］
1
1． 1
材料和方法
实验材料
玉米蛋白粉， 长春大成玉米有限公司； 黑曲霉酸性蛋白酶， 食品级（ 酶活力 3 000 μ / g） ， 北京房山酶制。
1． 2
实验仪器、 装置
。 在通常条件下， 蛋白质只有处于
才能表现良好的功能特性， 才具有实用性。 为了提 溶解状态时， 高玉米蛋白粉的水溶性， 就必须通过改变其结构， 达到改善其功 能性质的目的。近年来一些研究表明用酶水解玉米蛋白质使其 在碱性环 成为可溶性肽是可行的 。但大都是用碱维持一定 PH， 境下酶解
The Effect of Hydrolyzing the Corn Gluten Meal with Different Treatment
WANG Hong － ju1 ，GUO Hong － chen2 （ 1 Department of Biology Science and Chemistry，Hulunbeier University，Innner Mongolia Hulunbeier 021008 ； 2 Department of Catalytic Chemistry and Engineering ＆ State Key Laboratory of Fine Chemicals， Dalian University of Technology，Liaoning Dalian 116012 ，China） Abstract： The effect of hydrolysis degree of the corn gluten meal with alkhol，sulfit and heat treatment with no pH generally changed was studied． By orthogonal test，the optimum technique conditions were obtained，as follows hydrolyzing temperature 60 ℃ ，ratio of acidic protease / substrate 10% （ g / g） ，concentration of substrate 80 g / L，and hydrolysis time 8 h． Under the conditions the degradation percentage of the corn gluten meal can reach 36． 70% ，while the hydrolysis degree can reach 19． 85% ，the average molecular weight of oligopeptide attain 1918． Results indicated that heat treatment can improve the degradation percentage of the corn gluten meal and the hydrolysis degree marvelously． key words： corn gluten meal； acid protease； hydrolysis； heat treament
［2 － 3 ］
紫外可见光谱（ UV － VIS： JASCO V － 550 型） ； 精密酸度计 （ pHS － 2 型） ， 上海雷磁仪器厂； 台式离心机（ 80 － 1 型） ， 江苏省 金坛市医疗仪器厂； 超级恒温水浴（ 501 型） ， 上海市实验仪器厂； 水夹套式三口玻璃发酵罐： 250 mL， 自加工； 磁力搅拌器： 78 － 1 型， 国华电器有限公司； 不锈钢釜， 自制。
大部分的醇溶蛋白包裹在一层含二硫键极丰富的蛋白质介 质中， 添加亚硫酸盐可以作为一种还原剂， 打开二硫键破坏蛋白 质的结构， 使酶更好的接近肽键， 促进玉米蛋白的转化。 因此在 酸性蛋白酶与底物比 2% ， 水解温度 60 ℃ 的 底物浓度为 80 g / L， 考察在反应液中添加亚硫酸盐对玉米蛋白水解度的影 条件下， 响。结果见图 2 。
1． 3
实验方法
， 这样就不可避免的引入了盐类杂质 。
本文考察了添加乙醇、 添加亚硫酸盐、 特殊热处理三种方法 对玉米蛋白水解度和降解率的影响 。
1． 3． 1 酶解反应 将玉米蛋白在 105 ℃ 下干燥至恒重， 称取一定量上述原料 经过预处理， 按照设计的底物浓度向发酵罐中补适量自来水， 在 一定的温度下热处理数小时之后， 转移到带水夹套的发酵罐（ 置 于磁力搅拌器上） 里， 连接发酵罐和超级恒温水浴， 然后启动磁 pH 力搅拌器和超级恒温水浴， 在发酵罐上安装 计电极， 然后在 同时观测 pH 值变化。 搅拌下以一定方式加入蛋白酶进行水解，
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不同预处理方法对玉米蛋白水解的影响
1 2 王红菊 ，郭洪臣
（ 1 呼伦贝尔学院生命科学与化学学院 ，内蒙古 呼伦贝尔 021008 ； 2 大连理工大学化工学院催化化学与工程系及精细化工国家重点实验室 ，辽宁 大连 116012 ） 摘 要： 在没有外加碱的 pH 值渐变条件下， 考察了添加乙醇、 添加亚硫酸盐、 特殊热处理三种方法对玉米蛋白水解度的影响 。 并在此基础上通过正交试验进一步优化出水解玉米蛋白的最佳条件： 水解温度为 60 ℃ ， 酸性蛋白酶加入量为 10% （ g / g ） ， 底物浓度 水解时间为 8 h。在上述最佳条件下， 玉米蛋白的降解率可达 36． 70% ， 蛋白质的水解度可达 19． 85% ， 水解产物的平均分 为 80 g / L， 采用特殊的热处理方法能够显著提高玉米蛋白降解率以及蛋白质水解度 。 子量达到 1918 。结果表明， 关键词： 玉米蛋白； 酸性蛋白酶； 水解； 热处理
2． 3
热处理对酸性蛋白酶水解玉米蛋白的影响
Fig． 1
图 1 添加乙醇的蛋白质水解度和时间关系 Relation of time and hydrolysis degree after adding alcohol
120 ℃ ， 130 ℃ 和 在玉米 蛋 白 预 处 理 温 度 分 别 为 110 ℃ ， 140 ℃ ， 底物浓度为 80 g / L， 酸性蛋白酶与底物比为 2% ， 水解温 水解时间为 1 h 的条件下， 考察玉米蛋白水解度和降 度为 60 ℃ ， 解率随预处理时间的变化情况 。结果见表 1 。
由图 1 可以看出， 反应液添加乙醇后， 蛋白质水解度随着水 表 1 预处理温度和预处理时间对酸性蛋白酶水解的影响 Effect of pretreating temperature and time on performance of acidic protease
120 ℃ 水解度 / % 2． 18 3． 17 4． 94 5． 8 降解率 / % 14． 11 17． 1 19． 54 21． 71 130 ℃ 水解度 / % 2． 27 2． 54 5． 12 10． 0 降解率 / % 15． 41 19． 88 22． 39 28． 84 140 ℃ 水解度 / % 2． 81 3． 67 5． 18 10． 31 降解率 / % 15． 28 21． 16 23． 41 29． 63 160 ℃ 水解度 / % － － 9． 88 34． 93 降解率 / % － － 18． 35 49． 2